DIFRAKSI CELAH DAN KISI GANDA
Telah dilakukan percobaan Difraksi Celah dan Kisi Ganda bertujuan untuk menentukan pola dan intensitas difraksi dari celah dan kisi ganda, menentukan posisi intensitas minimum pertama yang berhubungan dengan celah tunggal, menentukan distribusi intensitas pola difraksi, dan menentukan posisi dari puncak beberapa orde dari difraksi untuk kisi transmisi dengan konstanta kisi yang berbeda. Percobaan ini menggunakan sumber sinar dari laser He-Ne yang dipancarkan menuju lensa pemfokus lalu menuju kisi celah yang akan menghasilkan pola gelap terang pada layar. Intensitas cahaya ditentukan dengan mengukur tegangan pada pola terang menggunakan fotosel. Dari hasil percobaan didapat pola dan intensitas dari difraksi yang didapat akan semakin berkurang untuk orde yang lebih besar dan intensitas terbesar didapat pada orde 0. Adapun hubungan antar parameter dari pegukuran dimana semakin besar jarak kisi ke layar maka jarak pola difraksi akan semakin besar.
Kata kunci: Difraksi, Kisi, Intensitas
I. Pendahuluan
Cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik yang juga memiliki sifat partikel. Cahaya memiliki kecepatan yang konstan untuk semua medium dan kerangka acuan. Cahaya dapat mengalami pembelokan apabila melewati sebuah celah yang sempit, yang disebut difraksi. Konsekuensi dari peristiwa tersebut adalah dapat diperolehnya pola gelap terang yang dapat diamati dan memiliki hubungan dengan intensitas dari cahaya yang terpancar tiap pola tersebut. Pada percobaan ini akan diamati peristiwa tersebut yang bertujuan untuk menentukan pola dan intensitas difraksi dari celah dan kisi ganda, menentukan posisi intensitas minimum pertama yang berhubungan dengan celah tunggal, menentukan distribusi intensitas pola difraksi, dan menentukan posisi dari puncak beberapa orde dari difraksi untuk kisi transmisi dengan konstanta kisi yang berbeda.
II. Teori Dasar
2.1 Cahaya
Cahaya merupakan sejenis energi yang berbentuk gelombang elektromagnetik. Selain sebagai gelombang, cahaya memiliki karakteristik sebagai partikel. Dalam sifat partikelnya, cahaya dianggap sebagai sebuah foton yang tidak memiliki massa ambang. Berbeda dengan cahaya, sinar merupakan sebuah cahaya monokromatik, artinya hanya memiliki satu panjang gelombang.
2.2 Prinsip Huygen
Huygen mengemukakan prinsip yang menjelaskan perambatan gelombang yang berbunyi “setiap muka gelombag dapat dianggap memproduksi gelombanggelombang baru dengan panjang gelombang yang sama dengan panjang gelombang sebelumnya. [1]
Gambar 2.1 Konstruksi Huygens untuk (a) gelombang bidang (b) gelombang spherical
2.3 Difraksi
Difraksi adalah peristiwa penyebaran arah rambat gelombang ketika melewati celah yang sempit. Peristiwa difraksi adalah konsekuensi dari prinsip Hyugen. Ketika gelombang masuk ke celah sempit, maka tiap titik pada celah berperan sebagai sumber gelombang
baru dengan arah
Makin lebar ukuran celah maka makin kecil efek penyebaran muka gelombang yang melewati celah
.
[2]Gambar 2.2 Difraksi cahaya pada celah tunggal dengan
Interferensi adalah peristiwa superposisi dua buah gelomang yang memiliki frekuensi dan arah yang sama. Syarat terjadinya interferensi adalah ketika sumber cahaya koheren dan monokromatik. [1]
Gambar 2.3 interferensi gelombang cahaya
Pada saat fase gelombang yang bersuperposisi sama maka akan terjadi interferensi konstruktif. Interferensi ini akan menyebabkan terbentuknya pola terang pada layar. Sebaliknya ketika fase berbeda akan terjadi interferensi destruktif yang akan membentuk pola gelap pada layar.
Hubungan untuk mencari pola interferensi ditentukan dalam persamaan terang dengan terang pusat, λ adalah panjang gelombang dan m adalah ordo terang dengan sebagai tempat menyimpan alat optik, lensa sebagai pemfokus, pemegang lensa dan objek, kisi difraksi, fotoelemen untuk mengukur intensitas, kertas untuk menentukan jarak antarpola dan multimeter sebagai pengukur tegangan pola terang.
3.2 Prosedur
Percobaan dilakukan dengan merangkai susunan alat seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.1. Susunan alat perocbaan
Tabel 4.1 Pengukuran pada kisi 10 garis/mm
Tabel 4.1 Pengukuran pada kisi 50 garis/mm
Gambar 4.1 Grafik hubungan Intensitas terhadap orde untuk kisi 8 garis/mm
Gambar 4.2 Grafik hubungan Intensitas terhadap orde untuk kisi 10 garis/mm
Gambar 4.3 Grafik hubungan Intensitas terhadap orde untuk kisi 50 garis/mm
Adapun pengolahan untuk data percobaan adalah sebagai berikut
Arus (i)
i
=
V
R
=
16
V
100 0 0
Ω
=
0,0016
A
Daya
P
=
Vi
=
(
16
V
) (
0,0016
A
)
=
0,0256
Intensitas cahaya
I
=
P
4
R
2=
(
0,0256
)
410000
2=
4,295
x
10
−15
Panjang gelombang
λ
=
dy
nL
=
(
0,000125
m
−3)
(
0,012
m
)
(
1
) (
0,5
m
)
=
3
x
10
−6
m
Dari hasil percobaan didapat untuk tiap kisi, jarak dari terang pusat ke orde terang yang lain semakin besar. Hal ini ini berarti keduanya berbanding lurus,
L
∝
y
sesuai dengan teoritis. Sedangkan tegangan yang terukur untuk tiap perubahan L semakin besar, dan pada L yang sama untuk y yang semakin besar maka nilai tegangan akan semakin besar pula. Tegangan disini akan digunakan untuk menentukan intensitas difraksi. Terlihat bahwa pada pusat atau puncak pola terang didapat intensitas yang paling besarm dan semakin jarak ordenya besar maka intensitas makin besar pula. Terlihat pada grafik dihasilkan secara keseluruhan nilai intensitas tertinggi berada di orde 0 atau di pusat. Sehingga intensitas akan berbanding lurus dengan tegangan dari cahaya. Adapun semakin banyak garis kisi pada tiap mm nya maka akan terdapat lebih banyak pola terangV. Kesimpulan
Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut.
1. Pola dan intensitas dari difraksi yang didapat akan semakin berkurang untuk orde yang lebih besar dan intensitas terbesar didapat pada orde 0. 2. Intensitas maksimum yang didapat untuk tiap kisi didapat sebesar 4,29 x 1015 untuk kisi 8 dan
10 garis/mm dan 3,88 x 1015 untuk kisi 50
garis/mm.
3. Semakin besar lebar celah maka jarak antarpola difraksi semakin kecil dan semakin besar jarak kisi ke layar maka jarak pola difraksi akan semakin besar.
Daftar Pustaka
[1] Halliday D, Resnick R. 2010. Fisika Dasar.
Jakarta:Erlangga
