LaporanPraktikum Kisi DifraksiCelah
Tunggal
Oleh:
SitiMahmudah
SMA
NEGERI 1 JAKENAN
TAHUN
PELAJARAN 2013/2014
Tujuan:
Menentukanpanjanggelombangsuatusumbercahayapadakisidifraksi.
Dasarteori:
Suatusifatgelombang
yang
menarikadalahbahwagelombangdapatdibelokkanolehrintangan.Secaramakroskopis,
difraksidikenalsebagaigejalapenyebaranarah
yang
dialamiseberkasgelombangketikamenjalarmelaluisuatucelahsempitatautepitajamsebuahbenda.Gejalainijugadianggapsebagaisalahsatucirikhasgelombang
yang
tidakmemilikipartikel, karenasebuahpartikel yang
bergerakbebasmelaluisuatucelahtidakakanmengalami perubahanarah.
Kisi
difraksimerupakansuatupirantiuntukmenganalisissumbercahaya.Alatiniterdiridarisejumlahbesar
slit-slit paralel yang berjaraksama. Suatukisidapatdibuatdengancaramemotonggaris-garisparalel
di ataspermukaan plat kacadenganmesinterukurberpresisitinggi. Celah di
antaragoresan-goresanadalahtransparanterhadapcahayadan area itu
bertindaksebagaicelah-celah yang terpisah.
Sebuahkisidapatmempunyairibuangaris per sentimeter. Dari data banyaknyagaris
per sentimeterkitadapatmenentukanjarakantarcelahatau yang
disebutdengantetapankisi (d), jikaterdapat N garis per satuanpanjang,
makatetapankisi d adalahkebalikandari N, yaitu :
Cahayamemilikisifatsebagaigelombangsehinggacahayamengalamidifraksidaninterferensi.Syaratterjadinyadifraksiadalahkoherendanselisihfasetetap.Difraksicahayadapatterjadijikacahayamelaluikisi.
Kisi
adalahcelahsempitsejajar yang jumlahnyasangat banyak. Konstantakisi
(d adalahjarakantaraduacelah yang berdek
Interferensicahaya.
Terjadiketikaduagelombangdatangbersamapadasuatutempat.Ada
duasyarat yang harusdipenuhiolehduasumbercahaya agar menghasilkaninterferensi
yang dapatdiamati.
1. Keduasumbercahayaharuskoheren,
yaitukeduanyaharusmemilikifrekuensi yang selalutetap,
karenaitukeduanyaharusmemilikifrekuensi yang sama.
Keduabedafaseinibolehnoltetapitidakharus nol.
2. Keduagelombangcahayaharusmemililik
amplitude yang hampirsama. Jikatidak, interferensi yang
dihasilkankurangmencolok.
Padaeksperimen Young, duasumbercahayakoherndiperolehdaricahayamonokromatis
yang
dilewatkanduacelah.Keduaberkascahayakohernituakanbergabungmembentukpola-polainterferensi.
Skemaeksperimen Young
Inteferensimaksimum (konstruktif)
yang ditandaipolaterangakanterjadijikakeduaberkasgelombangfasenyasama.
Ingatkembalibentuk sinusoidal fungsigelombangberjalanpadagrafiksimpangan (y)
versus jaraktempuh (x).Duagelombangsamafasenyajikaselisihjarakkeduagelombangadalahnolataukelipatanbulatdaripanjanggelombangnya.
Selisihlintasankeduaberkasadalah d
sin θ
Berdasarkangambar di atas,
selisihlintasanantaraberkasS1dan d sin θ, dengand adalahjarakantaraduacelah.
Jadiinterferensimaksimum
(garisterang) terjadijika
dsin θ = n λ, dengann =0, 1, 2, 3, …
Padaperhitungangaristerangmenggunakanrumus
di atas, nilain = 0 untukterangpusat, n = 1
untukteranggaristerangpertama, n = 2 untukgaristerangkedua,
danseterusnya.
Interferensi minimum (garisgelap)
terjadijikaselisihlintasankeduasinarmerupakankelipatanganjildarisetengahpanjanggelombang.Diperoleh,
dsin θ = (n – ½ )λ, dengann =1, 2, 3, …
Difraksiadalahperistiwapelenturanmukagelombangketikamelewaticelahsempitpoladifraksigelombangcahayadapatdiamatidenganeksperimenmenggunakandifraksicelahtunggaldankisidifraksi
1. Difraksicelahtunggal
Setiaptitikpadacelahtunggaldapatdianggapsebagaisumbergelombangsekunder.selisihantarakeduaberkas
yang terpisahsejauh d adalah
.
Analogidenganpolainterferensicelahganda
young jika:
Interferensimaxsimum:
=
(garis
terang)
Dengan
n= 1,2,3,…dan d adalahlebarcelah
Interferensi
minimum:
=
(garis
gelap)
Dengan
n=1,2,3,…
2. Difraksipadakisi
Kisi
difraksiterdiriatasbanyakcelahdenganlebar yang sama.
Lebarcelahpadadifraksidisebutkonstantakisidandilambangkandengan d.
Jikadalamsebuahkisipanjang 1 cm terdapat N celahkonstantankisinyaadalah:
Polaterangolehkisidifraksidiperolehjika:
=
, denagn n= 1,2,3,….
Dengan d
adalahkonstantakisidan
adalah sudut difraksi.
Interferensi minimum
(garisgelap) terjadijika
, dengan n= 1,2,3,…
Dalamoptikadikenaldifraksi
Fresnel dandifraksiFraunhofer.Difraksi Fresnel
terjadijikagelombangcahayamelaluicelahdanterdifraksipadadaerah yang
relatifdekat, menyebabkansetiappoladifraksi yang
teramatiberbeda-bedabentukdanukurannnya, relatifterhadapjarak.Difraksi Fresnel
jugadisebutdifraksimedandekat.
DifraksiFraunhoferterjadijikagelombangmedanmelaluicelahataukisi,
menyebabkanperubahanhanyapadaukuranpola yang teramatipadadaerah yang jauh.
Gelombang-gelombangcahaya yang keluardaricelahataukisipadadifraksiFraunhoferhampirsejajar.
Difraksifraunhoferjugadisebutdifraksimedanjauh.
Alatdanbahan:
1. Kisi
difraksi: 1 buah
2. Laser : 1 buah
3. Mistar : 2 buah
4. Layar : 1 buah
Prosedurpercobaan:
1. Mengukurjarakkisikelayar
1 m.
2. Menghidupkan
laser danmengarahkanpadakisisebesar 100 garis/mm.
3. Mengamatigaristerangdangelappadalayar.
4. Mencaripanjanggelombang
yang digunakanantaraduagaristerang yang berdekatanuntuk n=1sampaidengan n=3.
1.
Mengukurjarakkisikelayar 1 m.
2.
Menghidupkan laser danmengarahkanpadakisisebesar 300 garis/mm.
3.
Mengamatigaristerangdangelappadalayar.
4. Mencaripanjanggelombang yang
digunakanantaraduagaristerang yang berdekatanuntuk n=1 sampaidengan n=3.
1. Mengukurjarakkisikelayar
1 m.
2. Menghidupkan
laser danmengarahkanpadakisisebesar600garis/mm.
3. Mengamatigaristerangdangelappadalayar.
4. Mencaripanjanggelombang
yang digunakanantaraduagaristerang yang berdekatanuntuk n=1 sampaidengan n=3.
Hasilpengamatan:
Kisi 100 garis/mm
No.
|
L
(m)
|
N
(garis/mm)
|
d
(m)
|
N
|
y
(m)
|
||
1
|
1
|
100
garis/mm
|
1
|
15.10-2
|
0.075
|
Dicari
|
|
2
|
1
|
100
garis/mm
|
2
|
3.10-1
|
0.15
|
||
3
|
1
|
100
garis/mm
|
3
|
45.10-2
|
0.225
|
||
Rata-rata
|
2
|
3.10-1
|
0.15
|
Kisi 300 garis/mm
No.
|
L (m)
|
N
(garis/mm)
|
d (m)
|
n
|
y (m)
|
λ (m)
|
|
1
|
1
|
300
garis/mm
|
1
|
0.4
|
0.19
|
dicari
|
|
2
|
1
|
300
garis/mm
|
2
|
0.83
|
0.4
|
||
3
|
1
|
300
garis/mm
|
3
|
||||
rata-rata
|
0.295
|
Kisi 600 garis/mm
No.
|
L (m)
|
N (gris/mm)
|
d (m)
|
n
|
y (m)
|
λ (m)
|
|
1
|
1
|
600 garis/mm
|
1
|
0.83
|
0.42
|
dicari
|
|
2
|
1
|
600 garis/mm
|
2
|
2.53
|
1.3
|
||
3
|
1
|
600 garis/mm
|
3
|
||||
rata-rata
|
Pembahasan:
Kami
melakukanperhitungandanpengolahan data
mengenaipenentuannilai panjanggelombangcahayatampakdarihasildifraksicahayamenggunakankisidifraksidalampraktikum.
Padapercobaan kali
inisayamenggunakankisidifraksicelahtunggaldengan
bukan
,
karena menggunakan celah tunggal jika.
Dalampercobaandituntutuntukmenentukanpanjanggelombang.Panjanggelombangdapatdihitungdenganrumus:
Sebelummencaripanjanggelombangdiketahui
.
Kisidifraksi
yang digunakanbernilai 100 garis/mm, 300 garis/mm, 600 garis/mm.
sebelummenghitungsemua data dalamsatuan meter (m).
a. Menghitung
dkisidifraksi 100 garis/mm danpanjanggelombang.
100 garis/mm
b. Menghitung
dkisidifraksi 300 garis/mm danpanjanggelombang.
c. Menghitung
dkisidifraksi 600 garis/mm danpanjanggelombang.
Setelahpanjanggelombangdiketahuidibuat
table dengangrafik.Jika, grafiklurusmakapraktikumbaikdanhasilnyasudahsesuaidenganteori
yang ada.
Tabelkising
100 garis/mm
No.
|
L
(m)
|
N
(garis/mm)
|
d
(m)
|
N
|
y(m)
|
λ
(m)
|
1
|
1
|
100
garis/mm
|
0.00001
|
1
|
0.075
|
0.000000375
|
2
|
1
|
100
garis/mm
|
0.00001
|
2
|
0.15
|
0.000000375
|
3
|
1
|
100
garis/mm
|
0.00001
|
3
|
0.225
|
0.000000375
|
Rata-rata
|
2
|
0.15
|
0.000000375
|
Grafikmenunjukkanlurus,
berartipraktikumkisidifraksicelahtunggaldengan N=100 garis/mm
sudahsesuaidenganteori.
No.
|
L
(m)
|
N
(garis/mm)
|
d
(m)
|
n
|
y
(m)
|
λ
(m)
|
1
|
1
|
300
garis/mm
|
0.00000333
|
1
|
0.19
|
3.1635E-07
|
2
|
1
|
300
garis/mm
|
0.00000333
|
2
|
0.4
|
0.000000333
|
3
|
1
|
300
garis/mm
|
0.00000333
|
3
|
||
rata-rata
|
0.295
|
3.24675E-07
|
Padapraktikum
yang keduapadakisidifraksidengan N=600 garis/mm grafikberbentukgaris miring,
iniberartipraktikumterjadikesalahankarena:
1. Kuranngteliti
2. Kurangkonsentrasi
3. Layar
yang kuarangmemadai.
4. Tempat
yang kurangmendukung, dan
5. Kecerobohandalampraktikum.
Table
kisidifraksi N=600 garis/mm
No.
|
L
(m)
|
N
(gris/mm)
|
d
(m)
|
n
|
y
(m)
|
λ
(m)
|
1
|
1
|
600
garis/mm
|
0.00000167
|
1
|
0.42
|
3.507E-07
|
2
|
1
|
600
garis/mm
|
0.00000167
|
2
|
1.3
|
5.4275E-07
|
3
|
1
|
600
garis/mm
|
0.00000167
|
3
|
||
rata-rata
|
0.86
|
4.46725E-07
|
Padapraktikumketigadengan
N=600 garis/mm grafismenunjukkanbentuk miring bertandaadakesalahansaatpraktikumberjalan,
kesalahandikarenakan:
1. Kuranngteliti
2. Kurangkonsentrasi
3. Layar
yang kuarangmemadai.
4. Tempat
yang kurangmendukung, dan
5. Kecerobohandalampraktikum.
6. Alatdanbahankurangdipersiapkansemaksimal.
Jadi,
panjanggelombangseharusnyasemuanyasamaterhadap N yang sama.
Jikasalahberartiterjadikesalahaketikapraktikumjikagrafik miring
berartidanselisihantaraterangpusatdenganterang yang lainnya. Kisi difraksialat
yang dibutuhkansaatpraktikumuntukpelenturangelombangcahaya.
DaftarPustaka
Kaningan,
Marthen. 2009. FisikaSeribu Pena.
Jakarta, Erlangga.
TanpaNama.
TanpaTahun. FisikaMemangAsyik.
Tanpanama.
Tanpatahun.FisikaTienka.
Ivan
Dwi Sandra TanpaTahunFish_Ikan (FisikaItuMenyenangkan).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar