Laporan Interferometer [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA 1 (INTERFEROMETER MICHELSON MORLEY) Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Eksperimen Fisika 1 yang diampu oleh dosen: Drs. David Edison Tarigan, M.Si



disusun oleh: Seli Nurpianti



NIM. 1506036



Pelaksanaan Percobaan: Hari/tanggal/waktu



: Jumat/13 Oktober 2017 / 07.00-08.40 WIB



Teman Sekelompok: : Eka Fitri Rahayu



(NIM. 1507104)



LABORATORIUM FISIKA LANJUT DEPARTEMEN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2017



Eksperimen 4 INTERFEROMETER MICHELSON MORLEY A. Tujuan Menentukan Panjang Gelombang Sinar Laser B. Dasar Teori Salah satu cara untuk mengukur panjang gelombang sinar laser adalah dengan menggunakan alat interferometer Michelson Morley. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip superposisi atau interferensi, secara garis besar prinsip kerjanya sebagai berikut: layar



C2’



C2



A C3



Sumber sinar laser



C4 d



C1



Berkas sinar monokromatis diarahkan pada beam spliter C3, sinar pecah menjadi dua berkas, sebagian diteruskan ke C2 dan sebagian lagi diteruskan ke C1. Sinar yang menuju C2 sebelumnya dilewatkan dulu pada pelat kompensator. Sinar-sinar pantul dari cermin C1 dan dari C2 (melewati kompensator) ini, kemudian keduanya diteruskan ke C3. Sinar dari C1 oleh C3 diteruskan ke layar dan sinar dari C2 dipantulkan oleh C3 dan ditangkap oleh layar. Pada layar akan tampak dua buah titik sinar. Kedua sinar yang datang pada layar ini dapat diatur supaya berinterferensi, sehingga membentuk pola interferensi lingkaran. Pengaturan dilakukan dengan cara memutar mikrometer sekrup pada cermin C1 dan C2 yaitu mengubah kemiringan masing-masing cermin. Dengan menggeser C2 ke C2’ sejauh d akan dihasilkan perubahan pola interferensi tersebut. Menggeser cermin C2 dilakukan dengan cara memutar mikrometer sekrup pada alat.



Superposisi adalah salah satu sifat gelombang. Penjumlahan gelombang (superposisi) terjadi ketika dua buah gelombang atau lebih yang menjalar dalam medium yang sama dan pada saat yang sama akan menyebabkan simpangan dari partikel dalam medium menjadi jumlah dari masing-masing simpangan yang mungkin ditimbulkan oleh masing-masing gelombang. Prinsip penjumlahan simpangan akibat dua buah gelombang atau lebih yang merambat dalam satu medium yang sama dan pada saat yang sama sering disebut superposisi. Dalam superposisi dua gelombang atau lebih dapat menghasilkan sebuah gelombang berdiri yang mungkin simpangannya saling menguatkan atau saling melemahkan bergantung kepada beda fase gelombang-gelombang tersebut. Apabila beda fase antara gelombang-gelombang yang disuperposisikan adalah 1/2 maka hasilnya saling melemahkan. Jika panjang gelombang dan amplitudo gelombang-gelombang tersebut sama, maka simpangan hasil superposisi tersebut nol. Sebaliknya, jika fase gelombang-gelombang yang disuperposisikan itu sama, maka simpangan hasil superposisi itu saling menguatkan. Jika panjang gelombang dan amplitudo gelombang-gelombang itu sama maka simpangan hasil superposisi itu sebuah gelombang berdiri dengan amplitudo dua kali amplitudo kedua gelombang.



C. Alat dan Bahan No Nama Alat 1 Set percobaan interferometer Michelson Morley 2 Sinar Laser 3 Counter D. Prosedur Percobaan 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Menyusun alat alat seperti gambar dibawah ini



Jumlah 1 set 1 Buah 1 Buah



3. Memposisikan laser di depan lensa sejajar bangku interferometer Miichelson Morley 4. Menutup posisi C2 dan mengatur posisi C1 sehingga berkas pantulan dapat terlihat di layar. 5. Mengatur posisi C2 sehingga cahaya dari C2 berimpit dengan cahaya dari C1 6. Memutar skrup pengaturan pada C2 secara perlahan sehingga interferensi dapat dilihat jelas pada layar pengamatan. 7. Setelah jelas, melihat dan mencatat posisi awal micrometer sebelum mulai melakukan penghitungan. 8. Memutar knop micrometer perlahan lahan. Pada saat yang sama menghitung banyaknya frinji yang melintasi garis batas. 9. Mencatat posisi akhir sehingga jarak micrometer yang dihitung ialah selisih jarak sebelum dan sesudah pemutaran. 10. Mengulangilangkah 9 dan 10 untuk jumlah frinji 200, 600, dan 1000 11. Mengulangi langkah 10 dan 11 sebanyak 20 kali untuk jumlah frinji yang berbeda 12. Merapikan dan menyimpan kembali alat alat yang telah digunakan. E. Data Percobaan Untuk n = 200 No 1 2 3 4 5



di (mm) 7.30 7.44 7.58 7.74 7.93



df (mm) 7.44 7.58 7.74 7.93 8.04



Untuk n = 600 No 1 2 3 4 5



di (mm) 7.30 7.44 7.58 7.74 7.93



df (mm) 7.74 7.93 8.04 8.18 8.31



Untuk n = 1000 No 1 2 3 4 5



di (mm) 7.30 7.58 7.74 7.93 8.04



df (mm) 8.04 8.31 8.43 8.61 8.74



F. Pengolahan Data Dengan data tersebut diperlukan pengolahan data seecara statistik untuk mengetahui nilai panjang gelombang sinar laser HeNe. Pengolahan data dilakukan secara statisstik, dengan persamaan maka akan diperoleh data seperti berikut:



n



λ



di



df



2∆d



( x 10-3m)



( x 10-3m)



( x 10-3m)



7.30 7.44 7.58 7.74 7.93 7.30 7.44 7.58 7.74 7.93 7.30 7.58 7.74 7.93 8.04



di



=



7.44 0.14 7.58 0.14 7.74 0.16 7.93 0.19 8.04 0.11 7.74 0.44 7.93 0.49 8.04 0.46 8.18 0.44 8.31 0.38 8.04 0.74 8.31 0.73 8.43 0.69 8.61 0.68 8.74 0.7 posisi awal cermin C2



df



=



posisi akhir cermin C2



200



600



1000



x 10-3 m 0.0007 0.0007 0.0008 0.00095 0.00055 0.000733333 0.000816667 0.000766667 0.000733333 0.000633333 0.00074 0.00073 0.00069 0.00068 0.0007



λrata-rata



7.4 x 10-7 m



7.36 x 10-7 m



7.08 x 10-7 m



Harga Standar Deviasi dari panjang gelombang sinar laser: N



|



̅|



|



̅|



∑|



̅|



√∑



|



0.00004 1.6E-09 0.00004 1.6E-09 200 0.00006 3.6E-09 0.000000087 1.47 x 10-7 m 0.00021 4.41E-08 0.00019 3.61E-08 3.267E-06 1.06733E-11 0.000080067 6.41072E-09 600 3.0067E-05 9.04024E-10 1.80002E-08 0.67 x 10-7 m 3.267E-06 1.06733E-11 0.000103267 1.06641E-08 0.000032 1.024E-09 0.000022 4.84E-10 1000 0.000018 3.24E-10 2.68E-09 0.26 x 10-7 m 2.8E-05 7.84E-10 8E-06 6.4E-11 Jadi dari hasil perhitungan dapat diperoleh harga panjang gelombang sinar laser yaitu sebagai berikut  n = 200 ̅ 10-7 m dengan % kesalahan presisi dan akurasi :



̅|



|



|



|



|



 n = 600 ̅ 10-7 m dengan % kesalahan presisi dan akurasi :



|



|



|



|



|



|



 n = 1000 ̅ 10-7 m dengan % kesalahan presisi dan akurasi :



|



|



G. Analisis Data Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, diperoleh harga panjang gelombang sinar HeNe tidak sesuai dengan harga panjang gelombang pada literatur(6328 . Hal ini disebabkan beberapa faktor diantaranya:  Alat interferometer yang sangat sensitif sekali terhadap getaran, ketika meja tempat alat interferometer tergeser maka pola interferensi pun goyah dan kurang jelas.  Kurang teliti pada saat menghitung perubahan pola gelap-terang di pusat pola lingkaran interferensi (n) , karena pada saat praktikum ketika sekrup untuk menggeser cermin C2 diputar sedikit maka terkadang terjadi perubahan pola gelap-terang yang sangat cepat dan banyak di pusat pola lingkaran interferensi sehingga pada saat eksperimen mengalami kesulitan untuk menghitung perubahan pola yang sangat cepat tersebut.  Kesulitan dalam mendapatkan pola interferensi lingkaran yang berpusat di tengah layar karena posisi antara sinar laser dengan cermin yang kurang lurus.



 Pada saat praktikum, alat putar yang digunakan untuk menggeser cermin C2 kurang berfungsi dengan baik, karena terkadang ketika diputar tidak bergeser. Hal ini akan mempengaruhi ketepatan pengambilan data d. Adapun solusi untuk meminimalisir faktor kesalahan diatas adalah dengan mengambil data secara tenang dan tidak menggerakkan alat, pengamat harus memiliki mata yang tajam dan jeli untuk mengamati pola yang muncul. Data pengamatan diambil lebih banyak, agar keakurasian lebih mantap. H. Kesimpulan Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa harga panjang gelombang sinar laser yang diperoleh yaitu: N 200 600 1000 I. Daftar Pustaka Halliday & Resnick,(terjemahan Pantur Silaban.Ph.D). 1984. Fisika Jilid 2 edisi ketiga. Jakarta : Erlangga. Tim Dosen Eksperimen Fisika Lanjut. (2017). Petunjuk Praktikum Eksperimen Fisika 1. Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI Tipler, Paul.2001.Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 2. Jakarta :Erlangga. J.



Lampiran



TUGAS AKHIR 1. Berdasarkan data yang diperoleh tentukanlah panjang gelombang sinar laser HeNe! Jawab : n



λ



di



df



2∆d



( x 10-3m)



( x 10-3m)



( x 10-3m)



di



=



7.30 7.44 7.44 7.58 7.58 7.74 7.74 7.93 7.93 8.04 7.30 7.74 7.44 7.93 7.58 8.04 7.74 8.18 7.93 8.31 7.30 8.04 7.58 8.31 7.74 8.43 7.93 8.61 8.04 8.74 posisi awal cermin C2



df



=



posisi akhir cermin C2



200



600



1000



0.14 0.14 0.16 0.19 0.11 0.44 0.49 0.46 0.44 0.38 0.74 0.73 0.69 0.68 0.7



x 10-3 m 0.0007 0.0007 0.0008 0.00095 0.00055 0.000733333 0.000816667 0.000766667 0.000733333 0.000633333 0.00074 0.00073 0.00069 0.00068 0.0007



λrata-rata



7.4 x 10-7 m



7.36 x 10-7 m



7.08 x 10-7 m



Harga Standar Deviasi dari panjang gelombang sinar laser: N



200



600



1000



|



̅|



0.00004 0.00004 0.00006 0.00021 0.00019 3.267E-06 0.000080067 3.0067E-05 3.267E-06 0.000103267 0.000032 0.000022 0.000018 2.8E-05 8E-06



|



̅| 1.6E-09 1.6E-09 3.6E-09 4.41E-08 3.61E-08 1.06733E-11 6.41072E-09 9.04024E-10 1.06733E-11 1.06641E-08 1.024E-09 4.84E-10 3.24E-10 7.84E-10 6.4E-11



∑|



̅|



√∑



|



0.000000087



1.47 x 10-7 m



1.80002E-08



0.67 x 10-7 m



2.68E-09



0.26 x 10-7 m



̅|



Jadi dari hasil perhitungan dapat diperoleh harga panjang gelombang sinar laser yaitu sebagai berikut  n = 200 ̅ 10-7 m



|



|



|



|



 n = 600 ̅ 10-7 m



|



|



|



|



 n = 1000 ̅ 10-7 m



|



|



|



|



2. Bandingkan hasil dengan harga panjang gelombang laser HeNe dari literatur (data pabrik yang tercantum pada sumber sinar laser), bila harganya menyimpang jauh coba analisis apa penyebabnya? Jawab : Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, didapatkan gelombang sinar laser yang diperoleh yaitu: n 200 600 1000



bahwa harga panjang



λ sinar laser HeNe literatur yaitu sekitar 6328 Å. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu:  Alat interferometer yang sangat sensitif sekali terhadap getaran, ketika meja tempat alat interferometer tergeser maka pola interferensi pun goyah dan kurang jelas.  Kurang teliti pada saat menghitung perubahan pola gelap-terang di pusat pola lingkaran interferensi (n) , karena pada saat praktikum ketika sekrup untuk menggeser cermin C2 diputar sedikit maka terkadang terjadi perubahan pola gelap-terang yang sangat cepat dan banyak di pusat pola lingkaran interferensi sehingga pada saat eksperimen mengalami kesulitan untuk menghitung perubahan pola yang sangat cepat tersebut.  Kesulitan dalam mendapatkan pola interferensi lingkaran yang berpusat di tengah layar karena posisi antara sinar laser dengan cermin yang kurang lurus.  Pada saat praktikum, alat putar yang digunakan untuk menggeser cermin C2 kurang berfungsi dengan baik, karena terkadang ketika diputar tidak bergeser. Hal ini akan mempengaruhi ketepatan pengambilan data d. 3. Bandingkanlah harga panjang gelombang yang diperoleh dengan mengambil n= 200, n = 600, dan n = 1000 mana hasil yang lebih akurat? Jelaskan faktor penyebabnya! Jawab : Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa harga panjang gelombang sinar laser yang diperoleh yaitu: n 200 600 1000 Berdasarkan hasil pengamatan nilai panjang gelombang sinar laser HeNe yang paling mendekati adalah pada saat n = 1000. Hal tersebut terjadi karena semakin banyak jumlah n nya maka pergerakan dari sekrup micrometer dapat terlihat dan berpindah sehingga yang didapatkan dapat dikatakan lebih akurat. 4. Buat laporan secara lengkap! Jawab : Laporan secara lengkap terlampir.