Laporan Praktikum [PDF]

Citation preview

A. Tujuan Menentukan Panjang Gelombang Sinar Laser B. Landasan Teori Interferometer ialah piranti yang menggunakan rumbai interferensi untuk membuat pengukuran jarak secara tepat. Michelson menggunakan interferometer untuk mengukur panjang gelombang garis spectrum cahaya yang dipancarkan oleh krypton 86 yang dinyatakan dalam batang meteran standar. Penggunaan lain interferometer Michelson ini ialah untuk mengukur indeks refraksi udara (sejumlah gas lain). Pada tahun 1887, Albert A. Michelson bersama Edward W. Morley menggunakan interferometernya dalam percobaan terkenal, yaitu mengukur perbedaan antara kecepatan cahaya relative terhadap bumi dalam arah gerak bumi dan dalam arah gerak tegak lurus dengan medium yang diusulkan ialah eter, dengan hasil laporan bahwa percobaan tersebut tidak teramati adanya pergeseran rumbai sebagai bukti bahwa bumi tidak bergerak relative terhadap eter. Dalam pengukuran panjang gelombang garis spectrum cahaya, interferometer michelson memiliki diagram skematik berikut.



Gambar. Skema percobaan interferometer michelson



Seperti yang ditunjukan oleh diagram skematik, Interferometer Michelson memiliki cara kerja sebagai berikut. Gelombang dari sumber (berupa cahaya) dipancarkan menuju beam splitter. Kemudian sebagian gelombang tersebut dipantulkan ke cermin 1 dan sebagian lagi diteruskan ke cermin 2 (karena beam splitter memiliki sifat pembagi gelombang). Gelombang yang dipantulkan oleh beam splitter menuju C1 akan dipantulkan kembali melewati menuju layar. Sementara sebagian gelombang yang diteruskan ke C2 akan melewati Plat Compensator dan dipantulkan kembali menuju Layar sehingga akan bergabung dengan pantulan gelombang yang berasal dari C1 dan membentuk pola interferensi yang dapat diamati dengan mudah di layar. Jika C2 digeser ke arah pembagi sejarak d maka tebal pola akan bertambah sebanyak d dan



akan menghasilkan beda lintasan optis sejauh 2d karena gelombang cahaya melintasi jarak tersebut sebanyak dua kali. Jika jarak pindahnya C2 diketahui, maka panjang gelombang cahaya dapat ditentukan dengan hubungan antara jarak pergeseran (2d) dan banyaknya perubahan pola interferensi lingkaran (n). 2𝑑 𝜆= 𝑛 C. Alat dan Bahan No Alat dan bahan 1. Perangkat alat interferometer Michelson Morley 2. Sumber sinar laser 3. Layar (dinding)



Jumlah 1 1 1



D. Prosedur Percobaan 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Menyusun alat alat seperti gambar dibawah ini



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. Membuat tanda garis batas yang berimpit pada salah satu pinggir lingkaran frinji yang dipilih pada layar. 8. Mencatat posisi awal micrometer sebelum melakukan perhitungan 9. Memutar knop micrometer perlahan lahan. Pada saat yang sama menghitung banyaknya frinji yang melintasi garis batas. 10. Mencatat posisi akhir sehingga jarak micrometer yang dihitung ialah selisih jarak sebelum dan sesudah pemutaran. 11. Mengulangilangkah 9 dan 10 untuk jumlah frinji 200, 600, dan 1000 12. Mengulangi langkah 11 sebanyak 2 sampai 3 kali.



13. Merapikan dan menyimpan kembali alat alat yang telah digunakan. E. Data di (mm)



df (mm)



n



5,84



5,78



5,64



5,59



5,59



5,51



5,68



5,42



600



5,89



5,42



1000



200



F. Pengolahan Data Dengan data tersebut diperlukan pengolahan data seecara statistik dan secara grafik untuk mengetahui nilai panjag gelombang sinar laser HeNe. Pengolahan data dilakukan secara statisstik, dengan persamaan 𝜆 = sperti berikut: di ( x 10-3m) df( x 10-3m)



2∆𝑑 𝑛



maka akan diperoleh data



∆d ( x 10-6m)



λ ( x 10-6m)



| λ - λrata-rata|2 ( x 10-12m)



5,84



5,78



60



0,6



0,01



5,64



5,59



70



0,7



0



5,59



5,51



80



0,8



0,01



di



=



posisi awal cermin M2



df



=



posisi akhir cermin M2



∆d



=



selisih posisi akhir dengan awal cermin M2



λ



=



panjang gelombang laser HeNe



nilai panjang gelombang sinar laser He Ne dengan menggunakan pengolahan data secara statistik diperoleh dengan menghitung rata rata dari data yang diperoleh. 𝜆=



∑𝜆 2,10 𝑥 10−6 = = 0,7 𝑥 10−6 𝑚 = 700 𝑛𝑚 𝑁 3



Dimana N adalah banyaknya pengambilan data secara berulang untuk n yang sama. denganketelitian: ∑( λ − λrata − rata )2 0,02𝑥10−12 √ √ ∆𝜆 = = = 0,08165 𝑥 10−6 𝑚 𝑁 3 = 81,65 𝑛𝑚 Sehingga untuk pengambilan data n=200 dengan keberulangan sebanyak 3 kali diperoleh nilai panjang gelombang sinar laer HeNe 𝜆 = ( 700 ± 81,65)𝑛𝑚



Presentasi kesalahan relative = 𝜆



𝛥𝜆



𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎



𝑥 100% =



81,65 𝑛𝑚 700 𝑛𝑚



= 11,6643 %



700−632,8



Presentasi kesalahan relative terhadap literature = |



632,8



| 𝑥 100% = 10,62%



Untuk panjang gelombang sinar laser dengan n= 600 yaitu : 𝜆 = 𝜆=



2∆𝑑 𝑛



2 𝑥 260 𝑥 10−6 𝑚 = 866,67 𝑛𝑚 600



Untuk panjang gelombang sinar laser dengan n= 1000 yaitu : 𝜆 = 𝜆=



2∆𝑑 𝑛



2 𝑥 470 𝑥 10−6 𝑚 = 940 𝑛𝑚 1000



G. Analisis Data Hasil perhitungan menunjukan bahwa panjang gelombang sinar laser HeNe adalah ( 700 ± 81,65)𝑛𝑚 untuk data n sebanya 200, 866,67 nm untuk data dengan n=600, dan 940 nm untuk data dengan n= 1000. Hasil tersebut menyimpang dari literatur panjang sinar laser HeNe yang besarnya 632,8 nm. Penyimpangan tersebut diakibatkan karena beberapa hal diantaranya: 1. Kesulitan untuk menentukan pola interferensi di layar karena pola yang semakin lama semangit kabur. 2. Sensitivitas alat interferometer terhadap gangguan yang seringkali mengakibatkan perubahan terhadap pola interferensi. Dari hasil yang didapat juaga terdapat perbadaan antara panjang sinar laser HeNe dengan data n=200, n=600, dan n=1000. Hasil yang didapat yang mendekati literatur yang tertera pada alat adalah percobaan dengan data n=200 hal ini dikarenakan kami mengulang data untuk n=200 sedangkan untuk n=600, dan n=1000 kami hanya melakukanya satu kali dalam percobaan. Selain itu pola yang kami dapatkan ketika mengambil data n=600 dan n=1000 pola interferensi yang terlihat pada layar tidak terlalu jelas sehingga kami kesusahan dalam menentukan pola interferensinya. H. Kesimpulan Dari hasil praktikum, dari pengolahan data yang kami dapatkan bahwa panjang sinar laser HeNe ialah ( 700 ± 81,65)𝑛𝑚 dengan presentasi kesalahan relative terhadap literatur sebesaar 10,62% untuk n sebanyak 200, 866,67 nm untuk data dengan n=600, dan 940 nm untuk data dengan n= 1000. Daftar Pustaka Tipler, Paul.2001.Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 2. Jakarta :Erlangga.



Lampiran



(seperangkat alat interferometer Michelson Morley)