OPTIKA FISIS: DIFRAKSI
LAPORAN PRAKTIKUM
OPTIKA FISIS:
DIFRAKSI
Rizqi
Shaleh Syawaludin
C1401211018
ST09.2
Dosen
Penanggung Jawab Praktikum
Rima
Fitria Adiati, S.T., M.T.
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
IPB UNIVERSITY
2021
Tujuan
Praktikum ini bertujuan menentukan panjang gelombang
laser.
Teori Singkat
Difraksi merupakan peristiwa cahaya
monokromatis yang melewati sebuah celah sempit sehingga terbentuk pola gelap
terang (Wahyuni et al. 2017). Dalam
peristiwa difraksi dikenal suatu kisi difraksi yang terdiri atas sebaris celah
sempit yang saling berdekatan dalam jumlah banyak. Gejala difraksi terjadi akibat dari gelombang yang
terdistorsi oleh suatu penghalang yang mempunyai dimensi sebanding dengan
panjang gelombang dari gelombang datang. Pola difraksi ini dapat terbentuk
dengan penghalang celah tunggal, dua celah, dan banyak celah. Pola difraksi
akan semakin jelas apabila ukuran dari penghalang mendekati panjang gelombang
dari gelombang datang. Penghalang tersebut dapat berupa celah persegi maupun
celah lingkaran. Difraksi cahaya terjadi akibat dari interferensi yang terjadi
di antara tiap-tiap muka gelombang pada
gelombang cahaya itu sendiri. Gelombang yang terdifraksi akan berinterferensi
sehingga menghasilkan daerah penguatan dan pelemahan atau pola gelap dan
terang.
Ketika sebuah celah tunggal disinari
akan menghasilkan pola difraksi pada layar yang diletakkan di belakangnya.
Bentuk pola akan sama dengan celahnya (segi empat panjang). Pola ini disebut
frinji yaitu berupa pita terang dan gelap. Pola difraksi yang terjadi dapat
diterangkan karena gelombang sekuder yang keluar dari celah yang dipancarkan
oleh setiap titik. Untuk menyatukan berkas sejajar dari setiap arah, sehingga terjadi
titik bayangan pada layar yang diletakkan pada titik fokus lensa (Sarojo 2011).
Jarak antar pita terang dipengaruhi oleh panjang gelombang (λ), lebar celah
(d), dan jarak celah dengan layer (L) (Serway 2010). Difraksi celah ganda
memiliki sumber cahaya yang melewati dua buah celah terpisah secara paralel.
Pola difraksi cahayanya bergantung pada perbandingan ukuran panjang gelombang
dengan lebar celah yang dilewati dan juga jarak pemisahan celah pertama dan
celah kedua. Serta pola dan intensitas difraksi cahaya pada celah ganda dipengaruhi
oleh nilai panjang gelombang cahaya, lebar celah yang dilalui oleh cahaya,
jarak celah ke layar detektor dan jarak pemisahan celah pertama dengan celah
kedua. Pada difraksi celah banyak diasumsikan masing-masing celah mempunyai
lebar yang sama, dan dianggap celah-celah tersebut merupakan titik-titik sumber
cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya monokromatik. (Karunawan 2016).
Adapun pola difraksi celah lingkaran, ynag dimana difraksinya terdiri dari
sebuah cakram terang dikelilingi oleh cincin-cincin gelap dan terang yang
bergantian sehingga berbentuk seperti orbit (Qadar et al. 2019).
Interferensi cahaya adalah perpaduan
dua atau lebih sumber cahaya sehingga menghasilkan keadaan yang lebih terang (interferensi
maksimum) dan keadaan yang gelap (interferensi minimum) (Ellyana et al. 2019). Syarat terjadinya interferensi
cahaya adalah cahaya tersebut harus koheren yaitu keadaan dua sumber cahaya
atau lebih yang mempunyai frekuensi, amplitudo dan beda fase yang tetap
(Halliday et al. 2003). Apabila kedua
gelombang cahaya berinteferensi saling memperkuat (bersifat konstruktif), maka
akan menghasilkan garis terang yang teramati pada layar. Pada interferensi
jalur gelombang tetap utuh, tetapi difraksi mengubah jalur gelombang datang. Interferensi
maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yg sama (sefase), yaitu
jika selisih lintasannya sama dgn nol atau bilangan bulat kali panjang
gelombang (λ). Jarak antar celah berpengaruh terhadap pembentukan pola difraksi
artinya jika semakin kecil jarak antar celah yang digunakan maka semakin besar
jarak pola difraksi yang terbentuk. Sementara itu, lebar celah dan banyak celah
tidak berpengaruh terhadap pembentukan pola difraksi. Untuk kisi, semakin besar
kisi maka semakin besar pula jarak antar pola difraksi dari terang pusat ke
terang berikutnya.
Data
Pengolahan Data
·
Pembahasan
Pada praktikum ini, dilakukan percobaan terhadap keping
difraksi yang terdapat tiga celah tunggal, sebuah celah ganda, sebuah celah
lingkaran, dan sebuah keping kisi difraksi atau celah banyak. Setelah dilakukan
percobaan dari keping-keping difraksi tersebut diperoleh data seperti yang tercantum
dalam tabel-tabel di sub bab data. Pada data pertama di tabel pertama,
percobaan difraksi celah tunggal, diperoleh nilai lebar celah, jarak dari celah
ke layar, dan jarak dari pusat terang ke minimum pertama beserta
ketidakpastiannya masing-masing adalah (0.16 ± 0.001) mm, (500 ± 0.5) mm, dan
(2 ± 0.5) mm. Kemudian, dilakukan operasi perhitungan untuk menentukan nilai
panjang gelombang dan ketidakpastiannya, dan diperoleh nilai panjang gelombang
serta ketidakpastiannya adalah (640 ± 164.64) nm. Pada data kedua, percobaan
difraksi celah tunggal, diperoleh nilai lebar celah, jarak dari celah ke layar,
dan jarak dari pusat terang ke minimum pertama beserta ketidakpastiannya
berturut-turut sama dengan (0.08 ± 0.001) mm, (500 ± 0.5) mm, dan (4 ± 0.5) mm.
Setelah itu, dilakukan operasi perhitungan untuk menentukan nilai panjang
gelombang dan ketidakpastiannya, kemudian didapatkan nilai panjang gelombang
serta ketidakpastiannya adalah (640 ± 88.64) nm. Pada data ketiga, percobaan
difraksi celah tunggal, diperoleh nilai lebar celah, jarak dari celah ke layar,
dan jarak dari pusat terang ke minimum pertama beserta ketidakpastiannya
masing-masing adalah (0.04 ± 0.001) mm, (500 ± 0.5) mm, dan (8 ± 0.5) mm.
Kemudian, dilakukan operasi perhitungan untuk menentukan nilai panjang
gelombang dan ketidakpastiannya, dan didapatkan nilai panjang gelombang serta
ketidakpastiannya adalah (640 ± 56.64) nm. Berdasarkan data yang dihasilkan tersebut
terlihat bahwa nilai dari panjang gelombang yang dihasilkan mempunyai nilai
yang sama. Namun nilai dari ketidakpastian panjang gelombang terdapat perbedaan
nilai. Perbedaan nilai dari ketidakpan tersebut dipengaruhi oleh besar variabel
lebar celah dan jarak pusat terang ke minimum 1.
Pada data pertama, percobaan difraksi celah ganda,
diperoleh nilai lebar celah, jarak dari celah ke layar, beserta
ketidakpastiannya berturut-turut sama dengan (0.125 ± 0.001) mm dan (500 ± 0.5)
mm. Kemudian, dilakukan operasi perhitungan untuk menentukan nilai panjang
gelombang dan ketidakpastiannya, dan diperoleh nilai panjang gelombang serta
ketidakpastiannya adalah (640 ± 164.64) nm. Nilai dari panjang gelombang yang
dihasilkan cenderung mempunyai nilai yang berbeda. Hal tersebut dipengaruhi
oleh variabel nilai jarak antar celah dan jarak dari pusat ke garing terang (
Pada
celah tunggal dan celah ganda, cahaya yang melewati berupa gelombang karena pada
celah tunggal cahaya sumber hanya dilewatkan pada satu celah, dan bergantung
pada perbandingan ukuran panjang gelombang dengan lebar celah yang dilewati.
Hal tersebut sama dengan difraksi celah ganda namun perbedaannya terdapat pada
adanya dua celah, dan cahaya sebagai sumber koheren. Pada difraksi celah
lingkaran berbentuk gelombang dengan adanya visualisasi pola difraksinya. Hasil
perhitungan panjang gelombang yang didapatkan melalui perhitungan manual tidak sepenuhnya
benar dengan alat laser yang sebenarnya, dapat terbukti dengan perhitungan
difraksi celah ganda, terdapat perbedaan dengan masing-masing panjang gelombang.
Dalam difraksi celah lingkaran, memiliki keistimewaan yaitu cahaya monokromatik
yang melewati suatu lubang lingkaran, cahaya akan terdifraksi sehingga pada
layar akan terlihat pola gelap dan terang. Namun, perhitungan tersebut belum
tentu benar karena ketidakpastiannya nilai-nilai yang ada di dalam rumus
tersebut. Selain itu, tidak ada pencantuman secara teoritis yang dibantu dengan
menggunakan alat bantu perhitungan yang lainnya, sehingga sulitnya menentukan
nilai panjang gelombang laser yang sebenarnya.
Simpulan
Difraksi
cahaya terjadi karena sebuah gelombang cahaya melewati celah kecil, lebar celah
kecil dibandingkan gelombang yang mengakibatkan gelombang cahaya terpantul dan
berbelok arahnya. Panjang gelombang dipengaruhi oleh jarak garis terang ke
layar, diameter, jarak garis terang pusat dengan garis terang, dan konstanta
kisi. Penentuan nilai panjang gelombang laser pada peristiwa difraksi dilakukan
dengan berbagai macam perambatan pola. Difraksi mengacu pada berbagai fenomena
yang terjadi ketika gelombang menemui rintangan atau celah. Pada difraksi celah
tunggal, difraksi celah banyak, dan celah ganda menggunakan rumus
Daftar Pustaka
Datangeji
RU. Warsito A. Sutaj HI. Lapono LAS. 2019. Kajian distribusi intensitas cahaya
pada fenomena difraksi celah tunggal dengan metode bagi dua dan metode Newton
Raphson. Jurnal fisika: fisika sains dan aplikasinya. 4(2): 56 -59. doi: 10.35508/fisa.v4i2.976.
Ellyana RL. Kusuma IWAW. 2019. Penentuan
indeks bias kaca berdasarkan pola interferensi cahaya laser terhambur menggunakan
cermin datar “berdebu.” Jurnal Teori dan
Aplikasi Fisika. [diakses 2021 Des 09]; 7(2):169-178. https://jurnal.fmipa.unila.ac.id/jtaf/article/view/2150.
Halliday. Resnick. 2000. Fisika. 3rd ed. Jakarta: Erlangga.
Karunawan J. 2016. Pengembangan bahan
ajar difraksi dari bahan alam berbasis project based learning (PjBL) untuk
menumbuhkan kemampuan berpikir kreatif [skripsi]. Semarang (ID): Universitas
Negeri Semarang.
Qadar R. Haryanti Z. Syam M. 2019. OPTIKA. Samarinda (ID): Mulawarman
University Press.
Sarojo AG. 2011. Gelombang dan Optika. Jakarta (ID): Salemba Teknika.
Serway RA. 2010. Fisika untuk Sains
dan Teknik. Jakarta (ID): Salemba.
Wahyuni
S. Prabawani A. 2017. Kisi difraksi dengan menggunakan batang talas (Colocasia
esculenta). Unnes Physics Journal.
[diakses 2021 Des 09]; 6(1):74-77. https://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/upj/article/view/21906/10407#:~:text=Difraksi%20merupakan%20suatu%20peristiwa%20pembelokan.sempit%20atau%20tepi%20yang%20tajam.&text=Kisi%20difraksi%20merupakan%20alat%20yang.jarak%20sama%20pada%20permukaan%20datar.
Komentar
Posting Komentar