PENGUKURAN DISTRIBUSI INTENSITAS CAHAYA YANG DIHASILKAN KISI DIFRAKSI
MENGGUNAKAN VERNIER LABPRO
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Fisika
Oleh Asriningsih NIM: 003214004
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
THE MEASUREMENT OF THE DISTRIBUTION OF LIGHT INTENSITY WHICH IS OBTAINED BY DIFFRACTION GRATING
USING VERNIER LABPRO
Thesis
Presented As Partial Fulfillment of The Requirement to Obtain the Sarjana Sains Degree
In Physic
By Asriningsih NIM: 003214004
STUDY PROGRAM OF PHYSIC
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGI SANATA DHARMA UNIVERSITY
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN
HIDUP PENUH PERJUANGAN,
SEDIH DAN BAHAGIA ADALAH WARNA DALAM HIDUP
Kupersembahkan untuk :
•
Bapak – Ibuku tercinta
, terima kasih untuk semua yang telah beliauberikan dan terima kasih juga atas doanya hingga ananda dapat menyelesaikan tugas ini.
•
Om Sukir dan dek Burham
, terima kasih atas dukungan danbantuannya selama ini.
•
Mas Heru
, terima kasih atas doa, dukungan dan nasehatnya selama ini.• Seluruh keluarga besarku (
Pak de- Bu de, Om – Bibi – serta
sepupu-sepupuku
) terima kasih atas cinta dan dukungan yang selalu diberikan untukku.• Sahabat-sahabat karibku (
Naning, Catrin, Yuni, Eko, Agus, Suri,
Maria
) terima kasih untuk berbagai cerita dan persahabatan baik dalam suka maupun duka.• Sahabat-sahabat seperjuanganku (
Debora, Hari, Mamat, Lori,
Ritwan, Iman, Siska, Ade
) serta anak-anak Alumni Fisika 2000 danABSTRAK
PENGUKURAN DISTRIBUSI INTENSITAS CAHAYA YANG DIHASILKAN KISI DIFRAKSI
MENGGUNAKAN VERNIER LABPRO
Telah dilakukan penelitian untuk pengukuran distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi menggunakan Vernier LabPro. Jumlah celah dalam kisi difraksi yang digunakan untuk mengukur distribusi intensitas cahaya adalah
mm
ABSTRACT
THE MEASUREMENT OF THE DISTRIBUTION OF LIGHT INTENSITY WHICH IS OBTAINED BY DIFFRACTION GRATING
USING VERNIER LABPRO
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan
Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
dengan baik. Skripsi dengan judul “Pengukuran Distribusi Intensitas Cahaya yang
Dihasilkan Kisi Difraksi Menggunakan Vernier LabPro” ini disusun untuk
memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Fisika Program Studi Fisika di
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Penulisan skripsi ini terwujud atas bantuan dan kerjasama dari berbagai
pihak, yang telah berkenan membimbing, memberi petunjuk serta motivasi. Oleh
karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa, M.S selaku dosen pembimbing dan penguji,
yang dengan penuh kesabaran membimbing dan meluangkan waktunya
untuk membimbing penulis dari awal hingga akhir karya tulis ini.
2. Ibu Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si selaku dosen, kaprodi Fisika dan
penguji.
3. Drs. Severinus Domi, M.Si selaku dosen penguji.
4. Seluruh staf dosen dan asisten yang telah memberi bekal ilmu pengetahuan
selama penulis menuntut ilmu di Fakultas Matematika dan Ilmu
5. Mas Bimo selaku staf laboratorium analisa pusat, serta Mas Sis, Mas
Ngadiono dan Pak Sugito selaku staf bengkel Fisika yang telah banyak
membantu kelancaran selama mengerjakan skripsi.
6. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung hingga terselesaikannya
skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
JUDUL ... ii
PERSETUJUAN PEMBIMBING... iii
PENGESAHAN ... iv
PERSEMBAHAN ... v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... vi
ABSTRACT... vii
ABSTRAK ... viii
PERSETUJUAN PUBLIKASI ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI... xii
DAFTAR TABEL... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah... 1
B. Rumusan Masalah ... 3
C. Batasan Masalah ... 3
D. Tujuan Penelitian ... 4
E. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 6
A. Gelombang ... ... 6
B. Interferensi Cahaya... 6
C. Difraksi Cahaya. ... 9
D. Kisi difraksi ... 10
BAB III METODOLOGI... 12
A. Tempat Penelitian ... 12
B. Alat ... 12
C. Rangkaian Percobaan ... 13
D. Prinsip Kerja ... 14
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 16
A. Hasil ... 16
B. Pembahasan ... 26
BAB V PENUTUP... 29
A. Kesimpulan ... 29
B. Saran... 29
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Kedudukan interferensi yang saling menguatkan yang terjadi pada
kisi difraksi 80 celah tiap milimeter ... 22
Tabel 2. Kedudukan interferensi saling melemahkan yang terjadi pada kisi
difraksi 80 celah tiap milimeter ... 23
Tabel 3. Kedudukan interferensi yang saling menguatkan yang terjadi pada
kisi difraksi 600 celah tiap milimeter ... 23
Tabel 4. Kedudukan interferensi saling melemahkan yang terjadi pada kisi
difraksi 600 celah tiap milimeter ... 24
Tabel 5. Perbandingan nilai sudut θ terjadinya intensitas cahaya maksimum
dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter .. 24
Tabel 6. Perbandingan nilai sudut θ terjadinya intensitas cahaya minimum dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter ... 25
Tabel 7. Perbandingan nilai sudut θ terjadinya intensitas cahaya maksimum
dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter. 25
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Interferensi dua gelombang cahaya dari sumber titik S1 danS2 di
titik p pada layar ... 7
Gambar 2. Difraksi pada celah tunggal yang panjang ... 9
Gambar 3. Gelombang cahaya dalam kisi difraksi ... 11
Gambar 4. Set up eksperimen yang tampak dari atas ... 13
Gambar 5. Set up eksperimen yang tampak dari samping ... 14
Gambar 6. Grafik hubungan Intensitas Cahaya terhadap Sudut θ untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter ... 18
Gambar 7. Grafik hubungan Intensitas Cahaya terhadap Sudut θ yang diperbesar 13 kali untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter ... 19
Gambar 8. Grafik hubungan Intensitas Cahaya terhadap Sudut θ untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter ... 20
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Cahaya sangat dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Sumber cahaya
paling utama di bumi adalah matahari. Cahaya merambat dalam bentuk
gelombang [Giancoli, 1999]. Pada perambatannya gelombang mengalami suatu
peristiwa diantaranya interferensi dan difraksi.
Percobaan tentang interferensi pertama kali dilakukan oleh Thomas
Young. Young memperkenalkan bahwa interferensi sebagai gejala gelombang
yang terjadi pada cahaya [Tipler, 1996]. Dua gelombang cahaya yang berasal dari
satu sumber cahaya akan berinterferensi di satu titik sebuah layar. Gejala-gejala
interferensi dapat diamati pada lapisan tipis, cincin Newton dan interferometer
Michelson.
Suatu lapisan tipis dapat menghasilkan warna-warni seperti pelangi.
Gejala interferensi pada lapisan tipis dapat diamati pada film tipis, lapisan tipis
minyak di air dan gelembung sabun. Warna-warni tersebut merupakan akibat
interferensi cahaya yang dipantulkan oleh permukaan bagian atas dan permukaan
bagian bawah lapisan tipis tersebut [Sears dan Zemansky, 2001]. Pada cincin
Newton, teramati garis gelap dan terang secara berurutan membentuk lingkaran
yang disebut dengan rumbai. Rumbai tersebut dihasilkan dari cahaya yang
dipantulkan oleh permukaan kaca lengkung dengan permukaan kaca datar yang
rumbai interferensi. Rumbai tersebut dihasilkan dari cahaya sumber yang
dilewatkan pada cermin beam spliter. Kemudian cahaya sumber yang melalui
cermin beam spliter sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan
[Giancoli, 1999]. Cahaya sumber yang dipantulkan oleh cermin beam spliter
tersebut akan menuju ke cermin yang dapat digerakkan. Kemudian cermin yang
dapat digerakkan akan memantulkan cahaya kembali ke cermin beam spliter.
Sebagian cahaya tersebut akan diteruskan dan sebagian lagi akan dipantulkan ke
layar. Begitu juga dengan cahaya sumber yang diteruskan oleh cermin beam
spliter akan menuju ke cermin tetap. Cermin tetap tersebut akan memantulkan
cahaya kembali ke cermin beam spliter. Sebagian cahaya tersebut akan
dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan ke layar. Kedua berkas cahaya
yang sampai di layar akan menghasilkan rumbai.
Kemudian Agustin Fresnel melakukan penelitian lebih lanjut tentang
interferensi dan difraksi dengan memakai teori gelombang sebagai dasar
matematisnya [Tipler, 1996]. Fresnel dapat menjelaskan efek-efek interferensi dan
difraksi dari gelombang cahaya tersebut [Giancoli, 1999].
Dalam praktikum fisika dasar tentang interferensi dan difraksi selama ini
hanya menentukan terjadinya interferensi maksimum dan interferensi minimum
[Nn, 2000]. Karena keterbatasan alat yang ada, maka intensitas cahayanya belum
bisa diukur. Semakin berkembangnya teknologi sensor dan komputer, maka
pengukuran dalam penelitian mulai berkembang. Richard Field melakukan
dihasilkan kisi difraksi menggunakan Software Claris Work. Software tersebut
hanya dapat dioperasikan pada komputer Appel Macinthos saja. [Field].
Dengan adanya perkembangan Software yang dapat dioperasikan disemua
jenis komputer, maka penelitian ini tentang interferensi dan difraksi akan
dilakukan. Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran distribusi intensitas cahaya
yang dihasilkan kisi difraksi menggunakan Vernier LabPro. Dengan alat bantu
tersebut, distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi dapat langsung
diamati di komputer.
B. Rumusan Masalah
Bagaimana caranya untuk mendapatkan distribusi intensitas cahaya yang
dihasilkan kisi difraksi.
C. Batasan Masalah
a) Pengukuran dibatasi pada distribusi intensitas cahaya yang
dihasilkan kisi difraksi pada 80 celah tiap milimeter dan 600 celah
tiap milimeter.
b) Sumber cahaya yang digunakan adalah jenis laser He-Ne dengan
panjang gelombang 632,8 nanometer.
c) Pencatatan dan perekaman data selama eksperimen menggunakan
D. Tujuan Penelitian
a) Memahami cara perancangan alat yang akan digunakan untuk
mendapatkan distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi
difraksi.
b) Menunjukkan distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi
difraksi menggunakan Vernier LabPro.
E. Manfaat Penelitian
a) Memberi pemahaman bagi peneliti dalam bidang optik khususnya
distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi.
b) Memberikan informasi tambahan di bidang ilmu pengetahuan dan
teknologi bahwa distribusi intensitas cahaya dapat dihasilkan dari
kisi difraksi.
F. Sistematika Penulisan BAB I Pendahuluan
Pada bab I akan diuraikan tentang latar belakang masalah,
perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat
penelitian dan sistemetika penulisan.
BAB II Dasar Teori
BAB III Metode Eksperimen
Pada bab III akan diuraikan tentang alat-alat yang akan digunakan
saat penelitian berlangsung serta langkah-langkah dalam melakukan
penelitian.
BAB IV Hasil Dan Pembahasan
Pada bab IV akan diuraikan tentang hasil penelitian dan
pembahasan selama penelitian berlangsung.
BAB V Penutup
BAB II DASAR TEORI
A. Gelombang
Gelombang merupakan energi yang merambat dalam suatu medium [Prasetio,
1992]. Gelombang merambatkan energinya merata keseluruh medium. Peristiwa
perambatan energi dari sumber ke seluruh medium memerlukan waktu. Dalam
perambatannya medium yang dilalui tidak ikut merambat.
B. Interferensi Cahaya
Interferensi cahaya merupakan perpaduan dua gelombang cahaya atau lebih
menjadi satu di suatu titik sebuah layar. Jika suatu gelombang cahaya merambat
dalam arah sumbu X persamaan gelombangnya dapat dituliskan
(
t kxA
y= sin ω −
)
(1)dimana y = simpangan gelombang cahaya pada saat t dan jarak x
= Amplitudo gelombang cahaya Α
k = bilangan gelombang cahaya ( λ
π 2 =
k )
λ = panjang gelombang cahaya sumber
ω = frekuensi sudut gelombang cahaya
Gelombang cahaya yang merambat dalam arah sumbu –X, persamaannya adalah:
(
t kxA
y= sin ω +
)
(2)1
Gambar 1. Interferensi dua gelombang cahaya dari sumber titik s1 dan s2di titik P pada layar
Gelombang cahaya dari sumber titik dan yang berinterferensi di titik P pada
layar yang ditampilkan pada gambar 1, persamaannya dapat dituliskan: 1
dimana dan adalah lintasan yang ditempuh gelombang cahaya. Gelombang
cahaya dari sumber titik yang berinterferensi di titik P menempuh lintasan
sejauh . Dan gelombang cahaya dari sumber titik menempuh lintasan sejauh
. Perbedaan lintasan dari kedua gelombang cahaya yang berinterferensi di titik
Beda sudut fase (δ) antar kedua gelombang cahaya yang berinterferensi di titik P
pada layar dapat dituliskan
(
) ( )
θλ π
δ =kr1 −kr2 =k r1−r2 =k ∆r = 2 asin (7)
Berdasarkan persamaan (3) dan (4) didapatkan hasil simpangan resultan ( )
gelombang cahaya adalah [Sutrisno, 1979]:
R
Sesuai dengan persamaan (5), maka persamaan (8) menjadi:
( ) (
δ ω 12δ)
Dari persamaan (9), amplitudo resultan kedua gelombang cahaya dapat dituliskan:
( )
21δcos 2A
AR = (10)
Intensitas cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudo resultan gelombang
cahaya. Sehingga intensitas cahaya yang dihasilkan oleh kedua gelombang cahaya
yang berinterferensi di titik P pada layar adalah [Alonso dan Finn, 1992]:
δ
Dengan mensubstitusikan persamaan (7) ke persamaan (11), maka persamaan (11)
menjadi
Berdasarkan persamaan (12), hasil interferensi gelombang cahaya akan
sedangkan hasil interferensi kedua gelombang akan minimum bila cos2 21δ =−1 ,
kalau
π
δ =(2n+1) (14)
dimana n adalah bilangan bulat positif atau negatif.
C. Difraksi Cahaya
Difraksi merupakan peristiwa pelenturan gelombang cahaya setelah
melewati celah sempit. Menurut Huygens, semua titik pada muka gelombang
dapat dianggap sebagai sumber gelombang cahaya yang baru, sehingga di celah
terdapat sederetan titik gelombang cahaya. Setiap titik gelombang cahaya pada
celah akan saling mempengaruhi satu sama lain. Jika ada celah tunggal dengan
lebar celah b, dan setiap titik gelombang cahaya terdifraksi membentuk sudut θ
seperti dalam gambar 2.
Celah
Bila titik gelombang cahaya A sampai titik gelombang cahaya E yang
terdifraksi membentuk sudut θ, maka beda sudut fase antar kedua gelombang
cahaya tersebut adalah [Halliday, 1988]:
λ
Gelombang cahaya yang terdifraksi mempunyai amplitudo resultan (AR) sebesar
[Sutrisno, 1979]:
Karena intensitas cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudo, maka intensitas
cahaya dari gelombang cahaya yang terdifraksi pada celah tunggal adalah [Alonso
dan Finn, 1992]:
Kisi difraksi tersusun atas kumpulan celah yang berjumlah N, lebar celah b
dan jarak antar celah a yang dapat dilihat pada gambar 3. Sehingga cahaya
sumber yang melewati kisi difraksi akan mengalami dua peristiwa yaitu
θ Celah
a
b
Dengan demikian, distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi
pada sudut (θ) dapat dituliskan sebagai berikut [Alonso dan Finn, 1992]:
2
Pada kisi difraksi, sesuai dengan persamaan (18) terjadinya interferensi
maksimum pada sudut θ mengikuti persamaan berikut[Alonso dan Finn, 1992]:
⎟ Gambar 3. Gelombang cahaya dalam
kisi difraksi
Sedangkan terjadinya interferensi minimum pada sudut θ mengikuti persamaan
berikut:
BAB III METODOLOGI
1. TEMPAT PENELITIA
Penelitian telah dilaksanakan di Laboratorium Fisika Modern Universitas
Sanata Dharma Kampus III Paingan Maguwoharjo Depok Sleman.
2. ALAT
a. Laser Helium Neon digunakan sebagai sumber cahaya.
b. Kisi Difraksi yang digunakan adalah 80 mm dan 600 mm.
c. Spektrometer digunakan untuk mengetahui sudut.
d. Sensor cahaya digunakan sebagai alat pendeteksi cahaya.
e. Vernier LabPro adalah suatu alat yang serbaguna untuk mengumpulkan
data dalam berbagai cara di dalam ruang atau di luar ruang. Vernier LabPo
dapat digunakan bersama komputer atau kalkulator grafik TI atau sistem
operasi Palm TM atau sebagai pengunci data. Vernier LabPro dapat
digunakan diberbagai jenis sensor diantaranya sensor cahaya. Untuk
menggunakan vernier LabPro dalam komputer, dibutuhkan suatu software
yaitu Logger Pro.
3. RANGKAIAN PERCOBAAN
Cahaya laser He-Ne dilewatkan kisi difraksi akan mengalami peristiwa
interferensi dan difraksi. Cahaya yang dihasilkan dari peristiwa interferensi dan
difraksi kemudian dideteki oleh sensor cahaya. Cahaya yang dideteksi oleh
sensor cahaya kemudian akan diolah oleh vernier LabPro. Data dari vernier
LabPro kemudian dicatat dan ditampilkan di komputer. Jika laser dan kisi
difraksi dilihat dari atas akan tampak seperti pada Gambar 4. Sedangkan laser
dan kisi difraksi bila dilhat dari samping akan tampak seperti pada Gambar 5.
KI SI
Sensor Cahaya
Laser He-Ne Vernier La b Pro
Piringan
Spektrometer KOMPUTER
Vernier La b Pro
KOMPUTER Laser He-Ne
Piringan Spektrometer
Sensor Cahaya
Diputar dengan motor dari recorder
Gambar 5. Set up eksperimen laser dan kisi difraksi yang tampak dari samping
Kisi Difra ksi
4. PRINSIP KERJA
Cahaya laser He-Ne yang dilewatkan kisi difraksi akan mengalami
peristiwa interferensi dan difraksi. Cahaya yang dihasilkan dari peristiwa
interferensi dan difraksi kemudian di deteksi oleh sensor cahaya. Intensitas
cahaya hasil dari peristiwa interferensi dan difraksi tergantung dari besarya
sudut. Pada umumnya untuk mendapatkan distribusi intensitas cahaya dngan
cara memutar sensor cahaya. Dalam penelitian ini, untuk mendapatkan
distribusi intensitas cahaya dengan cara memutar laser dan kisi difraksi. Kisi
difraksi diletakkan di tengah-tengah dari piringan spektrometer. Kemudian
piringan spektrometer tersebut diputar dengan motor dari recorder. Laser dan
kisi difraksi diputar dengan perjalanan 180°, dengan selang waktu tertentu.
Pengukuran dimulai dari sudut -90° sampai 90°. Pengaktifan software Logger
Untuk mendapatkan grafik hubungan intensitas cahaya terhadap sudut, maka
data waktu diubah ke dalam sudut.
Cara mengubah waktu ke dalam sudut sebagai berikut:
Misalkan: Selang waktu yang dibutuhkan selama perputaran 180° adalah ∆t.
Waktu pada saat t
Sudut perputaran yang dilakukan adalah 180°
Untuk menunjukkan sudut (θ) pada saat t menggunakan persamaan berikut:
0
180 × ∆ =
t t
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Telah dilakukan pengukuran distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi
menggunakan Vernier LabPro. Dalam ekperimen ini sumber cahaya yang digunakan
adalah laser He-Ne dengan panjang gelombang 632,8 nm dan kisi difraksi yang digunakan
adalah 80 celah tiap milimeter dan 600 celah tiap milimeter. Sebelum kisi difraksi
digunakan dilakukan pengukuran intensitas cahaya awal ( ), dalam pengukuran ini
didapatkan .
0
I
Lux I0 =8460
Dari eksperimen didapatkan grafik hubungan intensitas cahaya (Iθ) terhadap sudut (θ)
yang dapat dilihat pada Gambar 6, Gambar 7, Gambar 8 dan Gambar 9. Untuk kisi
difraksi 80 celah tiap milimeter hasil eksperimen ditampilkan pada Gambar 6 dan Gambar
7. Untuk kisi yang lain hasil eksperimen ditampilkan pada Gambar 8 dan Gambar 9. Pada
Gambar 6 dan Gambar 8 terlihat bahwa intensitas cahaya paling maksimum berada
ditengah-tengah dari distribusi intensitas cahaya. Distribusi intensitas cahaya mengikuti
pola difraksi, dalam Gambar 7 dan Gambar 9 terlihat bahwa dengan semakin besar sudut
(θ) maka intensitas cahaya (Iθ) akan semakin melemah. Jika diperjelas masih akan tampak
intensitas cahaya maksimum yang lain dengan nilai lebih rendah.
Pada Gambar 6 dengan kisi difraksi 80 celah tiap milimeter terlihat ada 8 intensitas
Untuk n=0, intensitas cahayanya paling maksimum. Pada Gambar 7 untuk n=±1,
dan 2 ± =
n n=±4, nilai intensitas cahaya (Iθ) hampir sama. Sedangkan untuk n=3 nilai
intensitas cahayanya kecil. Untuk nilai intensitas cahaya minimum besarnya akan semakin
berkurang dengan bertambah besarnya sudut (θ). Sedangkan untuk intensitas cahaya
minimum dapat dilihat pada Tabel 2.
Pada Gambar 8 untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter terlihat ada 5 intensitas
cahaya maksimum yang terdistribusi pada sudut (θ) - 45,0° sampai 49,1°. Pada Gambar 9
terlihat jelas untuk n=±1 dan n=±2 nilai intensitas cahaya maksimum hampir sama.
Besarnya nilai intensitas cahaya maksimum dan intensitas cahaya minimum yang terjadi
0
Gambar 6. Grafik hubungan Intensitas Cahaya terhadap Sudut untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter
0
0
Gambar 8. Grafik hubungan Intensitas Cahaya terhadap Sudut untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter
0
Tabel 1. Kedudukan interferensi yang saling menguatkan yang terjadi pada kisi difraksi 80 celah tiap milimeter
n θ (derajat) Intensitas Cahaya (Lux)
-4 -11,9 12,4
-3 -8,9 82,6
-2 -6,0 204,5
-1 -3,1 2377,9
0 0 7695,6
1 2,9 2274,4
2 6,0 192,1
3 9,3 6,2
Tabel 2. Kedudukan interferensi saling melemahkan yang terjadi pada kisi difraksi 80 celah tiap milimeter
n θ (derajat) Intensitas Cahaya (Lux)
-3 -10,4 2,1
-2 -7,5 8,3
-1 -4,6 20,7
0 -1,6 72,3
0 1,5 66,1
1 4,5 22,7
2 7,8 4,1
3 10,8 2,1
Tabel 3. Kedudukan interferensi saling menguatkan yang terjadi pada kisi difraksi 600 celah tiap milimeter
n θ (derajat) Intensitas Cahaya (Lux)
-2 -45,0 16,5
-1 -20,9 999,9
0 0 6183,3
1 21,8 944,1
Tabel 4. Kedudukan interferensi saling melemahkan yang terjadi pada kisi difraksi 600 celah tiap milimeter
n θ (derajat) Intensitas Cahaya (Lux)
-1 -33,4 2,1
0 -12,2 2,1
0 13,6 2,1
1 35,9 2,1
Dari eksperimen didapatkan posisi sudut θ terjadinya intensitas cahaya maksimum dan
intensitas cahaya minimum, jika hasilnya dibandingkan dengan teori, didapatkan:
Tabel 5. Perbandingan sudut θ terjadinya intensitas cahaya maksimum dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter
n Teori Eksperimen
0 0 0
1 2,9 2,9
2 5,8 6,0
3 8,7 9,3
Tabel 6. Perbandingan sudut θ terjadinya intensitas cahaya minimum dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 80 celah tiap milimeter
Tabel 7.
Perban dingan sudut θ
terjadi nya intensit as cahaya maksimum dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter
n Teori Eksperimen
0 1,4 1,7
1 4,4 4,5
2 7,3 7,8
3 10,2 10,8
n Teori Eksperimen
0 0 0
1 23,3 21,8
2 52,3 49,1
Tabel 8. Perbandingan sudut θ terjadinya intensitas cahaya minimum dari teori dan eksperimen untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter
n Teori Eksperimen
0 11,4 13,6
B. Pembahasan
Pengukuran distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi menggunakan
Vernier LabPro. Selama percobaan, pada layar terlihat pola gelap terang secara berurutan
dengan intensitas cahaya paling maksimum berada ditengah-tengah pola tersebut. Pola
gelap terang yang terlihat pada layar kemudian akan dideteksi dengan sensor cahaya. Data
dari sensor cahaya kemudian akan direkam dan ditampilkan di layar komputer yang
dilengkapi Vernier LabPro.
Dari hasil eksperimen didapatkan bahwa distribusi intensitas cahaya yang
dihasilkan kisi difraksi menggunakan Vernier LabPro untuk sudut (θ) yang semakin besar
nilai intensitas cahayanya akan semakin berkurang. Untuk kisi difraksi 80 celah tiap
milimeter, intensitas cahaya maksimum dan intensitas cahaya minimum yang terjadi pada
sudut θ dapat dilihat pada Tabel 1, Tabel 2. Perbandingan sudut θ terjadinya intensitas
cahaya maksimum dan minimum ditampilkan pada Tabel 5 dan Tabel 6.
Untuk kisi difraksi 600 celah tiap milimeter, terjadinya intensitas cahaya maksimum dan
intensitas cahaya minimum pada sudut θ ditampilkan pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Perbandingan posisi sudut θ terjadinya intensitas cahaya maksimum dan intensitas cahaya
minimum berdasarkan teori dan eksperimen ditampilkan pada Tabel 7 dan Tabel 8. Dilihat
dari hasil perbandingan posisi sudut (θ) terjadinya intensitas cahaya maksimum dan
intensitas cahaya minimum berdasarkan hasil eksperimen dapat dinyatakan sesuai dengan
teori.
Perbandingan hasil eksprimen dan teori, selisih sudut θ terjadinya intensitas
selisihnya 0 , n=1 selisihnya berkisar 0 derajat, n=2 selisihnya berkisar 0,2 derajat,
selisihnya berkisar 0,6 derajat, dan 3
=
n n=4 selisihnya berkisar 0,5 derajat. Pada Tabel
6, selisih penyimpangannya yaitu untuk n=0 selisihnya berkisar 0,1 derajat, n=1
selisihnya berkisar 0,1 derajat, n=2 selisihnya berkisar 0,5 derajat dan selisihnya
berkisar 0,6 derajat. Pada Tabel 7, selisih penyimpangan untuk selisihnya 0, 3
selisihnya berkisar 1,5 derajat dan n=2 selisihnya berkisar 3,3 derajat. Pada Tabel 8,
selisih penyimpangan untuk n=0 selisihnya berkisar 2,2 derajat dan selisihnya
berkisar 0,5. Adanya selisih penyimpangan sudut (θ) dikarenakan dalam menentukan
puncak intensitas cahaya maksimum kurang tepat. Pada Gambar 6 dan Gambar 8 dapat
dilihat bahwa untuk puncak intensitas cahaya maksimum terdapat banyak titik-titik
intensitas cahaya maksimum sehingga harus dipilih titik maksimum intensitas cahaya
tersebut. Untuk menentukan titik intensitas maksimum hasil eksperimen, yaitu dengan
cara dicari titik tengah dari lebar titik awal sampai ke titik terakhir terjadinya intensitas
cahaya maksimum. Menentukan sudut (θ) dari teori yaitu untuk intensitas cahaya sesuai
dengan persamaan (13). Sedangkan untuk intensitas cahaya minimum sesuai dengan
persamaan (14).
1 =
n
Pada Gambar 6 dan Gambar 8, jika dibandingkan distribusi intensitas cahaya yang
dihasilkan kisi difraksi berbeda. Intensitas cahaya maksimum untuk pada Gambar 8
nilainya lebih besar daripada Gambar 6.
0 =
n
Pada penelitian ini didapatkan hasil distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan
kisi difraksi secara langsung di layar komputer yang telah dilengkapi Vernier LabPro.
Kelebihan dari pengukuran distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi
secara bersamaan. Dari persamaan (18), intensitas cahaya maksimum yang terjadi pada
sudut θ dapat dibuktikan jika lebar celah b diketahui.
BAB V PENUTUP
A. KESIMPULAN
Berdasarkan dari penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan:
a.Distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi dapat
terukur menggunakan menggunakan vernier LabPro.
b. Distribusi intensitas cahaya yang dihasilkan kisi difraksi tergantung
dari besarnya sudut (θ), jarak antar celah (a) dan lebar celah (b).
c.Distribusi intensitas cahaya yang sesuai dengan posisi sudut (θ)
berdasarkan eksperimen dapat dinyatakan sesuai dengan teori.
B. SARAN
Pengukuran dilakukan pada ruang gelap, untuk menghindarkan gangguan
cahaya lain yang nantinya akan mempengaruhi nilai I0 dan pengukuran intensitas
DAFTAR PUSTAKA
Alonso Marcelo dan Finn Edward.J, 1992, Dasar-Dasar Fisika Universitas, Jakarta,
Erlangga.
Richard Field , A Spreadsheet Simulation for a Young’s Double Slits Experiment.
Giancoli, 1999, Fisika, jilid 2, Jakarta, Erlangga.
Halliday David, 1988, Fisika Jilid 2, Erlangga, Jakarta.
Nn, 2000, Buku Petunjuk Praktikum Fisika Dasar I dan II.
Prasetio Lea, Dra, dkk, 1992, Mengerti Fisika : Gelombang, Yogyakarta, Andi
Offset.
Sears dan Zemansky, 2001, Fisika Universitas, jilid 2, Jakarta, Erlangga.
Sutrisno, 1979, Fisika Dasar : Gelombang dan Optik, Bandung, ITB.
