laporan praktikum kisi difraksi

Difraksi Cahaya

A.   Hari, tanggal

Senin, 29 Oktober 2012

B.   Jenis Percobaan

Difraksi

C.    Tujuan Percobaan

Menentukan panjang gelombang sinar polikromatis.

D.   Alat dan Bahan

·        Senter	·        Cermin cembung
·        Kisi difraksi	·        Filter cahaya
·        Mistar ·        Raybox	·        Celah ·        Layar

E.    Dasar Teori

Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya monokromatik menjadi cahaya polikromatik (merah, jingga, kuning,hijau,biru,nila, dan ungu) yang disebabkan oleh perbedaan indeks bias dari komponen-komponen warna. Cahaya polikromatik adalah cahaya yang tersusun dari bermacam-macam warna cahaya.Cahaya ungu memiliki indeks bias terbesar dan cahaya merah memiliki indeks bias terkecil.

Disfraksi adalah peristiwa lenturan gelombang cahaya yang terjadi ketika gelombang cahaya melewati celah sempit. Difraksi cahaya dapat terjadi jika cahaya melalui celah tunggal. Difraksi pada celah tunggal dapat mengakibatkan pola difraksi Franhoufer. Menurut prinsip Huygens tiap bagian celah berlaku sebagai sumber gelombang. Cahaya dari satu bagian celah dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian lainnya.  

Difraksi pada celah sempit, bila cahaya yang dijatuhkan polikromatik (cahaya putih atau banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi.

Berkas cahaya jatuh pada celah tunggal, akan dibelokkan dengan sudut  belok θ. Pada layar akan terlihat pola gelap dan terang.Pola gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensia.

Interferensi merupakan perpaduan dua gelombang cahaya sehingga membentuk gelombang cahaya baru. Interferensi cahaya terjadi ketika dua gelombang cahaya datang bersamaan pada suatu tempat. Dua gelombang tersebut dapat berinterferensi jika :

a.      Kedua sumber cahaya koheren, yaitu keduanya harus memiliki beda fase selalu tetap dan memiliki frekuensi yang sama.

b.      Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama

Macam-macam interferensi cahaya :

1.       Interferensi pada celah ganda

2.      Interferensi minimum

3.      Interferensi maksimum

4.       Interferensi pada lapisan tipis

Seberkas cahaya sejajar yang mengenai celah sempit yang berada di depan layar, maka pada layar tidak terdapat bagian yang terang dengan luas yang sama dengan luas celahnya, melainkan terdapat terang utama yang kanan kirinya dikelilingi garis atau pita gelap dan terang secara berselang-seling. Peristiwa ini disebut difraksi. Suatu alat optik yang terdiri dari banyak sekali celah sempit pada jarak yang sama disebut kisi.

Apabila sebuah sinar tegak lurus mengenai sebuah kisi maka akan timbul difraksi. Difraksi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu difraksi Fresnel dan difraksi Fraunhoffer. Disebut difraksi Fresnel jika jarak layar kisi relatif dekat dan disebut difraksi Fraunhoffer jika jarak layar kisi relatif jauh. Difraksi Fraunhoffer dapat juga terjadi walaupun layar tidak jauh letaknya, dengan cara meletakkan sebuah lensa positif dibelakang kisi dan layar diletakkan pada titik api lensa tersebut.

Jika jarak antara dua celah yang beraturan (konstanta kisi) d dan sinar yang digunakan adalah monokromatis dengan panjang gelombang maka disuatu tempat pada layar akan terang apabila dipenuhi persamaan :

Keterangan :

d = jarak antara kedua celah (m)

n = orde difraksi (1,2,3,....)

 = sudut deviasi sinar yang dialami setelah melewati kisi

 panjang gelombang (m)

Apabila sinar yang digunakan polikromatis maka terjadilah garis spektrum yang letaknya satu sama lain berdampingan dengan warna yang bermacam-macam tergantung pada panjang gelombangnya.Dengan menggunakan metode triangulasi maka besarnya dapat diperoleh dengan mengukur jarak kisi ke layar dan jarak antara garis spektrum dan terang utama.

• Difraksi Cahaya pada Kisi

Kisi adalah celah sempit yang dibuat dengan menggores sebuah lempengan kaca dengan intan. Sebuah kisi dapat dibuat 300 sampai 600 celah setiap 1 mm. pada kisi, setiap goresan merupakan celah. Sebuah kisi memiliki konstanta yang menyatakan banyaknya goresan tiap satu satuan panjang, yang dilambangkan dengan d, yang juga sering dikatakan menjadi lebar celah. Dalam sebuah kisi, lebar celah dengan jarak antara dua celah sama apabila banyaknya goresan tiap satuan panjang dinyatakan dengan N.

Pada sebuah kisi yang disinari cahaya yang sejajar dan tegak lurus kisi, dan di belakang kisi ditempatkan sebuah layar, maka pada layar tersebut akan terdapat garis terang dan gelap, jika cahaya yang dipakai dalah monokromatik. Kemudian akan terbentuk deretan spektrum warna jika cahaya yang digunakan sinar putih (polikromatik).

Garis gelap dan terang atau pembentukan spektrum akan lebih jelas dan tajam jika lebar celahnya semakin sempit atau konstanta kisinya semakin banyak atau besar. Garis gelap dan terang dan spektrum tersebut merupakan hasil interferensi dari cahaya yang berasal dari kisi tersebut yang jatuh pada layar titik atau tempat tertentu. Difraksi cahaya juga terjadi jika cahaya melalui banyak celah sempit terpisah sejajar satu sama lain dengan jarak konstan. Celah semacam ini disebut kisi difraksi atau sering disebut dengan kisi.

Kisi difraksi merupakan alat untuk menghasilkan spektrum dengan menggunakan difraksi dan interferensi, yang tersusun oleh celah sejajar dalam jumlah sangat banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam orde 1.000/mm). Dengan menggunakan banyak celah, garis-garis terang dan gelap yang dihasilkan pada layar menjadi lebih tajam. Bila banyaknya garis (celah) per satuan panjang, misalnya cm adalah N, maka tetapan kisi d adalah:
           

F.    Tata Urutan Kerja

1.      Susunlah peralatan dengan urutan : senter – filter – cermin cembung – celah – kisi – layar;

2.      Ukurlah jarak kisi ke layar (L);

3.      Ukurlah jarak dari terang pusat ke terang orde pertama yang ada di sebelah kanan dan kirinya;

4.      Ulangi percobaan dengan cara mengubah jarak kisi ke layar;

5.      Catatlah hasilnya di tabel pengamatan.

G.   Data Hasil Pengamatan

Percobaan pertama

No	L (m)	d (m)	n	Yungu			Ykuning			Ymerah
				kanan	kiri	Rata-rata	kanan	kiri	Rata-rata	kanan	kiri	Rata-rata
1	0,2	105	1	75.10-4	75.10-4	75.10-4	729.10-3	729.10-3	729.10-3	125.10-4	125.10-4	125.10-4
2	0,2	105	2	12.10-3	12.10-3	12.10-3	145.10-4	145.10-4	145.10-4	16.10-3	16.10-3	16.10-3

Percobaan kedua

No	L (m)	d (m)	n	Yungu			Ykuning			Ymerah
				kanan	kiri	Rata-rata	kanan	kiri	Rata-rata	kanan	kiri	Rata-rata
1	0,19	3.105	1	28.10-3	28.10-3	28.10-3	33.10-3	33.10-3	33.10-3	38.10-3	38.10-3	38.10-3
2	0,19	3.105	2	54.10-2	54.10-2	54.10-2	64.10-3	64.10-3	64.10-3	75.10-3	75.10-3	75.10-3

Percobaan ketiga

No	L (m)	d (m)	n	Yungu			Ykuning			Ymerah
				kanan	kiri	Rata-rata	kanan	kiri	Rata-rata	kanan	kiri	Rata-rata
1	0,1	6.105	1	15.10-3	15.10-3	15.10-3	18.10-3	18.10-3	18.10-3	2.10-3	2.10-3	2.10-3
2	0,1	6.105	2	29.10-3	29.10-3	29.10-3	35.10-3	35.10-3	35.10-3	42.10-3	42.10-3	42.10-3

H.     Kesimpulan

1.      Panjang gelombang spektrum warna merah lebih besar dari pada spektrum warna hijau dan kuning.

2.      Semakin banyak orde maka panjang gelombang semakin kecil karena orde berbanding terbalik dengan panjang gelombang sesuai dengan persamaan :

I.    Daftar Pustaka

Supramono, Eddy.2005. Fisika dasar II. Malang: UM Press.

Sutrisno. 1983 Fisika Dasar. Bandung: ITB.

Zaelani,ahmad.2006. Bimbingan Pemantapan Fisika. Bandung: Yrama Widya.