DIFRAKSI PADA CELAH GANDA DAN CELAH BANYAK
Kharisma Noor Afifah Supoyo, Ainun Nisa Makmur,
Hameliana, Warren Crishtopher
Laboratorium
Fisika Modern Jurusan Fisika FMIPA
Universitas
Negeri Makassar
Abstrak. Telah dilakukan praktikum difraksi
pada celah banyak dan celah ganda, dalam praktikum difraksi pada celah ganda dan celah
banyak. Tujuan
dari percobaan ini adalah agar dapat memahami pengaruh jarak antar celah,
memahami pengaruh lebar celah, dan pengaruh banyak celah pada pla difraksi dan
agar dapat menentukan panjang gelombang laser. Metotodologi yang digunakan kali
ini ada eksperimen secara langsung menggunakan diafragma dengan 3,4,5
celah ganda, laser He-Ne, dudukan dengan klip pegas, lensa dalam bingka f = +5
& f = +50, presisi bangku optic, pengendara 4 optik, lay . Dengan merangkai
perangkat perercobaan seperti power supply, basicmater dan 2 resistor, kemudian
kita mengukur arus yang melewati resistor untuk rangkaian seri dan mengukur
arus yang menuju titik cabang yang menuju resistor selanjutnya dengan
menggunakan tegangan sumber yang berbeda ukur arus yang r tembus dan pelana dasar.
Pada kegiatan pertama mengukur jarak antar celah dengan memasukkan
diafragma 4 celah, dan setelah itu ubah jarak dan gamar pembentukan pola
difraksi pada masing-masing jarak. Pada kegiatan kedua yaitu mengukur
ketergantungan difraksi pada celah lebar dengan menggunakan difraksidengan 3
celah ganda dan melakukan pengukuran pada setiap jarak dan gambar pembentukan
pola difraksi padalayar. pada kegiatan ketiga memasukkan diafragma dengan 5
celah lakukan pengukuran pada setiap jarak. Pada
kegiatan yang akan dilakukan akan terlihat bahwa hanya jarak celah yang
berpengaruh pada pembentukan pola difraksi sedangkan lebar celah dan banyak
celah tidak berpengaruh.
KATA
KUNCI: Difraksi, jarak, diafragma.
PENDAHULUAN
Pada
praktikum difraksi pada celah ganda dan celah banyak memiliki tujuan :
1.
Agar dapat
memahami pengaruh jarak antar celah pada pembentukan pola difraksi pada celah
ganda
2.
Agar dapat
memahami pengaruh lebar celah pada pembentukan pola difraksi pada celah ganda
3.
Agar dapat
memahami pengaruh banyak celah pada pembentukan pola difraksi
4.
Menentukan panjang
gelombang sinar laser
agar
dapat memahami pengaruh jarak antar celah pada pembentukan pola difraksi pada
celah ganda perubahan jarak antar celah ganda tersebut tidak
terpengaruh terhadap pola
difraksi. Pengaruh perubahan lebar celah terhadap pola difraksi celah tunggal
yaitu semakin besar
lebar celah maka pola difraksi yang muncul pada layar simpangannya semakin kecil dan terlihat kurang jelas. Pola difraksi yang dihasilkan
pada celah banyak sama halnya dengan menggunakan celah ganda. Dan intensitas
yang dihasilkan
tidak teratur baik pada simpangan
Y maksimum maupun
simpangan Y minimum,
hal ini dapat terjadi mungkin disebabkan karena adanya interferensi.
Eksperiman
difraksi Fraunhofer
merupakan eksperiman yang menggunakansumber laser HeNe sebagai sumber cahaya
masukan yang kemudian ditentukan poladifraksi dari keluaran gelombang cahaya
yang melewati celah. Dari sumber laser tersebut dihasilkan gelombang cahaya dan
kemudian mengalami difraksi. Difraksi tak lain ialah interferensi
gelombang cahaya yang berasal dari bagian-bagian suatu medan gelombang. Medan
gelombang itu boleh jadi suatu celah dari penjelasan tersebut dadapatkan bahwa
difraksi merupakan bagian interferensi yang spesifik hanya pada satu
gelombang masukan
Laser He – Ne merupakan salah satu tipe laser dimana medium aktif dari
laser ini adalah gas helium neon. Laser He-Ne sering digunakan dalam bidang
optik dikarenakan compact, portable dan mudah digunakan sebagai sumber cahaya. Dalam
praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui jarak pusat terang dan
pusat gelap dari titik pusat
TEORI
Difraksi ialah penyebaran gelombang,
contohnya cahaya,
karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin
besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens..
pola
difraksi gelombang cahaya dapat diamati dengan eksperimen menggunakan difraksi
celah tunggal dan kisi difraksi, Setiap titik pada celah tunggal dapat dianggap
sebagai sumber gelombang sekunder. Selisih antara kedua berkas yang terpisah
sejauh d adalah d sin θ dan pada Kisi difraksi terdiri atas
banyak celah dengan lebar yang sama. Lebar tiap celah pada kisi difraksi
disebut konstanta kisi dan dilambangkan dengan d.
Gambar 1.
Difraksi celah tunggal
Secara umum dapat ditentukan pola difraksi pada
celah tunggal yaitu
1.
Pola
difraksi minimum (gelap)
2.
Pola
difraksi maksimum (terang)
Pola difraksi yang dihasilkan bersyarat sama dengan
pola difraksi pada celah ganda (interferensi Young)
Gambar 2. Difraksi pada celah ganda
1.
Pola
difraksi maksimum
2.
Pola
difraksi minimum
Dalam
optika dikenal difraksi Fresnel dan difraksi Fraunhofer. Difraksi Fresnel
terjadi jika gelombang cahaya melalui celah dan terdifraksi pada daerah yang
relatif dekat, menyebabkan setiap pola difraksi yang teramati berbeda-beda
bentuk dan ukurannnya, relatif terhadap jarak. Difraksi Fresnel juga disebut
difraksi medan dekat.Difraksi Fraunhofer terjadi jika gelombang medan melalui
celah atau kisi, menyebabkan perubahan hanya pada ukuran pola yang teramati
pada daerah yang jauh. Gelombang-gelombang cahaya yang keluar dari celah atau
kisi pada difraksi Fraunhofer hampir sejajar. Difraksi fraunhofer juga disebut
difraksi medan jauh.
Laser
adalah sebuah berkas cahaya yang bersifat koheren dan monokromatik yang
diperoleh dari adanya emisi radiasi yang terstimulasi. Laser Helium-Neon adalah
salah satu contoh laser empat tingkat. Suatu campuran gas Helium dan Neon
diisikan ke dalam suatu tabung sempit. Pengaliran arus elektrik tertentu dalam
campuran gas ini akan “ memompa “ Helium dari keadaan dasarnya ke keadaan
eksitasi pada enenrgi sekitar 20.6Ev. Laser bukanlah alat yang efisien. Laser
Helium-Neon yang digunakan bagi percobaan laboratorium atau peragaan, memiliki
keluaran cahaya sekitar beberapa miliwatt. Sifat koheren ,kesearahan berkas
laser dan rapat energinya yang membuat laser sebagai alat yang
bermanfaat.(Kenneth Krane:1982,337 )
METODOLOGI EKSPERIMEN
Variabel Manipulasi : jarak antar
celah (d), lebar celah (b), banyak celah (N).
variabel Kontrol : jarak
rata-rata maksimum berdekatan (y).
Alat dan bahan :
1.
Diafragma
dengan 3 celah ganda 469 84.
2.
Diafragma
dengan 4 celah ganda 469 85.
3.
Diafragma
dengan 5 celah ganda 469 86.
4.
Laser
He-Ne, terpolarisasi linier 471 830
5.
Dudukan
dengan klip pegas 460 22
6.
Lensa
dalam bingaki, f = +5 mm 460 01
7.
Lensa
dalam bingkai, f = +50 mm 460 02
8.
1
presisi bangku optic, 1 m 460 32
9.
Pengendara
4 optik, H = 60 mm / B = 36 mm 460 370
10.
1
layar tembus 441 53
11.
1
pelana dasar 300 11
Prosedur kerja:
Meletakkan celah di depan sumber
laser He-Ne, setelah itu mengatur posisi Lensa dalam bingkai, f = +50 mm 460 02
agar sinar laser tepat terfokus di layar.
Kegiatan 1.
Ketergantungan difraksi pada
celah ganda pada jarak antar celah d.
Memasukkan diafragma dengan 4
celah (469 85) tepat pada jalur yang dilalui sinar laser, dan mengamati pola
difraksi ganda celah dengan jarak antar celah d = 1.00 mm, 0.75 mm, 0.50 mm,
dan 0.25 mm satu demi satu. Setelah itu, melakukan pengukuran pada setiap jarak
d untuk mengetahui pengaruh jarak antara celah terhadap pola interferensi.
Kemudian, menggambar pembentukan pola difraksi pada layar dengan menandaipola
yang terbentuk. Kemudian, mencatat jarak pisah pusat terang keterangan orde 1, 2
dan 3.
Kegiatan 2.
Ketergantungan difraksi pada
celah ganda pada celah lebar b:
Memasukkan diafragma dengan 3
celah (469 84) tepat pada jalur yang dilalui sinar laser, dan mengamati pola
difraksi celah ganda untuk berbagai
lebar b = 0.20 mm, 0.15 mm, dan 0.10 mm satu demi satu. Setelah itu, melakukan
pengukuran pada setiap jarak b untuk mengetahui pengaruh lebar celah b terhadap
pola interferensi. Kemudian, menggambar pembentukan pola difraksi pada layar
dengan menandaipola yang terbentuk. Kemudian, mencatat jarak pisah pusat terang
keterangan orde 1, 2 dan 3.
Kegiatan 3.
Ketergantungan difraksi pada
banyak celah N.
Memasukkan diafragma dengan 5
celah (469 86) tepat pada jalur yang dilalui sinar laser, dan mengamati pola
difraksi dari 2, 3, 4, 5, dan 40 celah satu demi satu. Setelah itu, melakukan
pengukuran pada setiap jarak nomor celah yang ada untuk mengetahui pengaruh
banyak celah terhadap pola interferensi. Kemudian, menggambar pembentukan pola
difraksi pada layar dengan menandaipola yang terbentuk. Kemudian, mencatat
jarak pisah pusat terang keterangan orde 1, 2 dan 3.
HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISA DATA
A. Hasil
Pengamatan
Jarak
celah ke layar: |1740 ± 0,05| m
Kegiatan 1. Ketergantungan difraksi pada celah ganda
pada jarak antar celah d
No.
|
Jarak antara celah d (mm)
|
Jarak rata-rata pola
difraksi maksimum berdekatan (mm)
|
1.
|
||
2.
|
||
3.
|
||
4.
|
Kegiatan 2. Ketergantungan difraksi pada celah ganda
pada celah lebar b
No.
|
Lebar celah b (mm)
|
Jarak rata-rata pola
difraksi maksimum berdekatan (mm)
|
1.
|
||
2.
|
||
3.
|
Kegiatan 3. Ketergantungan difraksi pada banyak celah
(N)
No.
|
Banyak celah N (mm)
|
Jarak rata-rata pola difraksi
maksimum berdekatan (mm)
|
1.
|
||
2.
|
||
3.
|
||
4.
|
||
5.
|
B. Analisis data
1.
Grafik jarak antar celah d terhadap jarak rata-rata
pola difraksi berdekatan.
Pembahasan
: Pada grafik diatas dapat terlihat bahwa ketergantungan difraksi pada
jarakantar celah yaitu semakin besar jarak pada pola difraksi semakin kecil
yang antar celah yang terbentuk hal ini bersesuaian dengan teori yang ada.
2.
Grafik lebar celah b terhadap jarak rata-rata pola
difraksi berdekatan.
Pembahasan : Pada grafik diatas menunjukkan bahwa
semakin besar jarak rata-rata pola
difraksi maka semakin kecil lebar celah yang terjadi dilayar, hal
tersebut sesuai dengan teori yang ada
3.
Grafik banyak celah N terhadap jarak rata-rata pola
difraksi berdekatan .
Pembahasan: Pada grafik diatas menunjukkan bahwa
banyak celah pada pembentukan pola difraksi adalah tidak berpengaruh terhadap
jarak rata-rata pola difraksi. Karena apabila semakin banyak celah maka jarak
yang terbentukpun tidak menentu.
4.
Perhitungan panjang gelombang rata-rata sinar laser
yang digunakan untuk setiap kegiatan.
Kegiatan
1
λ =
λ =
=
= 4,3
mm
d
|
λ
|
4,3
|
|
4,5
|
|
4,3
|
Kegiatan
2
d =
d =
=
= 0.169 mm
= 1,69
mm
b
|
|
1,64
|
|
1,57
|
Kegiatan 3
d =
d =
=
= 0.29 mm
= 2,9
mm
N
|
|
2,3
|
|
2,4
|
|
3,1
|
|
2,6
|
Berdasarkan
hasil praktikum yang telah dilakukan diperoleh jarak celah ke layar yaitu | 174 ± 0,1| pada kegiatan pertama
yaitu menghitung ketergantungan difraksi pada celah ganda pada jarak antar
celah pada jarak 1,00 diperoleh jarak rata-rata | 0,75 ± 0,5|, pada jarak 0,75
diperoleh jarak rata-rata | 1,00 ± 0,5|, pada jarak 0,50 diperoleh jarak
rata-rata | 1,6 ± 0,5| dan pada jarak 1,00 diperoleh jarak rata-rata | 3,0 ±
0,5| hal ini membuktikan bahwa semakin besar jarak antar celah yang ada maka
semakin kecil jarak rata-rata pola difraksi maksimum yang berdekatan. Pada hasil
analisis yang didapatkan pada jarak antar celah seharusnya memiliki nilai yang
sama tetapi pada jarak 0,50mm didapatkan d= 4,5 x 10-3 hal ini
disebabkan karena kurang ketelitian dalam melihat jarak terang dan gelap yang
terdapat dilayar. Selanjutnya untuk ketergantungan difraksi pada lebar celah 0,20
diperoleh jarak rata-rata | 1,69 ± 0,5|, pada lebar celah 0,15 diperoleh jarak
rata-rata | 1,67 ± 0,5|, pada lebar celah 0,10 diperoleh jarak rata-rata | 1,57 ± 0,5| hal ini sebenarnya jarak
rata-rata yang diperoleh pada setiap lebar celah sebenarnya tidak berpengaruh
begitu pula pada pengaruh banyak celah juga tidak berpengaruh pada pola
difraksi.
SIMPULAN
Pada praktikum difraksi pengaruh jarak antar celah pada pembentukan pola
difraksi pada celah ganda perubahan jarak antar celah ganda tersebut
tidak terpengaruh terhadap pola
difraksi. Pengaruh perubahan lebar celah terhadap pola difraksi celah tunggal
yaitu semakin besar lebar celah maka
pola difraksi yang muncul pada layar simpangannya semakin kecil dan terlihat kurang jelas. Pola difraksi yang dihasilkan
pada celah banyak sama halnya dengan menggunakan celah ganda. Sinar laser yang digunakan
adalah sinar He-Ne yang memiliki panjang gelombang 632,8 nm.
REFERENSI
· Halliday,
David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika
Jilid 1 Edisi Ketiga
(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.
· Tipler,
Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan
Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar