Kisi Difraksi (La) [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



I.1. Latar Belakang Gelombang elektromagnetik sama seperti gelombang mekanik, dapat berinterfrensi satu sama lain. Kita dapat ketahui bahwa cahaya sebagai gelombang, memperlihatkan gejala interfrensi gelombang-gelombang yang mempunyai beda fase yang tetap. Bila Cahaya melintas dari suatu sumber melalui sebuah celah pada layar, dan cahaya yang keluar dari celah tersebut digunakan untuk menerangi dua celah bersebelahan pada layar kedua. Bila cahaya diteruskan dari kedua celah tersebut dan jatuh pada layar ketiga, maka akan terbentuk sederet pita interferensi yang sejajar. Ini sebagai fenomena interferensi. Sebagai gelombang, cahaya juga dapat melentur (berdifraksi), serta interfrensi yang dibahas diatas merupakan hasil dari cahaya yang berdifraksi. Difraksi adalah penyebaran atau pembelokan gelombang pada saat gelombang ini melintas melalui bukaan atau mengelilingi ujung penghalang. Gelombang terdifraksi selanjutnya berinterferensi satu sama lain sehingga menghasilkan daerah penguatan dan pelemahan. Difraksi juga berlangsung pada aliran partikel.Dengan kata lain, Difraksi adalah peristiwa dimana berkas cahaya akan dilenturkan pada saat melewati celah sempit. Difraksi juga menggambarkan suatu deviasi dari cahaya dengan pola lurus ketika melewati lubang lensa atau disekeliling benda. Menurut Huygens bahwa setiap bagian celah akan menjadi suatu sumber gelombang (cahaya) biru. (Giancoli : 1998) Celah sempit tersebut disebut dengan kisi difraksi. Kisi difraksi adalah kepingan kaca yang digores sejajar dan berjumlah sangat banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam ordo 1000 per mm). Cahaya terdifraksi, setelah 1



diteruskan melalui kaca atau dipantulkan oleh spekulum, menghasilkan cahaya maksimum padaθ = 0° dan berkurang sampai minimum (intensitas = nol) pada sudutθ . Untuk melewati pola difraksi cahaya, cahaya dilewatkan melalui suatu celah tunggal dan mengamati cahaya yang diteruskan oleh celah pada suatu film. Difraksi pada celah tunggal akan menghasilkan pola garis terang dan gelap pada layar. Celah tunggal dapat dianggap terdiri atas beberapa celah sempit yang dibatasi titik-titik dan setiap celah itu merupakan sumber cahaya sehingga satu sama lainnya dapat berinterferensi. Kemudian difraksi cahaya terjadi pula pada cahaya yang melalui banyak celah sempit, dengan jarak celah sama. Celah sempit yang demikian disebu dengan kisi difraksi. Semakin banyak celah, semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar. (Sears & Zemansky : 1994)



I.2. PEMBATASAN MASALAH Pembatasan masalah yang dibahas dalam laporan akhir Fisika Lanjut dengan pokok bahasan Kisi Difraksi hanya terbatas pada menentukan panjang gelombang (λ) cahaya tampak dari suatu sumber



I.3. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan dari percobaan ini adalah : a. Mempelajari garis-garis spektrum cahaya



2



b. Menentukan panjang gelombang (λ) cahaya tampak dari suatu sumber



dengan menggunakan kisi difraksi



I.4. METODOLOGI PERCOBAAN Ada dua metodologi yang digunakan dalam menyusun laporan akhir Fisika Lanjut ini, yaitu : a. Metode praktikum / percobaan Metode praktikum digunakan untuk mengetahui kebenaran teori yang didasarkan pada percobaan yang telah kami lakukan dengan menggunakan berbagai percobaan untuk membuktikan bahwa percobaan yang kami lakukan ternyata terbukti kebenarannya. b. Metode referensi buku Metode referensi buku digunakan sebagai bahan penduan dalam melakukan praktikum sehingga dapat mengembangkan konsep teori dan melengkapi tugas laporan akhir Fisika Lanjut



I.5. SISTEMATIKA Kata pengantar Daftar isi BAB I PENDAHULUAN 1.



Latar belakang



3



2.



Pembatasan masalah



3.



Tujuan percobaan



4.



Metodologi



5.



Sistematika



BAB II KERANGKA TEORI 1. Konsep teori 2. Hipotesis BAB III PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA 1. Persiapan a. Alat- alat 2. Pelaksanaan 3. Pengolahan data 4. Lembar data 5. Perhitungan statistik BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL BAB V KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA



4



BAB II KAJIAN TEORI II.1.



Deskripsi Teori Suatu sifat gelombang yang menarik adalah bahwa gelombang dapat



dibelokkan oleh rintangan. Secara makroskopis, difraksi dikenal sebagai gejala penyebaran arah yang dialami seberkas gelombang ketika menjalar melalui suatu celah sempit atau tepi tajam sebuah benda. Gejala ini juga dianggap sebagai salah satu ciri khas gelombang yang tidak memiliki partikel, karena sebuah partikel yang bergerak bebas melalui suatu celah tidak akan mengalami perubahan arah.



5



Ditinjau secara makroskopis, gelombang elektromagnet yang tiba pada permukaan sebuah layar (screen) akan menggetarkan elektron bagian luar dari atom-atom layar itu. Diumpamakan cahaya yang ditinjau bersifat monokromatis yang berarti bahwa medan listriknya berosilasi dengan frekuensi tertentu. Maka setelah tercapai keadaan stasioner dalam waktu singkat, elektron-elektron tersebut akan berosilasi dengan frekuensi tertentu dan dengan frekuensi yang sama. Antara gelombang datang dan semua gelombang radiasi elektron akan terjadi proses interferensi yang mantap. Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat ini terdiri dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat gelas dengan mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah – celah yang terpisah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Dari data banyaknya garis per sentimeter kita dapat menentukan jarak antar celah atau yang disebut dengan tetapan kisi (d) , jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah kebalikan dari N , yaitu: d =1/N Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens, tiap bagian celah berlaku sebagai sebuah sumber gelombang, dengan demikian , cahaya dari satu bagian celah dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian yang lain dan intensitas resultannya pada layar bergantung pada arah θ yang dirumuskan sebagai berikut:



6



dengan Io adalah intensitas cahaya awal dan β beda fase yang besarnya adalah β= (πd/λ) sin θ. Agar mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua sumber cahaya yang koheren (cahaya dengan beda fase tetap). Percobaan Young menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren, sehingga pada layar terjadi pola-pola terang (interferensi konstruktif = maksimum) dan gelap (interferensi destruktif = minimum). (Sears & Zemansky : 1994) Pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang. Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada sebuah celah sempit juga akan mengalami lenturan. Difraksi cahaya terjadi juga pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama. Celah sempit yang demikian disebut kisi difraksi. Semakin banyak celah pada sebuah kisi, semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar. (Widiatmoko, 2008)



Gambar 1. Skema difraksi oleh kisi. Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut, apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan 7



sebuah kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pitapita terang. Intensitas pita-pita terang mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan :



atau dimana : m = orde pola difraksi (0,1,2,.........) d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi) λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan θ = sudut lenturan (difraksi) Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n L = jarak layar ke kisi difraksi Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat suatu spectrum warna. Spektrum yan paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde pertama (m = 1). (schaum : 1989) Jika semakin banyak celah pada kisi yang memiliki lebar sama, maka semakin tajam pola difraksi dihasilkan pada layar. Misalkan, pada sebuah kisi, untuk setiap daerah selebar 1 cm terdapat N = 5.000 celah. Artinya, kisi tersebut terdiri atas 5.000 celah per cm. dengan demikian, jarak antar celah sama dengan tetapan kisi, yaitu



8



Demikian pula untuk mendapatkan pola difraksi minimumnya, yaitu garisgaris gelap. Bentuk persamaannya sama dengan pola interferensi minimum dua celah yaitu:



Apabila sinar yang digunakan polikromatis maka terjadilah garis spektrum yang letaknya satu sama lain berdampingandengan warna yang bermacam-macam tergantung pada panjang gelombangnya. Dengan menggunakan metode triangulasi maka besarnya dapat diperoleh dengan mengukur jarak kisi ke layar dan jarak antara garis spektrum dan terang utama. Apabila jarak antara kisi telah diketahui maka dapat ditentukan pula,



Sehingga didapatkan persamaan :



Jika pada difraksi digunakan cahaya putih atau cahaya polikromatik, pada layar akan tampak spectrum warna, dengan terang pusat berupa warna putih.



9



Gambar 2. Difraksi cahaya putih akan menghasilkan pola berupa pita-pita spectrum Cahaya merah dengan panjang gelombang terbesar mengalami lenturan atau pembelokan paling besar. Cahaya ungu mengalami lenturan terkecil karena panjang gelombang cahaya atau ungu terkecil. Setiap orde difraksi menunjukkan spektrum warna. (Giancoli : 1998)



II.2.



Hipotesis Kami menduga bahwa Apakah dengan melakukan percobaan Kisi Difraksi



dapat membuktikan Semakin banyak celah pada sebuah kisi, semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar.



10



BAB III PERLENGKAPAN DAN PENGOLAHAN DATA



III.1. Persiapan Peralatan yang digunakan dalam percobaan kisi Difraksi adalah : a. Tabung Geissler Hg, Ne, H2 dan N2 b. Kisi c. Mistar 100 cm dan bangku optik d. Statip dan penjepit e. Trafo set up 2500 volt AC



III.2. Pelaksanaan Cara kerja yang dilakukan dalam percobaan Kisi Difraksi adalah : a. Pasang tabung Geissler dengan posisi berdiri pada statip lalu dihubungkan dengan sumber tegangan, yaitu trafo step up 2500 volt ! b. Letakkan kisi seperti pada Gambar 1 dengan jarak L = 100 cm dari layar !



11



c. Perhatikanlah spektrum yang terjadi melalui kisi, dengan posisi seperti pada Gambar 1 dan catatlah jumlah orde yang terlihat ! d. Ukur jarak antara dua buah pita yang berwarna sama yang berada dalam orde yang sama. Lakukan pengukuran sebanyak 3 (tiga) kali! e. Lakukan langkah 4 untuk warna-warna yang lain ! f. Ulangi langkah no. 3 s/d 5 untuk jarak-jarak : 95, 90, dan 85 cm



III.3.



Pengolahan Data A.



Lembar Data



Judul Praktikum



: Kisi difraksi



Nama Praktikum



: Muchlas Yulianto



B.



Data hasil Percobaan



 KISI DIFRAKSI (100/mm) L = 30 cm



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



merah-orange-hijau-biru-ungu-hijau-biru-ungu merah hati-merah – hijau- biru – ungu merah terang- orange- kuning- hijau- ungubiru-ungu



12



merah terang – kuning- hijau- ungu – hijaubiru – ungu merah terang – hijau – pink- hijau muda- biru – ungu



 KISI DIFRAKSI (300/mm) L = 30 cm Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru muda- ungu orange- kuning- orange-kuning-biru muda- biru tua- ungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu



 KISI DIFRAKSI (600/mm) L = 30 cm Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu



13



orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru mudaungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu



C.



Perhitungan statistik  KISI DIFRAKSI (100/mm) L = 30 cm



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



merah-orange-hijau-biru-ungu-hijau-biruungu merah hati-merah – hijau- biru – ungu merah terang- orange- kuning- hijau- ungubiru-ungu merah terang – kuning- hijau- ungu – hijaubiru – ungu



14



merah terang – hijau – pink- hijau muda- biru –ungu



*Perhitungan Statistik Kisi 100 garis/mm N = 100 garis/mm Orde ke-4 1.



= 7,760



λ



λ



2.



= 7,930



15



λ



λ



3.



= 7,560



λ



λ



4.



= 7,700



16



λ



λ



5.



= 7,730



λ



λ



No



X



ΔX



1.



338



1,2



17



2.



345



0,8



3.



330



6,8



4.



335



1,8



5.



336



0,8



Σ



1684



11,4



 KISI DIFRAKSI (300/mm) L = 30 cm 18



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru muda- ungu orange- kuning- orange-kuning-biru muda- biru tua- ungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu



*Perhitungan Statistik Kisi 300 garis/mm N= 300 garis



Orde ke-3 1.



= 9,600



λ



λ



19



2.



= 9,530



λ



λ



3.



= 9,830



λ



λ



20



4.



= 9,730



λ



λ



5.



= 9,430



λ



λ



21



No



X



ΔX



1.



185



0,4



2.



183



2,4



3.



189



3,6



4.



188



2,6



5.



182



3,4



Σ



927



12,4



22



 KISI DIFRAKSI (600/mm) L = 30 cm



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru mudaungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu



*Perhitungan Statistik



23



Kisi 600 garis/mm N= 600 garis



Orde ke-2 1.



= 12,460



λ



λ



2.



= 12,600



λ



λ



24



3.



= 12,530



λ



λ



4.



= 12,400



λ



25



λ



5.



= 12,530



λ



λ



No



X



ΔX



1.



180



0,6



26



2.



182



1,4



3.



181



0,4



4.



179



1,6



5.



181



0,4



Σ



903



4,4



REGRESI KISI DIFRAKSI Sudut datang



Kisi



27



Σ



= 149,32



Σ



100



60,22



10000



776



100



62,88



10000



793



100



57,15



10000



756



100



59,29



10000



770



100



59,75



10000



773



300



92,16



90000



2880



300



90,82



90000



2859



300



96,63



90000



2949



300



94,67



90000



2919



300



88,92



360000



2829



600



155,25



360000



7476



600



158,76



360000



7560



600



157,0009



360000



7518



600



153,76



360000



7446



600



157,0009



360000



7518



= 5000



Σ



Σ



=



1544,2618



Σ



= 149,32



Σ



=



Σ



= 56122



2300000



= 2300000



28



Σ



Σ



= 5000



Σ



= 1544,2618



= 56122



♦ Regresi Koefisien b untuk Y atas X, yakni:



b=



b=



b=



b = 109,78



a=



a=



29



a = 333,33 a=



1092,311



758,981



Regresi Y atas X linier, maka persamaannya dapat dituliskan dalam bentuk linier : = a + bx



=



758,981 +109,78 x



♦ Korelasi (r)



r=



r=



r=



r=



r=



30



r=



r = 1,049 (korelasi positif) X



y



0



-758,981



1



-649,201



2



-539,421



3



-429,641



BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL



31



IV.1



Tugas Pendahuluan 1. Apa yang dimaksud dengan cahaya monokromatis dan polikromatis ? Berikan contoh masing-masingnya ! 2. Apakah yang dimaksud dengan pola difraksi dan bagaimana terjadinya? 3. Bila konstanta kisi semakin kecil, apakah jarak antar spektum akan semakin sempit atau sebaliknya ? 4. Lukiskan jalannya cahaya polikromatis yang dijatuhkan pada kisi ! 5. Apakah perbedaan terjadinya spektrum pada prisma dengan pada kisi ? Jelaskan ! 6. Buat bagan data pengambilan !



Jawaban No.1  Cahaya polikromatik adalah cahaya yang terdiri atasbanyak



warna



dan



panjang



gelombang.



Contoh



cahaya



polikromatikadalah cahaya putih. Adapun cahaya monokromatik adalah cahayay a n g h a n y a t e r d i r i a t a s s a t u w a r n a d a n s a t u p a n j a n g g e l o m b a n g . Contoh cahaya monokromatik adalah cahaya merah dan ungu. No.2  Difraksi cahaya adalah peristiwa pelenturan gelombang cahaya ketika melewati suatu celah sempit (lebar celah lebih kecil dari panjang gelombang), sehingga gelombang cahaya tampak melebar pada tepi celah. 32



Hasil dari peristiwa difraksi adalah garis-garis terang dan garis garis gelap seperti pada peristiwa interferensi. Difraksi adalah Pembelokan cahaya oleh penghalang. Bila seberkas gelombang dengan sinar sejajar melalui suatu celah, maka sinar akan melebar karena terjadi difraksi oleh celah tersebut.  Difraksi terjadi dengan kuat bila lebar celah tak banyak berbeda dengan panjang gelombang. Difraksi terjadi pada semua gelombang, yaitu gelombang pada permukaan air, gelombang bumi, cahaya, gelombang mikro, dan sebagainya. Karena gelombang bunyi mempunyai panjang gelombang antara 2 cm dan 20 m, yaitu kira-kira sama dengan ukuran benda yang ada di sekitar kita, maka gelombang bunyi terdi fraksi dengan kuat. Difraksi pada gelombang cahaya oleh celah sempit, dapat diamati dengan mudah bila digunakan cahaya dengan sinan-sinar yang sejajan dan kuat, misalnya sinar laser, dan digunakan celah sempit kira-kira sepersepuluh milimeter, kemudian cahaya yang keluar dan celah ditangkap dengan layan pada jarak 5 m dan celah. Peristiwa difraksi terjadi karena penjumlahan atau interferensi gelombang-gelombang yang berasal dari titik-titik di dalam celah. Bila celah sempit, maka pengaruh titik bagian tepi adalah kuat, sehingga memberikan sinar arah yang masuk daerah bayangan, yaitu membelok. No.3 Difraksi yang terjadi jika cahaya dilewatkan melalui lubang sempit berbentuk lingkaran. seperti lubang pupil mata manusia, D = diameter pupil, S1 dan S2 dua sumber cahaya, seperti dua lampu sorot pada mobil.Pola difraksi yang dihasilkan berbentuk lingkaran pada layar atau retina mata . Pada retina mata ada dua bayangan yang berbentuk



33



lingkaran di S1′ dan S2′, Seperti gambar berikut/gambar daya urai suatu lensa mata/daya urai alat optik.



No.4 Difraksi pada celah sempit, bila cahaya yang dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih\banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi.



Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut, apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan sebuah kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pitapita terang. Intensitas pita-pita terang mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan 34



kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan : m λ= d sin θ atau d.Y/L = m λ dimana : m = orde pola difraksi (0,1,2,.........) d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi) λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan θ = sudut lenturan (difraksi) Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n L= jarak layar ke kisi difraksi Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat suatu spectrum warna. Spektrum yan paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde pertama (m=1). No.5 Spektrum pada prisma yaitu Apabila sudut datangnya sinar diperkecil, maka sudut deviasinya pun akan semakin kecil. Sudut deviasi akan mencapai minimum (Dm) jika sudut datang cahaya ke prisma sama dengan sudut bias cahaya meninggalkan prisma atau pada saat itu berkas cahaya yang masuk ke prisma akan memotong prisma itu menjadi segitiga sama kaki. Sedangkan Spektrum pada Kisi yaitu bila cahaya yang dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih\banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi. No.6 DATA PERCOBAAN



35



 KISI DIFRAKSI (100/mm) L = 30 cm



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



merah-orange-hijau-biru-ungu-hijau-biru-ungu merah hati-merah – hijau- biru – ungu merah terang- orange- kuning- hijau- ungubiru-ungu merah terang – kuning- hijau- ungu – hijaubiru – ungu merah terang – hijau – pink- hijau muda- biru – ungu



 KISI DIFRAKSI (300/mm) L = 30 cm Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu



36



orange- kuning – pink- hijau- biru muda- ungu orange- kuning- orange-kuning-biru muda- biru tua- ungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu



 KISI DIFRAKSI (600/mm) L = 30 cm Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru mudaungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu



Tugas Akhir 1. Warna-warna apa saja yang terlihat pada spektra yang dihasilkan oleh tabung Geissler Hg, Ne, N2 dan H2 ?



37



2. Hitung panjang gelombang dari warna-warna tersebut ! 3. Mengapa untuk orde spectra yang lebih tinggi akan diperoleh perhitungan yang lebih tepat dibandingkan dengan perhitungan yang diperoleh dari orde yang lebih kecil ? 4. Buatlah tabel spectra cahaya dan berikan kesimpulan anda dari percobaan ini ! 5. Buat kesimpulan saudara dengan memperhatikan pertanyaan-pertanyaan di atas dan dengan memperhatikan percobaan saudara ! Jawaban No. 1 Warna yang dihasilkan oleh tabing Geissler Hg, Ne, N 2 dan H2 yaitu Merah, merah hati, merah terang, merah muda, kuning, orange, hijau,hijau muda, biru,biru tua, biru muda, dan ungu. No.2 Kisi 100 garis/mm N = 100 garis/mm Orde ke-4 1.



= 7,760



λ



λ



38



2.



= 7,930



λ



λ



3.



= 7,560



λ



39



λ



4.



= 7,700



λ



λ



5.



= 7,730



λ



40



λ



Kisi 300 garis/mm N= 300 garis



Orde ke-3 1.



= 9,600



λ



λ



41



2.



= 9,530



λ



λ



3.



= 9,830



λ



λ



42



4.



= 9,730



λ



λ



5.



= 9,430



λ



λ



43



Kisi 600 garis/mm N= 600 garis



Orde ke-2 1.



= 12,460



λ



λ



2.



= 12,600



44



λ



λ



3.



= 12,530



λ



λ



45



4.



= 12,400



λ



λ



5.



= 12,530



λ



λ



46



No.3 Pada sebuah kisi yang disinari cahaya yang sejajar dan tegak lurus kisi, dan di belakang kisi ditempatkan sebuah layar, maka pada layar tersebut akan terdapat garis terang dan gelap, jika cahaya yang dipakai adalah monokromatik. Kemudian akan terbentuk deretan spektrum warna, jika cahaya yang digunakan sinar putih (polikromatik). Garis gelap dan terang atau pembentukan spektrum akan lebih jelas dan tajam jika celabar celahnya semakin sempit atau konstanta kisinya semakin banyak/besar. Garis gelap dan terang dan spektrum tersebut merupakan hasil interferensi dari cahaya yang berasal dari kisi tersebut yang jatuh pada layar titik/ tempat tertentu. Semakin besar orde spektra maka semakin besar pula jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi), panjang gelombang cahaya yang digunakan, sudut lenturan (difraksi), jarak terang pusat dengan orde ke-n, dan jarak layar ke kisi difraksi. Maka Kesalahan Relatif yang dihasilkan juga akan semakin kecil, sehingga perhitungan yang doperoleh semakin mendekati ketepatan. No. 4  KISI DIFRAKSI (100/mm) L = 30 cm



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



merah-orange-hijau-biru-ungu-hijau-biru-ungu



47



merah hati-merah – hijau- biru – ungu merah terang- orange- kuning- hijau- ungubiru-ungu merah terang – kuning- hijau- ungu – hijaubiru – ungu merah terang – hijau – pink- hijau muda- biru – ungu



 KISI DIFRAKSI (300/mm) L = 30 cm Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- birutuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru muda- ungu orange- kuning- orange-kuning-biru muda- biru tua- ungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu



 KISI DIFRAKSI (600/mm) L = 30 cm 48



Warna Kisi Difraksi



Sudut Kisi Difraksi



orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – hijau- biru muda- biru tuaungu orange- kuning – pink- hijau- biru mudaungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu orange- kuning- orange-kuning-biru mudabiru tua – ungu



Pada tabel tersebut diatas disimpulkan bahwa :  Semakin kecil kisi yang digunakan maka semakin banyak warna spektrum yang dihasilkan.  Semakin besar kisi yang digunakan maka sudut yang dihasilkan juga semakin besar ” No.5 dari hasil pengamatan yang kami lakukan dapat kami simpulkan bahwa :  Untuk Panjang gelombang cahaya di setiap orde sama.  Untuk Jarak antara terang pusat/nyala pusat dengan titik orde selanjutnya mempunyai kelipatan panjang yang sama.  Untuk Semakin jauh titik orde dari terang pusat, maka semakin besar sudut apitnya.  Semakin besar jarak antara dua garis kisi pada percobaan tersebut, maka semakin besar pula panjang gelombang yang dihasilkan.



49



 Semakin besar sudut yang digunakan maka panjang gelombang yang dihasilkan juga semakin besar.  Semakin besar sudut yang digunakan maka semakin kecil pula Kesalahan Relatif yang dihasilkan.  Semakin besar kisi yang digunakan dalam percobaan maka Kesalahan Relatif yang dihasilkan semakin kecil.  Semakin besar orde yang digunakan maka semakin kecil kesalahan relatif yang dihasilkan.  Pembiasan pada kaca prisma menghasilkan spectrum warna yang berbeda-



beda seperti yaitu (Me, Ji, Ku, Hi, Bi, Ni, U) dan Pada kesimpulan ini, terbukti pada rumus



λ”



50