Laporan Praktikum Michelson [PDF]

Citation preview

Tanggal Praktikum



: 30 September 2020



Tanggal Pengumpulan : 29 September 2020 PRAKTIKUM FISIKA MODERN SEMESTER 113



PERCOBAAN MICHELSON



Nama



: Listia Wati



NRM



: 1302619038



Dosen Pengampu



: Fauzi Bakri, S.Pd.,M.Si



Laporan Awal



Laporan Akhir



Kinerja



Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Jakarta 2020



A. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari interferensi pada interferometer Michelson 2. Menentukan panjang gelombang sumber cahaya dengan pola interferensi 3. Mengamati perubahan pola dan jumlah frinji interferensi pada interferometer Michelson. 4. Mengamati perubahan gambar interferensi 5. Memahami cara kerja interferometer Michelson.



B. Teori Dasar Interferensi adalah superposisi dua buah gelombang atau lebih yang bertemu pada satu titik ruang. Hasil interfrensi yang berupa pola cincin terang gelap dapat digunakan untuk menentukan beberapa besaran fisis yang berkaitan dengan interferensi, misalnya panjang gelombang suatu sumber cahaya, indeks bias, dan ketebalan bahan. Jika 2 buah gelombang dengan frekuensi yang sama tetapi berbeda amplitudo dan fase bersuperposisi, maka hasilnya dinyatakan dengan persamaan: 𝑦 = 𝑎1 𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡 − 𝑎1 ) + 𝑎2 𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡 − 𝑎2 ) (1) 𝑦 = 𝐴 𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡 − 𝑎) (2) Dengan 𝐴2 = 𝑎1 2 + 𝑎2 2 + 2𝑎1 𝑎2 𝑐𝑜𝑠𝛿



dan 𝛿 = 𝑎1 − 𝑎2



Dalam interferometer Michelson, berkas cahaya datang dipecah kedalam dua buah berkas cahaya menggunakan beam splitter berupa plat kaca yang separuhnya dilapisi perak. Selanjutnya kedua berkas cahaya ini dipantulkan oleh dua buah cermin datar untuk kemudian bertemu kembali di beam spliiter dan diteruskan sehingga membentuk pola interferensi di layar.



Gambar 1 Skematik interferometer Michelson dan pola interferensi



Berdasarkan dari beda lintasan bekas cahaya, maka beda fase pola interferensi dinyatakan dengan:



𝛿=



2𝜋 𝜆



𝑑 𝑠𝑖𝑛𝜃



(3)



Dengan 𝑑 𝑠𝑖𝑛𝜃 adalah beda panjang lintasan dan 𝜆 adalah panjang gelombang cahaya yang digunakan dalam percobaan. Jika cermin pada interferometer digerakan dan seting peralatan diputar 90° maka diharapkan terjadi pergeseran pola (frinji/rumbai) interferensi. Pergeseran yang diharapkan adalah sebesar jumlah rumbai/frinji Δ𝑁 yang diakibatkan oleh pergeseran lintasan optis Δ𝑑 dan dinyatakan dengan persamaan: Δ𝑁 =



2∆𝑑 𝜆



(4)



Teori Tambahan Ketepatan koordinat Galilea dan transformasi kecepatan tampak jelas secara intuitif. Mereka memberikan deskripsi yang sangat akurat tentang objek yang bergerak dengan kecepatan yang akan kita kaitkan dengan kereta dan bola. Namun, transformasi kecepatan Galilea menyebabkan kesulitan konseptual ketika diterapkan pada cahaya. Pada tahun 1863, James Clerk Maxwell telah menggabungkan semua yang diketahui tentang listrik dan magnetisme dalam empat persamaan diferensial yang sekarang dikenal sebagai persamaan Maxwell. Maxwell menunjukkan bahwa agar persamaan menjadi konsisten secara internal, dia perlu menambahkan satu suku yang bergantung pada waktu ke salah satu persamaan. Dia menyadari bahwa persamaan yang dihasilkan mengimplikasikan bahwa gelombang elektromagnetik akan dirambatkan dalam ruang hampa. Ide Maxwell dikonfirmasi pada tahun 1890 ketika Heinrich Hertz menghasilkan gelombang radio di laboratoriumnya. Karya teoritis Maxwell dan eksperimen Hertz 30 tahun kemudian mengarah pada pandangan cahaya yang kita miliki saat ini. Cahaya dapat dianggap sebagai gangguan elektromagnetik yang merambat melalui ruang sebagai gelombang. Kecepatan cahaya, yang kami nyatakan dengan c, dapat ditentukan dengan pengukuran listrik murni. Jika kecepatan cahaya memiliki nilai yang berbeda dalam bingkai referensi yang bergerak terhadap satu sama lain, persamaan Maxwell tidak bisa sama di semua kerangka acuan. Fisikawan pada tahun 1890-an dan pada tahun-tahun awal abad ke-20 berusaha untuk menyelesaikan kesulitan-kesulitan ini dengan menggunakan ide-ide yang bermanfaat bagi mereka di masa lalu. Banyak kemajuan fisika datang dari pembangunan model mekanis yang berhasil. Kepler dan Newton telah membangun model mekanik tata surya. Pola interferensi optik, yang berhasil dijelaskan oleh Huygens dan Young menggunakan model gelombang cahaya, dapat dipahami secara intuitif dengan mempertimbangkan pola gelombang yang bergerak melintasi permukaan suatu badan air. Fisikawan



pada masa itu mengaitkan osilasi yang terkait dengan gelombang cahaya dengan zat yang disebut eter yang meresap ke alam semesta. Mereka berspekulasi bahwa bingkai istimewa tempat hukum Maxwell diterapkan adalah bingkai yang tidak bergerak sehubungan dengan eter. Dalam kerangka acuan ini, gelombang cahaya menyebar secara seragam dengan kecepatan sama dengan c ke segala arah.1 Menurut transformasi Galilea, berkas cahaya yang bergerak relatif terhadap pengamat 𝑂′ dalam arah 𝑥′ dengan kecepatan 𝑐 = 299.792.458 𝑚/ 𝑠 akan memiliki kecepatan 𝑐 + 𝑢 relatif terhadap 𝑂. Pengukuran langsung kecepatan cahaya dengan presisi tinggi balok telah menjadi mungkin dalam beberapa tahun terakhir, namun pada abad ke-19 perlu untuk merancang pengukuran yang lebih tidak langsung dari kecepatan cahaya menurut pengamat yang berbeda dalam gerakan relatif. Fisikawan di abad ke-19 mendalilkan situasi seperti itu — kerangka acuan yang disukai di mana kecepatan cahaya memiliki nilai tepat 𝑐 dan bingkai lain dalam gerakan relatif di mana kecepatan cahaya akan berbeda, menurut transformasi Galilea. Kerangka yang disukai, seperti kerangka pengamat 𝑂′, adalah kerangka yang diam sehubungan dengan media di mana cahaya merambat pada c. Tidak terbayangkan oleh fisikawan abad ke-19 bahwa gangguan gelombang dapat merambat tanpa media (pertimbangkan gelombang mekanis seperti gelombang suara atau seismik, misalnya, yang merambat karena gaya mekanis dalam medium). Mereka mendalilkan keberadaan media tak terlihat bermassa, yang disebut eter, yang memenuhi semua ruang, tidak dapat dideteksi dengan cara mekanis apa pun, dan hanya ada untuk perambatan gelombang cahaya.2 Pencarian rinci dan tepat pertama untuk kerangka eter dilakukan pada tahun 1887 oleh fisikawan Amerika Albert A. Michelson dan rekannya E. W. Morley. Michelsons melakukan eksperimen untuk mengukur gerakan bumi melalui "eter", yaitu media hipotetis yang menyelimuti alam semesta tempat gelombang cahaya seharusnya terjadi. Gagasan tentang eter sangat berbeda dengan yang sebelumnya yaitu gelombang cahaya dikenali sebagai elektromagnetik, tetapi tak seorang pun pada saat itu tampaknya mau membuang gagasan bahwa cahaya merambat relatif terhadap semacam kerangka acuan universal. Untuk mencari gerakan bumi melalui eter, Michelson dan Morley menggunakan sepasang sinar cahaya yang dibentuk oleh cermin setengah 1



John C. Morrison. Modern Physics for Scientists and Engineers Second edition. (Louisville: Elsevier Inc., 2015) edisi 2 Hal. 250-251 2 Kenneth S. Krane. Modern Physics. (Hoboken: Willey, 2019) edisi 4 Hal. 29-30



perak, seperti pada Gambar 2. Satu berkas cahaya diarahkan ke cermin di sepanjang jalur yang tegak lurus dengan arus eter, dan yang lainnya menuju cermin di sepanjang jalur yang sejajar dengan arus eter. Kedua balok berakhir di layar tampilan yang sama. Pelat kaca bening memastikan kedua balok melewati ketebalan udara dan kaca yang sama. Jika waktu transit kedua balok sama, keduanya akan tiba di layar secara bertahap dan akan mengganggu secara konstruktif. Arah arus eter ke gerakan bumi sejajar dengan salah satu balok, hal tersebut, akan menyebabkan balok memiliki waktu transit yang berbeda dan akibatnya adalah gangguan yang merusak pada layar. Inilah inti dari eksperimen.



Gambar 2 Eksperimen Michelson – Morley



Meskipun eksperimen cukup sensitif untuk mendeteksi penyimpangan eter yang diharapkan, yang mengejutkan semua, dalam eksperimen ini tidak ada yang ditemukan. Hasil negatif tersebut memiliki dua konsekuensi. Pertama, hal ini menunjukkan bahwa eter tidak ada sehingga tidak ada yang namanya "gerak absolut" relatif terhadap eter: yang berarti semua gerak relatif terhadap kerangka acuan tertentu, bukan kerangka acuan universal Kedua, hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan cahaya untuk semua pengamat sama, tidak demikian halnya dengan gelombang yang membutuhkan media material untuk terjadi (seperti gelombang suara dan air).3



3



Arthur Beiser. Concepts of Modern Physics. (USA: McGraw-Hill Higher Education, 2003). Edisi 6 hal. 4-5



Gambar 3 Diagram skema eksperimen interferometer Michelson.



Teknik dasar interferensi Michelson ditunjukkan pada Gambar 3. Awalnya, diasumsikan bahwa salah satu lengan interferometer (AC) sejajar dengan gerak bumi melalui eter. Cahaya meninggalkan sumber S dan melewati pelat kaca di A. Karena bagian belakang A sebagian berwarna perak, sebagian cahaya dipantulkan, akhirnya pergi ke cermin di D, dan sebagian dari cahaya bergerak melalui A ke cermin di C.Cahaya dipantulkan di cermin C dan D dan kembali ke cermin A sebagian perak, di mana bagian cahaya dari masing-masing jalur diteruskan ke teleskop dan mata di E. Kompensator ditambahkan di B untuk memastikan kedua jalur cahaya melewati ketebalan kaca yang sama. Fringe interferensi dapat ditemukan dengan menggunakan sumber cahaya terang seperti natrium, dengan cahaya yang disaring untuk membuatnya monokromatik, dan peralatan disesuaikan untuk intensitas maksimum cahaya di E. Kami akan menunjukkan bahwa pola pinggiran harus bergeser jika peralatan diputar hingga 90° sehingga lengan AD menjadi sejajar dengan gerakan bumi melalui eter dan lengan AC tegak lurus dengan gerakan tersebut. Hasil eksperimen Michelson begitu mengejutkan sehingga ia diminta oleh beberapa fisikawan ternama untuk mengulanginya. Pada tahun 1882 Michelson menerima posisi di Sekolah Kasus Sains Terapan yang baru di Cleveland. Bersama dengan Edward Morley (1838-1923), seorang profesor kimia di dekat Western Reserve College yang tertarik dengan karya Michelson, dia mengumpulkan eksperimen yang lebih canggih yang ditunjukkan pada Gambar 4. Eksperimen baru memiliki panjang jalur optik 11 m, dibuat dengan memantulkan cahaya selama delapan kali perjalanan. Peralatan baru dipasang di atas batu sabun yang mengapung di atas merkuri



untuk menghilangkan getaran dan sangat efektif sehingga Michelson dan Morley percaya bahwa mereka dapat mendeteksi sebagian kecil dari pergeseran pinggiran sekecil 0,005. Dengan peralatan baru mereka, mereka mengharapkan eter menghasilkan pergeseran sebesar 0,4 pinggiran. Mereka melaporkan pada tahun 1887 hasil nol — tidak ada efek apa pun! Eter sepertinya tidak ada. Eksperimen terkenal inilah yang kemudian dikenal sebagai eksperimen Michelson-Morley.



Gambar 4 Adaptasi Eksperimen Michelson-Morley (1887): (a) Pandangan perspektif dari aparatur. Untuk mereduksi getaran dilakukan percobaan pada batu sabun masif berukuran 1,5 m persegi dan tebal 0,3 m. Batu ini diletakkan di atas pelampung kayu yang bertumpu pada merkuri di dalam potongan annular yang ditunjukkan di bawah batu. Seluruh peralatan diletakkan di atas dermaga batu bata. (b) Cahaya yang masuk difokuskan oleh lensa dan keduanya dipancarkan dan dipantulkan oleh cermin yang sebagian berwarna perak. Cermin yang dapat disesuaikan memungkinkan penyesuaian halus di pinggiran interferensi. Batu itu diputar perlahan dan seragam pada merkuri untuk mencari efek interferensi dari eter.



Pengukuran tersebut begitu menghancurkan kepercayaan yang dianut secara luas sehingga banyak saran dibuat untuk menjelaskannya. Bagaimana jika Bumi kebetulan memiliki gerakan nol melalui eter pada saat percobaan? Michelson dan Morley mengulangi eksperimen mereka pada siang dan malam serta untuk musim yang berbeda sepanjang tahun. Sangat tidak mungkin bahwa setidaknya selama banyak percobaan ini, Bumi tidak akan bergerak melalui eter. Michelson dan Morley bahkan membawa eksperimen mereka ke puncak gunung untuk melihat apakah efek eter mungkin berbeda. Tidak ada perubahan. Dari banyak penjelasan yang mungkin tentang pengukuran eter nol, yang paling serius dianggap adalah hipotesis hambatan eter. Beberapa ilmuwan mengusulkan bahwa Bumi entah bagaimana menyeret eter bersamanya saat Bumi berputar pada porosnya sendiri dan berputar mengelilingi matahari. Namun, hipotesis gaya hambat eter bertentangan dengan hasil dari beberapa percobaan, termasuk penyimpangan bintang yang dicatat oleh astronom Inggris James Bradley pada tahun 1728. Bradley memperhatikan bahwa



posisi bintang yang tampak tampaknya berputar dalam gerakan melingkar dengan jangka waktu satu tahun. Diameter sudut gerakan melingkar terhadap bumi ini adalah busur 41 detik. Efek ini dapat dipahami dengan analogi. Dari sudut pandang seseorang yang duduk di dalam mobil saat hujan badai, tetesan air hujan tampak jatuh secara vertikal saat mobil sedang diam tetapi tampak miring ke arah kaca depan saat mobil bergerak maju. Efek yang sama terjadi untuk cahaya yang datang dari bintang tepat di atas bidang orbit bumi. Jika teleskop dan bintang diam terhadap eter, cahaya memasuki teleskop seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5a. Namun, karena Bumi bergerak dalam gerakan orbitnya, posisi bintang yang tampak berada pada sudut 𝜃 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5b. Teleskop harus benar-benar miring pada sudut 𝜃 untuk mengamati cahaya dari bintang di atas. Selama periode waktu t cahaya bintang bergerak vertikal 𝑐𝑡 sedangkan teleskop bergerak dalam jarak horizontal 𝑣𝑡, sehingga garis singgung sudut 𝜃 adalah4 tan 𝜃 =



𝑣𝑡 𝑣 = 𝑐𝑡 𝑐



Eksperimen Michelson-Morley telah diulang berkali-kali, pada waktu yang berbeda dalam setahun dan dengan ketelitian yang terus meningkat, tetapi selalu dengan hasil akhir yang sama. * Dengan melihat ke belakang, mudah untuk menarik kesimpulan yang benar dari eksperimen mereka: Bertentangan dengan semua Harapannya, cahaya selalu bergerak dengan kecepatan yang sama ke segala arah relatif terhadap kerangka acuan berbasis bumi meskipun bumi memiliki kecepatan yang berbeda pada waktu yang berbeda dalam setahun. Dengan kata lain, cahaya bergerak dengan kecepatan yang sama c ke segala arah dalam banyak kerangka inersia yang berbeda, dan gagasan tentang bingkai eter unik dengan sifat ini harus ditinggalkan. Kesimpulan ini sangat mengejutkan sehingga tidak dianggap serius selama hampir 20 tahun. Sebaliknya, beberapa teori alternatif yang cerdik dikemukakan yang menjelaskan hasil Michelson-Morley tetapi berhasil mempertahankan gagasan kerangka eter yang unik. Sebagai contoh, dalam teori "eter-drag", disarankan bahwa eter, media yang melaluinya cahaya seharusnya merambat, diseret oleh bumi saat ia bergerak melalui ruang angkasa (dengan cara yang sama seperti yang dilakukan bumi. seret suasananya dengan itu). Jika ini masalahnya, pengamat yang berada di bumi secara otomatis akan diam relatif terhadap eter, dan Michelson serta Morley secara alami akan menemukan bahwa cahaya memiliki kecepatan yang sama ke segala arah sepanjang tahun. Sayangnya, penjelasan yang rapi tentang hasil Michelson-Morley ini mensyaratkan bahwa cahaya dari bintang-bintang 4



Stephen T. Thornton dkk. Modern Physics For Scientists and Engineers. (Boston: Cengage Learning, 2013) edisi 4. hal. 22-24



akan membelok saat memasuki lapisan eter bumi. Alih-alih, pengamatan astronomi menunjukkan bahwa cahaya dari bintang mana pun terus bergerak dalam garis lurus saat ia tiba di bumi. Teori gaya tarik eter Hie, seperti semua penjelasan alternatif lain dari hasil Michelson-Morley, telah ditinggalkan karena gagal untuk menyesuaikan. semua fakta. Saat ini, hampir semua fisikawan setuju bahwa kegagalan Michelson dan Morley untuk mendeteksi gerakan kita relatif terhadap kerangka eter adalah karena tidak ada kerangka eter. Orang pertama yang menerima kesimpulan mengejutkan ini dan mengembangkan konsekuensinya menjadi teori yang lengkap adalah Einstein.5 Cahaya memiliki sifat dapat merambat. Apabila cahaya merambat melalui dua medium berbeda akan mengalami pembiasan. Pembiasan merupakan perubahan kecepatan cahaya akibat perbedaan medium yang menyebabkan perubahan lintasan cahaya (Hidayat dkk, 2011). Pengukuran indeks bias dapat dilakukan dengan metode interferensi. Interferensi merupakan superposisi dua gelombang atau lebih yang bertemu pada satu titik ruang. Apabila perbedaan fase 0° atau bilangan bulat kelipatan 360°, gelombang akan sefase dan berinterferensi saling menguatkan atau disebut dengan interferensi konstruktif. Sedangkan jika perbedaan fasenya 180°, maka gelombang yang dihasilkan akan berbeda fase dan berinterferensi saling melemahkan disebut dengan interferensi destruktif. (Tipler, 1991). Interferensi menghasilkan pola -pola interferensi yang digunakan dalam penentuan indeks bias (Setyaningsih, 2007).6 Peristiwa interferensi cahaya dapat diamati dengan alat optik Interferometer Michelson. Peristiwa interferensi cahaya akan menghasilkan pola gelap terang (Soedojo, 1992). Seiring dengan perkembangan zaman, aplikasi interferometer semakin meluas, diantaranya dapat digunakan untuk menentukan panjang gelombang sumber cahaya, sebagai sensor pergeseran, menentukan tebal bahan tipis, mengukur kerataan dan kesejajaran, serta mendeteksi adanya getaran. Prajitno S., 2007, menyatakan bahwa sistem interferometer yang digunakan untuk mendeteksi getaran akustik dapat juga mendeteksi sinyal getaran akustik yang dikirim.7 Alat optik interferometer Michelson mcmiliki banyak kcgunaan salah satunya yakni, sebagai alat ukur. Interferometer Michelson pada awalnya 5



John R. Taylor dkk. Modern Physics For Scientists and Engineers (2017) edisi 2 Hal. 9 Riza Amelia dkk.. “Analisis Pola Interferensi Pada Interferometer Michelson Untuk Menentukan Indeks Bias Bahan Transparan Berbasis Image Processing” JURNAL Teori Dan Aplikasi Fisika (2015) Vol. 03, No. 02 hal. 131 7 Nurilda Hayani dkk, “Pengaruh Kenaikan Frekuensi Getaran Akustik Terhadap Jumlah Pergeseran Frinji Pada Interferometer Michelson” Jurnal Fisika FLUX (2013) Vol. 10 No. 2 No. 166 6



digunakan untuk mengukur panjang gelombang dari berkas cahaya. Pada perkembangannya interferometer Michelson dapat digunakan untuk mengukur indeks bias, ketebalan bahan, konsentrasi larutan. Pengukuran atau pendeteksian ketebalan membutuhkan tingkat sensitivitas yang tinggi. Interfemsi terbagi menjadi dua, interfemsi instruktif dan destruktif. Interfernsi instruktif yaitu interferensi yang terjadi apabila dua buah gelombang bertemu dengan fase yang sama sehingga saling menguatkan. Sedangkan interferensi destruktif ialah bertemunya dua buah gelombang cahaya dengan fase yang berbeda, sehingga saling mcniadakan atau melemahkan (sugito dkk, 2005).8 Interferometer Michelson mcrupakan instrumen yang dapat menghasilkan pola fringe yang dihasilkan dan perbedaan lintasan cahaya yang diterima olch layar (Heiser. 1992. Guather 1990, Laud dkk 1998). Interferometer ini terdiri dari beam spitter, dua buah ccrmin yakni ccrmin rcfcrcnsi dan ccrmin uji. Jika ccrmin uji interferometer Michelson dipasang obyek uji seperti speaker piezo yang digetarkan dengan pembangkil sinyal generator, sumber cahaya laser dan fotodetektor yang dihubungkan dengan osiloskop dapat mengukur frckucnsi getar suatu obyek. Kclcmahannya adalah pentbahan puncak dan lembah gelombang di osiloskop yang menggambarkan frckucnsi getar objek. sulit untuk di amati karena gelombang berubah-rubah dan bergerak pada osiloskop (Singh. 1996. Tischlcr. 1992. Wibowo. 2003. Widodo. 1995).9 Interferometer Michelson merupakan piranti optik yang dirancang dengan menggunakan prinsip pembagian amplitude gelombang cahaya yang berasal dari satu sumber. Cahaya tersebut dibagi menjadi dua dengan menggunakan cermin separuh pantul dan kemudian digabungkan kembali pada layar dengan selisih lintasan yang ditempuh oleh kedua sinar tadi merupakan kelipatan tertentu dan panjang gelombang cahaya yang digunakan (gambar 5).



8



Warsito dkk, “Analisis Pola Interferensi Pada Interferometer Michelson Sebagai Pendeteksi Ketebalan Bahan Transparan Dengan Metode Image Processing Menggunakan Sensor Charge Couple Device (CCD)” Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika (2015) Vol. 3 No. 2 hal. 221-222 9 Afdhal Muttaqin dkk, “Interferometer Michelson Dan Ccd Webcam Sebagai Penentu Frekuensi Getar Objek” Jurnal Ilmu Fisika (JIF), (2010) VOL 2 NO 1 HAL. 15.



Gambar 5 Interferensi Michelson



C. Tugas Pendahuluan 1. Jelaskan asal mula percobaan interferometer michelson dilakukan, mulai dari tujuan, metode hingga hasilnya. Jawab: Eksperimen Michelson bertujuan untuk mengukur kecepatan aliran eter. Karena Fisikawan pada masa itu mengaitkan osilasi yang terkait dengan gelombang cahaya dengan zat yang disebut eter yang meresap ke alam semesta. Mereka berspekulasi bahwa bingkai istimewa tempat hukum Maxwell diterapkan adalah bingkai yang tidak bergerak sehubungan dengan eter. Dalam kerangka acuan ini, gelombang cahaya menyebar secara seragam dengan kecepatan sama dengan c ke segala arah Metode: Untuk mencari gerakan bumi melalui eter, Michelson dan Morley menggunakan sepasang sinar cahaya yang dibentuk oleh cermin setengah perak, seperti pada Gambar. Satu berkas cahaya diarahkan ke cermin di sepanjang jalur yang tegak lurus dengan arus eter, dan yang lainnya menuju cermin di sepanjang jalur yang sejajar dengan arus eter. Kedua balok berakhir di layar tampilan yang sama. Pelat kaca bening memastikan kedua balok melewati ketebalan udara dan kaca yang sama. Jika waktu transit kedua balok sama, keduanya akan tiba di layar secara bertahap dan akan mengganggu secara konstruktif. Arah arus eter ke gerakan bumi sejajar dengan salah satu balok, hal tersebut, akan



menyebabkan balok memiliki waktu transit yang berbeda dan akibatnya adalah gangguan yang merusak pada layar. Inilah inti dari eksperimen.



Gambar Eksperimen Michelson – Morley



Hasil: Dalam eksperimen tersebut tidak ada yang ditemukan. Hasil negatif tersebut memiliki dua konsekuensi. Pertama, hal ini menunjukkan bahwa eter tidak ada sehingga tidak ada yang namanya "gerak absolut" relatif terhadap eter: yang berarti semua gerak relatif terhadap kerangka acuan tertentu, bukan kerangka acuan universal Kedua, hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan cahaya untuk semua pengamat sama, tidak demikian halnya dengan gelombang yang membutuhkan media material untuk terjadi (seperti gelombang suara dan air). 2. Turunkan persamaan (4) Jawab: ∆𝜆 = |



𝜕𝜆



𝜕𝑑𝑚



∆𝜆 = |



| ∆𝑑𝑚



𝜕(2𝑑𝑚 𝑁 −1 𝜕𝑑𝑚



| ∆𝑑𝑚



∆𝜆 = 2𝑁 −1 ∆𝑑𝑚 ∆𝜆 2𝑁 −1 ∆𝑑𝑚 =| | 𝜆 2𝑑𝑚 𝑁 −1 ∆𝑑𝑚 ∆𝜆 = | |𝜆 𝑑𝑚



D. Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan adalah: a. Interferometer Michelson b. Sumber sinar laser He-Ne. c. Lensa positif dan pemegang lensa. d. Pemecah berkas (beam splitter). e. Layar E. Langkah Kerja Langkah percobaan: 1. Menyusun peralatan seperti gambar 1. 2. Menyalakan sumber laser He-Ne. 3. Mengatur berkas sinar agar mengenai beam splitter dengan sudut datang 450. 4. Mengatur kedudukan kedua cermin sehingga berkas sinar interferensipada layar. 5. Memasang lensa sehingga terbentuk pola interferensi dengan jumlah rumbai terbanyak. 6. Mengatur kembali seluruh komponen peralatan sehingga pola interferensi cincin (lingkaran konsentrik) terbentuk jelas. 7. Mencatat jumlah rumbai yang terbentuk. 8. Mengubah cermin dan catat panjang lintasan optis. 9. Mengulangi langkah 8 sehingga pergeseran rumbai teramati. 10. Mengulang percobaan untuk panjang gelombang sinar laser yang berbeda.



F. Tabel Pengamatan No. d (mm)



d Δd N ΔN



N



Δd (mm)



= Lintasan optis = Perubahan lintasan optis = jumlah frinji = perubahan jumlah frinji



ΔN



Alvensleben,



L.V.



DAFTAR PUSTAKA Phywe experimental literature



physics:



Michelson



Interferometer. LEP 2.2.05 Beiser, Arthur. 2003. Concepts of Modern Physics, 6th edition. USA: McGrawHill Higher Education Hayani, Nurilda, Nurma Sari dan Arfan Eko Fahrudin. 2013. “Pengaruh Kenaikan Frekuensi Getaran Akustik Terhadap Jumlah Pergeseran Frinji Pada Interferometer Michelson” Jurnal Fisika FLUX X(2) No. 166 John R. Taylor, Chris D. Zafiratos dan Michael A. Dubson. 2017. Modern Physics For Scientists and Engineers, Second Edition Krane, Kenneth S. 2019. Modern Physics Fourth edition. Hoboken: Willey. Morrison, John C. 2015. Modern Physics for Scientists and Engineers Second edition. Louisville: Elsevier Inc. Muttaqin, Afdhal dan Nadia Mayani. 2010. “Interferometer Michelson Dan Ccd Webcam Sebagai Penentu Frekuensi Getar Objek” Jurnal Ilmu Fisika (JIF), II(1) Hal. 15. Riza Amelia, Gurum Ahmad Pauzi, Warsito. 2015. “Analisis Pola Interferensi Pada Interferometer Michelson Untuk Menentukan Indeks Bias Bahan Transparan Berbasis Image Processing” JURNAL Teori Dan Aplikasi Fisika III(2) hal. 131 Serway, Raymond A., Clement J. Moses dan Curt A Moyer. (2005). Modern physics, 3 rd edition, Belmont: Thomson learning, Inc. Thornton, Stephen T. dan Andrew Rex. 2013. Modern Physics For Scientists and Engineers, Fourth Edition. Boston: Cengage Learning Warsito, Sri Wahyu Suciyati, dan Aptridio S Yusuf. 2015. “Analisis Pola Interferensi Pada Interferometer Michelson Sebagai Pendeteksi Ketebalan Bahan Transparan Dengan Metode Image Processing Menggunakan Sensor Charge Couple Device (CCD)” Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika III(2) hal. 221-222