Oleh: Bambang Widodo, SPd SMA Negeri 9 Yogyakarta

(1)

Oleh: Bambang Widodo, SPd SMA Negeri 9 Yogyakarta

(2)

(3)

Prinsip Superposisi Linier

Sefase

beda fasenya : 0,2 , 4 , ….

beda lintasan : 0, ,2 , 3 , ….

terjadi interferensi Konstruktif/ saling menguatkan,

amplitudo maksimum

π

λ λ

π

λ

amplitudo maksimum

Berlawanan fase

beda fase : ,3 ,5 , ….

beda lintasan : ½ ,3/2 , 5/2

terjadi interferensi distruktif/ saling melemahkan,

amplitudo nol

π π

λ

π

λ

_λ

(4)

Interferensi cahaya

Sumber gelombang harus koheren

kedua gelombang selalu memiliki beda fase tetap (boleh nol tetapi

tidak harus nol ), frekuensi sama

Amplitudo hampir sama

Cara menghasilkan pasangan sumber cahaya koheren

1. Sinari dua atau lebih celah sempit dengan cahaya yang berasal

dari celah tunggal, thomas young

2. Dapatkan sumber

2. Dapatkan sumber----sumber koheren maya dari sebuah cahaya

sumber koheren maya dari sebuah cahaya

dari pemantulan saja, fresnel

3. Gunakan sinar laser sebagai penghasil cahaya koheren

(5)

Interferensi celah ganda ( Thomas young)

pita gelap, destruktif pita terang, konstruktif

(6)

Analisis kuantitatif

interferensi terjadi karena adanya beda lintasan ( ) yang

ditempuh oleh cahaya S1 dan S2 ke layar ( P ) R S P S P S ∆S = ₂ − ₁ = ₂ S ∆ θ sin d ∆S θ sin d R S d R S S S R S θ sin 2 2 2 1 2 = = = =

(7)

Interferensi maksimum (pita terang)

pusat

terang

:

0 n

1,2,3,...

n

λ

n

θ

sin

d

∆S

λ,2λ,3λ

0,

θ

sin

d

∆S

=

3 -ke

terang

pita

:

3 n

2 -ke

terang

pita

:

2 n

1 -ke

terang

pita

:

1 n

pusat

terang

:

0 n

=

(8)

Interferensi minimum ( Pita gelap)

1,2,3,...

n

)λ

2

1 n

(

θ

sin

d

∆S

λ

2

5 λ,

2

3 λ,

2

1 θ

sin

d

∆S

=

−

=

dst

3,

-ke

gelap

pita

3,

n

2 -ke

gelap

pita

2,

n

1 -ke

gelap

pita

1,

n

1,2,3,...

n

=

(9)

Jarak pita terang atau pita gelap ke-n dari terang pusat

karena jarak celah dan layar sangat jauh dibanding dengan jarak antara kedua celah ( L>>>d ) maka sudut bernilai kecil sehingga

pita terang θ L d tan d sin d L tan sin y y = = = ≈ θ θ θ θ

n

)

(

d

n

sin

d

=

λ

θ

y

pita terang

,...

3 ,

2 ,

1 n

n

L

d

n

)

L

(

d

=

λ

y

(10)

Pita gelap

Jarak antara pita terang dan

,.... 3 , 2 , 1 ) 2 1 n ( L d ) 2 1 n ( ) L ( d ) 2 1 n ( sin d = − = − = − = n y y λ λ λ θ

Jarak antara pita terang dan

pita gelap yang berdekatan

Jarak diantara dua pita terang

berurutan

d

L

y

2

1

=

λ

∆

d

L

y

=

λ

∆

(11)

Hubungan antara indeks bias medium dengan

mula-mula medium antara celah dan layar memiliki

indeks bias n1 dan diperoleh lebar pita y1, jika medium

antara celah dan layar diganti dengan indeks bias n2

maka diperoleh lebar pita y2. dapat dinyatakan

y ∆

n

y

n

y

₂

n

₂

=

y

₁

n

₁

y

=

(12)

Sepasang celah dengan jarak 0,2 mm disinari tegak

lurus. Garis terang ketiga terletak 7,5 mm dari garis

terang ke nol pada layar yang jaraknya 1 m dari celah. Panjang gelombang sinar yang dipakai adalah ….. ( 5 x 10-4

mm )

Suatu berkas cahaya monokromatis setelah melalui

sepasang celah sempit yang jaraknya 0,3 mm

membentuk pola interferensi pada layar yang jaraknya 0,9 m dari celah. Bila jarak antara garis gelap kedua terhadap pusat pola 3 mm, maka panjang gelombang terhadap pusat pola 3 mm, maka panjang gelombang cahaya adalah ….. ( 6,7 x 10-7_{m )}

Dua celah yang berjarak 1 mm disinari cahaya merah

dengan panjang gelombang 6,5 x 10-7_{m. Garis gelap}

terang dapat diamati pada layar yang berjarak 1 m dari celah. Jarak antara gelap ketiga dan terang ke lima

(13)

1. dua celah sempit yang dipisahkansejauh 1,5 mm diterangi cahaya 1. dua celah sempit yang dipisahkansejauh 1,5 mm diterangi cahaya 1. dua celah sempit yang dipisahkansejauh 1,5 mm diterangi cahaya 1. dua celah sempit yang dipisahkansejauh 1,5 mm diterangi cahaya

lampu natrium yang memiliki panjang gelombang 589 nm. Pita lampu natrium yang memiliki panjang gelombang 589 nm. Pita lampu natrium yang memiliki panjang gelombang 589 nm. Pita lampu natrium yang memiliki panjang gelombang 589 nm. Pita----pita interferensi teramati pada layar sejauh 3 m. carilah jarak Pita----pita pita interferensi teramati pada layar sejauh 3 m. carilah jarak pita pita interferensi teramati pada layar sejauh 3 m. carilah jarak pita pita interferensi teramati pada layar sejauh 3 m. carilah jarak pita----pita dilayar.( y/n) 1,18 mm

pita dilayar.( y/n) 1,18 mm pita dilayar.( y/n) 1,18 mm pita dilayar.( y/n) 1,18 mm

2. dua celah sempit yang dipisahkan pada jarak 1 mm diterangi 2. dua celah sempit yang dipisahkan pada jarak 1 mm diterangi 2. dua celah sempit yang dipisahkan pada jarak 1 mm diterangi 2. dua celah sempit yang dipisahkan pada jarak 1 mm diterangi

cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi dipandang pada layar berjarak 2 m jauhnya. Hitung jumlah pita dipandang pada layar berjarak 2 m jauhnya. Hitung jumlah pita cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi cahaya dengan panjang gelombang 600 nm, dan pola interferensi dipandang pada layar berjarak 2 m jauhnya. Hitung jumlah pita dipandang pada layar berjarak 2 m jauhnya. Hitung jumlah pita dipandang pada layar berjarak 2 m jauhnya. Hitung jumlah pita dipandang pada layar berjarak 2 m jauhnya. Hitung jumlah pita terang percentimeter dilayar. ( n/y) 8,33 pita/cm

terang percentimeter dilayar. ( n/y) 8,33 pita/cm terang percentimeter dilayar. ( n/y) 8,33 pita/cm terang percentimeter dilayar. ( n/y) 8,33 pita/cm

3. Dengan menggunakan alat celah ganda konvensional dan cahaya 3. Dengan menggunakan alat celah ganda konvensional dan cahaya 3. Dengan menggunakan alat celah ganda konvensional dan cahaya 3. Dengan menggunakan alat celah ganda konvensional dan cahaya

yang panjang gelombangnya 589 nm, 28 pita yang panjang gelombangnya 589 nm, 28 pita yang panjang gelombangnya 589 nm, 28 pita

yang panjang gelombangnya 589 nm, 28 pita----pita terang pita terang pita terang pita terang

percentimeter teramati pada layar yang berjarak 3 m jauhnya. percentimeter teramati pada layar yang berjarak 3 m jauhnya. percentimeter teramati pada layar yang berjarak 3 m jauhnya. percentimeter teramati pada layar yang berjarak 3 m jauhnya. Berapakah jarak pisah celahnya.4,95 mm

Berapakah jarak pisah celahnya.4,95 mm Berapakah jarak pisah celahnya.4,95 mm Berapakah jarak pisah celahnya.4,95 mm

(14)

Seberkas cahaya

monokromatis jatuh pada lapisan tipis transparan lapisan tipis transparan

ABC dipantulkan oleh

permukaan atas

ABDEF dipantulkan

lapisan bawah

Berkas cahaya pantul

(15)

Untuk mempermudah

analisis kuantitatif anggap cahaya

monokromatis datang tegak lurus pada

tegak lurus pada

lapisan tipis, sehingga beda lintasan pis lapisan ti tebal t t 2 ABC ABDEF ∆S = = − =

(16)

Persamaaan matematis untuk satu

perubahan fase 180

0

akibat pemantulan

Syarat agar pada suatu

lapisan tipis terjadi interferensi melemah/destruktif ( gelap )

∆S

=

2 t

=

m

λ

' gelap ) ( terjadi apabila perbedaaan lintasan 2t = 0 atau bilangan bulat dari panjang gelombang dalam lapisan tipis )

pis

lapisan ti

dalam

gelombang

panjang

λ

...

0,1,2,3,..

m

λ

t

2 ∆S

' '

=

m

(17)

Syarat agar pada

suatu lapisan tipis terjadi interferensi menguat/konstruktif( terang ) ( terjadi apabila perbedaan lintasan

)

λ

2

1 (

t

2 ∆S

=

m

+

' merupakan bilangan ganjil dari ½ panjang gelombang dalam lapisan tipis

pis

lapisan ti

dalam

gelombang

panjang

λ

...

0,1,2,3,..

m

2

'

=

(18)

Jika yang diketahui panjang

gelombang diudara

Sehingga interferensi konstruktif

λ

pis lapisan ti bias indeks n λ λ atau (1) ) λ(n n λ ' u ' = = = = n λ

n

λ

)

2

1 (m

t

2 λ

)

2

1 (m

2t

'

+

=

+

=

Interferensi destruktif

λ

)

2

1 (m

n t

2 n

2 +

=

λ

m

n t

2 m

t

2

'

=

λ

(19)

Cahaya polychromatis,

(20)

selaput tipis air sabun disinari dalam arah tegak lurus dengan menggunakan

cahaya natrium dengan panjang gelombang 589,3nm. Jika indeks bias air sabun adalah 1,33 tentukan

a. ketebalan minimum selaput air sabun yang tampak terang b. ketebalan minimum selaput air sabun yang tampak gelap

Lapisan udara berbentuk seperti kampak ( taji )dibuat dengan nenempatkan

sepotong kertas kecil diantara dua potong kaca rata. Cahaya dengan panjang gelombang 500 nm datang secara normal pada plat kaca, dan pola

interferensi diamati dengan pemantulan. Jika sudut yang dibentuk antara kedua plat 3 x 10-4 _{rad. Berapa banyaknya pita interferensi per cm yang}

(21)

Genangan minyak dengan indek bias 1,3 mengapung di

atas permukaan air. Cahaya dengan panjang gelombang 5.000 A jatuh hampir tegak lurus terhadap lapisan tipis tersebut sehingga terjadi interferensi saling melemahkan. Tentukan tebal minimum lapisan minyak tersebut.

Suatu lapisan tipis bensin (n = 1,40) mengapung di atas

permukaan kaca (n = 1,50). Sinar Matahari jatuh hampir

tegak lurus pada lapisan tipis dan memantulkannya ke

permukaan kaca (n = 1,50). Sinar Matahari jatuh hampir

tegak lurus pada lapisan tipis dan memantulkannya ke

mata Anda. Walaupun sinar Matahari adalah sinar putih yang mengandung berbagai warna, tetapi lapisan tipis

tampak berwarna kuning. Ini karena interferensi destruktif pada lapisan menghilangkan warna biru( biru di udara = 468 nm) dari cahaya yang dipantulkan ke mata Anda.

Tentukan ketebalan minimum t (t 0) dari lapisan tipis ini.

λ

(22)

Jika lapisan tebal yang

beragam disinari dengan cahayamonokromatik akan teramati pita atau garis terang gelap secara selang seling (

(23)

Interferensi konstruktif/ terang

)

1 (

R

λ

)

1 (m

r

2

=

+

'

=

m

+

λ

R

datar

cembung

lensa

jari

-jari

R

n

ke

terang

lingkaran

jari

r

)

2

1 (

R

λ

)

2

1 (m

r

t ' 2 t

=

−

=

+

=

+

=

R

n

m

λ

(24)

Interferensi destruktif/ gelap m R λ m r2 = ' =

λ

R n ke gelap lingkaran jari jari r m R λ m r g ' 2 g − − = = = R n

λ

(25)

Pada percobaan interferensi cincin newton digunakan cahaya

dengan panjang gelombang 5700 A0. hasil pengamatan

menunjukkan jari-jari lingkaran gelap ke sepuluh adalah 6 mm. hitung jari-jari kelengkungan lensa