LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
Nama
: Bagus Dwi Candra
NPM
: 1306404475
Fakultas
: Teknik
Jurusan
: Teknik Perkapalan
Group
: A3
Nama & Nomor Praktikum
: Pengukuran Lebar Celah/OR-02
Minggu Praktikum
: Minggu ke-4
Tanggal Praktikum
: 15 Oktober 2014
LABORATORIUM FISIKA DASAR
UNIT PELAKSANA PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN DASAR
UNIVERSITAS INDONESIA
Pengukuran Lebar Celah
1. Tujuan Praktikum
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
2. Peralatan
1.
Piranti Laser dan catu Daya
2.
Piranti Pemilih otomatis celah tunggal
3.
Piranti scanner beserta detector fotodioda
4.
Camcorder
5.
Unit PC beserta DAQ perangkat pengendali otomatis
3. Teori
Difraksi, pembelauan atau lenturan adalah penyebaran gelombang, contohnya
cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang
semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens. Saat terjadi difraksi,
terdapat pola-pola gelombang yang saling bertemu satu sama lain yang dinamakan
peristiwa inteferensi. Difraksi dapat dijadikan sebagai pembuktian bahwa cahaya
merupakan sebuah gelombang.
Pada difraksi celah tunggal, apabila suatu cahaya dengan panjang gelombang λ
mengenai suatu celah sempit, maka setiap titik pada celah dapat dianggap sebagai
sumber gelombang cahaya yang memeancar ke segala arah dengan sudut fase yang sama
dan kecepatan yang sama. Bila depan celah terdapat layar, maka pada layar akan
terbentuk suatu pola difraksi yang ditimbulkan karena interferensi dari sumber-sumber
cahaya tersebut yang berasal dari celah itu.
Berkas sinar dengan panjang gelombang λ yang dilewatkan pada celah sempit
dengan lebar a akan mengalami difraksi. Jika jarak antara celah dengan layar jauh lebih
besar dari pada lebar celah (L >> a), maka berkas yang sampai di layar dapat dianggap
parallel. Pada difraksi celah tunggal, pola gelap akan terjadi jika perbedaan panjang
a sin
= nλ
dengan n=1,2,3,...
Gbr.1. Diagram difraksi pada celah tunggal
4. Cara Kerja
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi
difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di
http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory.
1. Memasang peralatan percobaan
“SET”
.
2. Memasang kisi pada peralatan.
3. Menghidupkan Power Supply Laser untuk menyalakan laser.
4. Mengaktifkan dan menjalankan sensor cahaya untuk mendeteksi (
scanning
)
pola difraksi laser.
Setelah melakukan tahap diatas praktikan mendapatkan grafik, data, dan video yang
dapat
praktikan
lihat
setelah
melakukan
percobaan
pada
link
r-lab
di
http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory. Itu semua dapat praktikan gunakan untuk mengisi data
pada laporan praktikum.
354.64 0.07
Dari data hasil percobaan didapatkan
Berdasarkan spektrum yang diperoleh, posisi titik terang pusat, intensitas minimum
orde pertama (n=1), orde ke-2 (n=2), orde ke-3 (n=3), dan seterusnya adalah
1. Posisi terang pusat
102.08 114.84 127.6 140.36 153.12 165.88 178.64 191.4 204.16 216.92 229.68 242.44 255.2 267.96 280.72 293.48 306.24
319
331.76 344.52 357.28
Posisi terang pusat dapat dihitung dengan
sehingga posisi terang pusat adalah
181,28 mm.
2. Posisi terang orde pertama (n=1)
Sebelah kiri
Posisi terang orde kedua sebelah kiri dapat dihitung dengan
B. Grafik antara sin
θ
vs n dan lebar celah a dengan metode grafik
Untuk grafik ini, nilai λ yang digunakan adalah 650 ± 10 nm.
Sebelum mencari lebar
celah a, nilai y harus ditentukan terlebih dahulu. Langkah pertama yang harus dilakukan
adalah menyamakan jarak antara titik-titik yang terdapat pada sebelah kanan dan kiri titik
pusat, maka
y1 = ykanan
−
titik pusat
y2 = titik pusat
–
ykiri
dan
maka akan diperoleh tabel seperti berikut ini:
n kanan y1 kiri y2 S ∆ y
1 182,37 1,1 180,19 1,1 2,18 1,1 2 184,54 3,51 178,01 3,3 6,53 3,405
Karena sudut yang terdapat pada celah sangatlah kecil, maka nilai dari sin sudut
tersebut dapat kita samakan dengan nilai dari tan-nya.
I.
Analisis Data
A.
Analisis Percobaan
Pada percobaan kali ini, praktikan melakukan praktikum yang bertujuan untuk
mencari lebar celah yang dilewati oleh suatu cahaya dengan panjang gelombang (650
± 10) x 10
-6mm dengan menggunakan metode pengukuran pola difraksi yang terjadi.
Akibat dari pola difraksi terjadi pola pada layar seperti terang-gelap-terang-gelap
secara teratur. Pola cahaya yang terlihat secara umum tidak presisi karena pola terang
yang berbentuk sebuah garis, sehingga pada data terdapat beberapa titik yang
memiliki intensitas sama. Selain itu, pola gelap atau intensitas minimum yang
diperhitungkan pada percobaan kali ini bergantung pada pola terang yang dibagi dua.
Hal ini dikarenakan pola gelap yang sulit diperhitungkan. Alat yang dipakai adalah
alat yang memperhitungkan intensitas cahaya, sehingga apabila pola gelap, sulit
dilihat untuk yang terdapat cahaya maupun yang tidak terlihat cahaya. Maka dari itu
untuk mencari nilai orde gelap dari cahaya dilakukan perhitungan setengah dari
selisih rata-rata posisi pola terang.
B.
Analisis Hasil Percobaan dan Grafik
Data yang didapat dari percobaan terdiri dari posisi pada layar dan intensitas
cahaya yang terjadi pada setiap titik. Dari hasil yang diperoleh, dapat dibuat suatu
grafik yang menghubungkan posisi dan intensitas cahaya yang dihasilkan.Pada grafik
yang didapat, terdapat intensitas yang cukup besar di tengah grafik yang diprediksi
sebagai pola terang pusat hasil difraksi, dan beberapa terang disekitar terang pusat.
Namun hasil yang didapat terbilang sangat kurang karena orde yang dapat dilihat
Posisi pola gelap yang didapat kemudian dihitung dengan rumus
a sin
= nλ.
Sudut yang dicari dianggap sama dengan tan
-1(y/L) dikarenakan cahaya yang
datang sangat jauh sehingga seakan-akan sejajar, maka nilai sin us mendekati nilai
tangent dari sudut. Kemudian dibuat grafik sin terdapat orde yang dihasilkan. Data
yang didapat kemudian diambil garis liniernya sehingga gradient dari garis tersebut
merupakan
λ
/a
dari peristiwa difraksi tersebut. Maka hasil perhitungan menunjukkan
lebar celah atau a sebesar 0,36 mm.
C.
