OR02 Farisa Imansari
-
Upload
farisa-imansari -
Category
Documents
-
view
240 -
download
3
description
Transcript of OR02 Farisa Imansari
-
LAPORAN R-LAB
Pengukuran Lebar Celah
Nama : Farisa Imansari
NPM : 1206212426
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknologi Bioproses
Kode Praktikum : OR-02
Tgl Praktikum : Rabu, 1 Oktober 2013
Unit Pelaksanaan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia
Depok
-
OR02 - Pengukuran Lebar Celah
I. Tujuan
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
II. Alat
Piranti laser dan catu daya
Piranti pemilih otomatis celah tunggal
Piranti scanner beserta etektor fotodida
Camcorder
Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Teori
Cahaya adalah energi berbentuk gelombangnelekromagnetik yangnkasat mata den
gan panjang gelombang sekitar 380750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi
elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Selain
itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Sedangkan panjang
gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang.
Biasanya memiliki denotasi huruf Yunani lambda (). Berkas sinar dengan panjang
gelombang yang dilewatkan pada sebuah celah sempit dengan lebar maka gelombang
http://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Matahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektrum_kasat_matahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fotonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Hurufhttp://id.wikipedia.org/wiki/Yunanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Lambda
-
ini akan mengalami lenturan sehingga terjadi gelombang-gelombang setengah lingkaran
yang melebar di belakang celah tersebut. Peristiwa ini dikenal dengan difraksi. Difraksi
merupakan pembelokan cahaya di se-kitar suatu penghalang /suatu celah.
Pola difraksi ini dapat dilihat pada layar atau diukur dengan sensor cahaya. Jika
jarak antara celah dengan layar jauh lebih besar dari pada lebar celah (L a), maka
berkas yang sampai di layar dapat dianggap paralel. Pada difraksi celah tunggal, pola
gelap (intensitas minimum) akan terjadi jika perbedaan panjang lintasan berkas (a sin )
antara berkas paling atas dan berkas paling bawah sebesar , 2, 3, dst, (Gbr. 1). Dengan
demikian pola gelap pada difraksi yang terjadi karena celah tunggal dapat dinyatakan
oleh
[1]
dengan n = 1, 2, 3, ... (1)
-
Difraksi celah tunggal
Pola interferensi dihasilkan dari celah ganda. Kita juga dapat menghasilkan pola
interferensi dengan celah tunggal yang lebar celahnya mendekati l (tidak lebih kecil atau
lebih besar)
Catatan : terang pusat lebarnya dua kali terang kedua
1. Syarat terjadinya garis gelap ke-m adalah:
Untuk sudut yg kecil, berlaku:
2. Syarat terjadinya garis terang ke-m adalah
Untuk sudut yg kecil, berlaku :
Gb1. Diagram difraksi pada celah tunggal
m= + 1
m = -1
sin ; 1,2,3,...d m m
pdm
l
12
sin ( ) ; 0,1,2,...d m m
12
( )pd
ml
-
Jenis difraksi dimana sumber cahaya dan/atau
layar terletak pada jarak tertentu (dekat) dari
celah difraksi.
Tinjauan teoritis dari difraksi Fresnel sangat
kompleks.
Difraksi Fresnel
Viewing screenSource
Diffraction
slit
P
Berikut adalah susunan eksperimen untuk memperoleh pola
Difraksi Fraunhofer dari suatu celah tunggal:
Diffraction
slit
Source
slit
viewing
screen
Light
source
P
f1f2
Difraksi Fraunhofer
-
Kondisi untuk interferensi destruktif oleh cahaya dari titik-titik yang terpisah
sejauh a/2:
Kondisi untuk interferensi destruktif oleh cahaya dari titik-titik yang terpisah
sejauh a/4:
Kondisi untuk interferensi destruktif oleh cahaya dari titik-titik yang terpisah
sejauh a/2m (m = non-zero integer) :
Sehingga, kondisi umum untuk interferensi destruktif :
(m = 1, 2, 3,. .)
Kisi difraksi (diffraction grating)
Suatu kisi difraksi terdiri dari sejumlah besar celah sejajar yg serba sama. Kisi dapat
dibuat dengan membuat goresan-goresan halus pada sekeping kaca.
Kisi transmisi (Transmission grating) Suatu kisi dengan celah yang memugkinkan
cahaya dapat melewatinya.
Kisi Refleksi (Reflection grating) Suatu kisi dengan celah yang memantulkan cahaya .
sin2 2
a
sin4 2
a
sin2 2
a
m
sin ma
-
Kisi umumnya mempunyai goresan mencapai 5000 goresan per centimeter. Sehingga
jarak antara dua celah sangat kecil yaitu sekitar d = 1/5000 = 20000 A.
Pola distribusi cahaya oleh kisi
Jika suatu kisi transmisi disinari dari belakang, tiap celah bertindak sebagai suatu sumber
cahaya koheren. Pola cahaya yg diamati pada layar dihasilkan dari kombinasi efek
interferensi dan difraksi. Tiap celah menghasilkan difraksi, dan berkas difraksi ini
berinterferensi dengan yang lain untuk menghasilkan pola akhir. Kita telah melihat pola
dari efek kombinasi ini untuk kasus 2 celah:
Perhatikan bagaimana pola difraksi bertindak sebagai suatu envelop dan mengontrol
intensitas interferensi maksimum secara teratur
Pengaruh memperbesar jumlah celah
Diagram menunjukkan pola interferensi yang dibungkus oleh pita interferensi pusat untuk
setiap kasus. Jarak celah sama untuk 5 kasus tersebut. Hal yang penting adalah:
Posisi angular dari maksimum utama (primary maxima) untuk N yang berbeda
adalah sama.
Jumlah maksimum sekunder antara dua maksimum primer meningkat dengan N
dan sama dengan N-2.
Intensitas maksimum sekunder melemah dibandingkan maksimum primer.
-
md sin
Lebar maksimum primer berkurang dengan naiknya N
Kondisi untuk maksimum primer dari kisi
Kondisi interferensi konstruksi kisi merupakan beda jalan antara sinar dari pengatur
celah besarnya sama dengan satu panjang gelombang dari beberapa integral
perkalian :
Maximum pada = 0 (m = 0) disebut maksimum orde-0 (zero-order maximum).
Maximum pada jarak sudut dengan dsin = ( m = 1) disebut maksimum orde
pertama. Maksimum orde ke m adalah jarak sudut m dengan dsinm = m.
m = 0, 1, 2, 3 .
. .
-
Kondisi minimum untuk kisi
Kisi difraksi yang mempunyai N celah, terdapat N-2 maksimum kedua dan N-1 minimum antara
dua maksimun yang diatur.
Kondisi minimum diperoleh ketika jumlah fasor gelombang cahaya dari N celah = 0, dengan :
N
nmd
sin
m = 1, 2, 3, . . . .
n = 1, 2, 3, . . . . , N - 1
-
IV. Cara Kerja
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi difraksi
pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di halaman jadual.
Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah ditentukan. Penyetingan
peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan menjalankan
V. Tugas & Evaluasi
1. Dari data eksperimen yang diperoleh, buatlah grafik intensitas pola difraksi ( I, pada
eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai fungsi dari posisi (x), I vs x ).
2. Berdasarkan spektrum yang diperoleh, tentukan letak terang pusat, intensitas orde
pertama (n=1), orde ke-2 (n=2), orde ke-3 (n=3), dst. kemudian berilah bilangan orde
pada setiap intensitas minimum pola difraksi.
3. Hitunglah jarak antara dua minimum orde pertama (n=1), dua minimum orde ke-2
(n=2) dst. Hitunglah berdasarkan definisinya seperti pada Gbr.1.
4. Hitunglah lebar celah a dengan metode grafik. Buatlah grafik antara sin vs. n. Pada
eksperimen ini laser yang digunakan mempunyai = ( 650 10 ) nm.
5. Berilah analisis dan diskusikan hasil eksperimen ini.
VI. Data Percobaan
Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan 817 data untuk nilai posisi
terhadap intensitas cahaya
Posisi (mm) Intensitas
0 0,08
0,44 0,08
0,88 0,07
1,32 0,08
1,76 0,07
2,2 0,08
2,64 0,08
3,08 0,07
-
3,52 0,08
3,96 0,08
4,4 0,07
4,84 0,08
5,28 0,08
5,72 0,07
6,16 0,08
6,6 0,07
7,04 0,08
7,48 0,08
7,92 0,07
8,36 0,08
8,8 0,08
9,24 0,07
9,68 0,08
10,12 0,08
10,56 0,07
11 0,09
11,44 0,07
11,88 0,08
12,32 0,08
12,76 0,07
13,2 0,08
13,64 0,08
14,08 0,07
14,52 0,08
14,96 0,08
15,4 0,08
15,84 0,08
16,28 0,07
16,72 0,08
17,16 0,08
17,6 0,07
18,04 0,08
18,48 0,08
18,92 0,07
19,36 0,08
19,8 0,07
20,24 0,08
20,68 0,08
-
21,12 0,07
21,56 0,08
22 0,08
22,44 0,07
22,88 0,08
23,32 0,08
23,76 0,08
24,2 0,08
24,64 0,07
25,08 0,08
25,52 0,08
25,96 0,07
26,4 0,08
26,84 0,08
27,28 0,07
27,72 0,08
28,16 0,08
28,6 0,07
29,04 0,08
29,48 0,07
29,92 0,08
30,36 0,08
30,8 0,07
31,24 0,08
31,68 0,08
32,12 0,07
32,56 0,08
33 0,08
33,44 0,08
33,88 0,08
34,32 0,07
34,76 0,08
35,2 0,08
35,64 0,07
36,08 0,08
36,52 0,08
36,96 0,07
37,4 0,08
37,84 0,07
38,28 0,08
-
38,72 0,08
39,16 0,07
39,6 0,08
40,04 0,08
40,48 0,07
40,92 0,08
41,36 0,08
41,8 0,07
42,24 0,08
42,68 0,07
43,12 0,08
43,56 0,08
44 0,07
44,44 0,08
44,88 0,08
45,32 0,07
45,76 0,08
46,2 0,08
46,64 0,07
47,08 0,08
47,52 0,07
47,96 0,08
48,4 0,08
48,84 0,07
49,28 0,08
49,72 0,08
50,16 0,07
50,6 0,08
51,04 0,08
51,48 0,08
51,92 0,08
52,36 0,07
52,8 0,08
53,24 0,08
53,68 0,07
54,12 0,08
54,56 0,08
55 0,07
55,44 0,08
55,88 0,08
-
56,32 0,08
56,76 0,08
57,2 0,07
57,64 0,08
58,08 0,08
58,52 0,07
58,96 0,08
59,4 0,08
59,84 0,07
60,28 0,08
60,72 0,07
61,16 0,08
61,6 0,08
62,04 0,07
62,48 0,08
62,92 0,08
63,36 0,07
63,8 0,08
64,24 0,08
64,68 0,08
65,12 0,08
65,56 0,07
66 0,08
66,44 0,08
66,88 0,07
67,32 0,08
67,76 0,08
68,2 0,07
68,64 0,08
69,08 0,08
69,52 0,08
69,96 0,08
70,4 0,07
70,84 0,08
71,28 0,08
71,72 0,07
72,16 0,08
72,6 0,08
73,04 0,07
73,48 0,08
-
73,92 0,08
74,36 0,08
74,8 0,08
75,24 0,07
75,68 0,08
76,12 0,08
76,56 0,07
77 0,08
77,44 0,08
77,88 0,08
78,32 0,08
78,76 0,07
79,2 0,08
79,64 0,08
80,08 0,07
80,52 0,08
80,96 0,08
81,4 0,07
81,84 0,08
82,28 0,08
82,72 0,07
83,16 0,09
83,6 0,07
84,04 0,08
84,48 0,08
84,92 0,07
85,36 0,08
85,8 0,08
86,24 0,07
86,68 0,08
87,12 0,08
87,56 0,08
88 0,08
88,44 0,07
88,88 0,08
89,32 0,08
89,76 0,07
90,2 0,08
90,64 0,08
91,08 0,07
-
91,52 0,09
91,96 0,07
92,4 0,08
92,84 0,08
93,28 0,07
93,72 0,08
94,16 0,08
94,6 0,07
95,04 0,08
95,48 0,08
95,92 0,08
96,36 0,09
96,8 0,07
97,24 0,08
97,68 0,08
98,12 0,07
98,56 0,08
99 0,08
99,44 0,07
99,88 0,08
100,32 0,08
100,76 0,08
101,2 0,09
101,64 0,07
102,08 0,08
102,52 0,08
102,96 0,07
103,4 0,08
103,84 0,08
104,28 0,08
104,72 0,08
105,16 0,08
105,6 0,08
106,04 0,09
106,48 0,07
106,92 0,08
107,36 0,08
107,8 0,07
108,24 0,09
108,68 0,08
-
109,12 0,07
109,56 0,09
110 0,08
110,44 0,08
110,88 0,09
111,32 0,07
111,76 0,08
112,2 0,08
112,64 0,07
113,08 0,08
113,52 0,08
113,96 0,08
114,4 0,08
114,84 0,07
115,28 0,08
115,72 0,08
116,16 0,07
116,6 0,08
117,04 0,08
117,48 0,07
117,92 0,08
118,36 0,08
118,8 0,07
119,24 0,08
119,68 0,07
120,12 0,08
120,56 0,08
121 0,07
121,44 0,08
121,88 0,08
122,32 0,07
122,76 0,08
123,2 0,08
123,64 0,08
124,08 0,08
124,52 0,07
124,96 0,08
125,4 0,08
125,84 0,07
126,28 0,08
-
126,72 0,08
127,16 0,07
127,6 0,08
128,04 0,07
128,48 0,08
128,92 0,08
129,36 0,07
129,8 0,08
130,24 0,08
130,68 0,07
131,12 0,08
131,56 0,08
132 0,07
132,44 0,08
132,88 0,07
133,32 0,08
133,76 0,08
134,2 0,07
134,64 0,08
135,08 0,08
135,52 0,07
135,96 0,08
136,4 0,08
136,84 0,07
137,28 0,08
137,72 0,07
138,16 0,08
138,6 0,08
139,04 0,07
139,48 0,08
139,92 0,08
140,36 0,07
140,8 0,08
141,24 0,08
141,68 0,08
142,12 0,08
142,56 0,07
143 0,08
143,44 0,08
143,88 0,07
-
144,32 0,08
144,76 0,08
145,2 0,08
145,64 0,09
146,08 0,08
146,52 0,08
146,96 0,09
147,4 0,07
147,84 0,08
148,28 0,08
148,72 0,07
149,16 0,08
149,6 0,08
150,04 0,08
150,48 0,09
150,92 0,08
151,36 0,08
151,8 0,08
152,24 0,07
152,68 0,08
153,12 0,08
153,56 0,07
154 0,08
154,44 0,08
154,88 0,08
155,32 0,09
155,76 0,07
156,2 0,08
156,64 0,08
157,08 0,07
157,52 0,08
157,96 0,08
158,4 0,07
158,84 0,08
159,28 0,08
159,72 0,08
160,16 0,09
160,6 0,07
161,04 0,09
161,48 0,09
-
161,92 0,08
162,36 0,09
162,8 0,09
163,24 0,08
163,68 0,09
164,12 0,08
164,56 0,08
165 0,09
165,44 0,07
165,88 0,08
166,32 0,08
166,76 0,08
167,2 0,09
167,64 0,09
168,08 0,09
168,52 0,1
168,96 0,09
169,4 0,09
169,84 0,1
170,28 0,08
170,72 0,09
171,16 0,09
171,6 0,08
172,04 0,09
172,48 0,08
172,92 0,08
173,36 0,09
173,8 0,08
174,24 0,09
174,68 0,1
175,12 0,1
175,56 0,12
176 0,13
176,44 0,14
176,88 0,17
177,32 0,18
177,76 0,2
178,2 0,22
178,64 0,22
179,08 0,24
-
179,52 0,26
179,96 0,25
180,4 0,26
180,84 0,26
181,28 0,24
181,72 0,25
182,16 0,22
182,6 0,21
183,04 0,2
183,48 0,17
183,92 0,16
184,36 0,14
184,8 0,12
185,24 0,12
185,68 0,1
186,12 0,09
186,56 0,09
187 0,08
187,44 0,08
187,88 0,09
188,32 0,08
188,76 0,09
189,2 0,09
189,64 0,08
190,08 0,09
190,52 0,09
190,96 0,08
191,4 0,09
191,84 0,08
192,28 0,08
192,72 0,09
193,16 0,07
193,6 0,08
194,04 0,08
194,48 0,07
194,92 0,08
195,36 0,08
195,8 0,08
196,24 0,09
-
196,68 0,07
197,12 0,08
197,56 0,08
198 0,07
198,44 0,09
198,88 0,08
199,32 0,08
199,76 0,09
200,2 0,08
200,64 0,08
201,08 0,08
201,52 0,07
201,96 0,08
202,4 0,08
202,84 0,07
203,28 0,08
203,72 0,08
204,16 0,08
204,6 0,09
205,04 0,08
205,48 0,08
205,92 0,08
206,36 0,07
206,8 0,08
207,24 0,08
207,68 0,07
208,12 0,08
208,56 0,08
209 0,07
209,44 0,08
209,88 0,07
210,32 0,08
210,76 0,08
211,2 0,07
211,64 0,08
212,08 0,08
212,52 0,07
212,96 0,08
213,4 0,08
213,84 0,08
-
214,28 0,08
214,72 0,07
215,16 0,08
215,6 0,08
216,04 0,07
216,48 0,08
216,92 0,08
217,36 0,07
217,8 0,08
218,24 0,07
218,68 0,08
219,12 0,09
219,56 0,07
220 0,08
220,44 0,08
220,88 0,07
221,32 0,08
221,76 0,08
222,2 0,07
222,64 0,08
223,08 0,07
223,52 0,08
223,96 0,08
224,4 0,07
224,84 0,08
225,28 0,08
225,72 0,07
226,16 0,08
226,6 0,08
227,04 0,07
227,48 0,08
227,92 0,07
228,36 0,08
228,8 0,08
229,24 0,07
229,68 0,08
230,12 0,08
230,56 0,07
231 0,08
231,44 0,08
-
231,88 0,08
232,32 0,08
232,76 0,07
233,2 0,08
233,64 0,08
234,08 0,07
234,52 0,08
234,96 0,08
235,4 0,08
235,84 0,09
236,28 0,08
236,72 0,08
237,16 0,09
237,6 0,07
238,04 0,08
238,48 0,08
238,92 0,07
239,36 0,08
239,8 0,08
240,24 0,08
240,68 0,09
241,12 0,08
241,56 0,08
242 0,08
242,44 0,07
242,88 0,08
243,32 0,08
243,76 0,07
244,2 0,09
244,64 0,08
245,08 0,08
245,52 0,09
245,96 0,07
246,4 0,08
246,84 0,09
247,28 0,07
247,72 0,08
248,16 0,08
248,6 0,07
249,04 0,08
-
249,48 0,08
249,92 0,08
250,36 0,08
250,8 0,07
251,24 0,08
251,68 0,08
252,12 0,07
252,56 0,08
253 0,08
253,44 0,07
253,88 0,08
254,32 0,08
254,76 0,08
255,2 0,08
255,64 0,07
256,08 0,08
256,52 0,08
256,96 0,07
257,4 0,08
257,84 0,08
258,28 0,07
258,72 0,08
259,16 0,08
259,6 0,08
260,04 0,08
260,48 0,07
260,92 0,08
261,36 0,08
261,8 0,07
262,24 0,08
262,68 0,08
263,12 0,07
263,56 0,08
264 0,07
264,44 0,08
264,88 0,08
265,32 0,07
265,76 0,08
266,2 0,08
266,64 0,07
-
267,08 0,08
267,52 0,08
267,96 0,08
268,4 0,08
268,84 0,07
269,28 0,08
269,72 0,08
270,16 0,07
270,6 0,08
271,04 0,08
271,48 0,07
271,92 0,08
272,36 0,08
272,8 0,08
273,24 0,09
273,68 0,07
274,12 0,08
274,56 0,08
275 0,07
275,44 0,08
275,88 0,08
276,32 0,07
276,76 0,08
277,2 0,07
277,64 0,08
278,08 0,08
278,52 0,07
278,96 0,08
279,4 0,08
279,84 0,07
280,28 0,08
280,72 0,08
281,16 0,07
281,6 0,08
282,04 0,07
282,48 0,08
282,92 0,08
283,36 0,07
283,8 0,08
284,24 0,08
-
284,68 0,07
285,12 0,08
285,56 0,08
286 0,07
286,44 0,08
286,88 0,07
287,32 0,08
287,76 0,08
288,2 0,07
288,64 0,08
289,08 0,08
289,52 0,07
289,96 0,08
290,4 0,08
290,84 0,08
291,28 0,08
291,72 0,07
292,16 0,08
292,6 0,08
293,04 0,07
293,48 0,08
293,92 0,08
294,36 0,07
294,8 0,08
295,24 0,07
295,68 0,08
296,12 0,08
296,56 0,07
297 0,08
297,44 0,08
297,88 0,07
298,32 0,08
298,76 0,08
299,2 0,07
299,64 0,08
300,08 0,07
300,52 0,08
300,96 0,08
301,4 0,07
301,84 0,08
-
302,28 0,08
302,72 0,07
303,16 0,08
303,6 0,08
304,04 0,07
304,48 0,08
304,92 0,07
305,36 0,08
305,8 0,08
306,24 0,07
306,68 0,08
307,12 0,08
307,56 0,07
308 0,08
308,44 0,08
308,88 0,07
309,32 0,08
309,76 0,07
310,2 0,08
310,64 0,08
311,08 0,07
311,52 0,08
311,96 0,08
312,4 0,07
312,84 0,08
313,28 0,07
313,72 0,08
314,16 0,08
314,6 0,07
315,04 0,08
315,48 0,08
315,92 0,07
316,36 0,08
316,8 0,08
317,24 0,07
317,68 0,08
318,12 0,08
318,56 0,08
319 0,08
319,44 0,07
-
319,88 0,08
320,32 0,08
320,76 0,07
321,2 0,08
321,64 0,08
322,08 0,07
322,52 0,08
322,96 0,07
323,4 0,08
323,84 0,08
324,28 0,07
324,72 0,08
325,16 0,08
325,6 0,07
326,04 0,08
326,48 0,08
326,92 0,07
327,36 0,08
327,8 0,07
328,24 0,08
328,68 0,08
329,12 0,07
329,56 0,08
330 0,08
330,44 0,07
330,88 0,08
331,32 0,08
331,76 0,08
332,2 0,08
332,64 0,07
333,08 0,08
333,52 0,08
333,96 0,07
334,4 0,08
334,84 0,08
335,28 0,07
335,72 0,08
336,16 0,07
336,6 0,08
337,04 0,08
-
337,48 0,07
337,92 0,08
338,36 0,08
338,8 0,07
339,24 0,08
339,68 0,08
340,12 0,07
340,56 0,08
341 0,08
341,44 0,08
341,88 0,08
342,32 0,07
342,76 0,08
343,2 0,08
343,64 0,07
344,08 0,08
344,52 0,08
344,96 0,07
345,4 0,08
345,84 0,07
346,28 0,08
346,72 0,08
347,16 0,07
347,6 0,08
348,04 0,08
348,48 0,07
348,92 0,08
349,36 0,08
349,8 0,07
350,24 0,08
350,68 0,07
351,12 0,08
351,56 0,08
352 0,07
352,44 0,08
352,88 0,08
353,32 0,07
353,76 0,08
354,2 0,08
354,64 0,07
-
y = 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0.0
0
13
.20
26
.40
39
.60
52
.80
66
.00
79
.20
92
.40
10
5.6
0
11
8.8
0
13
2.0
0
14
5.2
0
15
8.4
0
17
1.6
0
18
4.8
0
19
8.0
0
21
1.2
0
22
4.4
0
23
7.6
0
25
0.8
0
26
4.0
0
27
7.2
0
29
0.4
0
30
3.6
0
31
6.8
0
33
0.0
0
34
3.2
0
35
6.4
0
Grafik Posisi (mm) vs Intensitas
355,08 0,08
355,52 0,07
355,96 0,08
356,4 0,08
356,84 0,07
357,28 0,08
357,72 0,08
358,16 0,07
358,6 0,08
359,04 0,08
VII. Pengolahan Data
Dari data diatas didapatkan grafik posisi terhadap intensitas
Grafik tersebut didapatkan dari situs rlab FMIPA
-
intensitas = 0,26 + 0,26 + 0,26 = 0,78
(intensitas x posisi) = (0,26 . 179,52) + (0,26.180,4) + (0,26 . 180,84) = 180,6
Sehingga titik terang pusatnya adalah
= 231.54
Untuk menentukan intensitas minimum orde ke-n (n = 1, 2, 3... dst) maka
menggunakan titik puncak minimum grafik tersebut, sehingga didapatkan pada tabel
berikut : (n adalah orde)
Untuk menentukan jarak antara garis gelap dapat diketahui denagn mencari selisih
arak antara garis gelap kanan dikurangi garis gelap kiri. Dengan ini, kita dapat
mengetahui besar sudut ( ) dengan menggunakan rumus : =
; dengan asumsi
bahwa L~1m (1000mm)
n Minimum
Kiri
Minimum
Kanan
p
(Kanan-Kiri)
L Sin
1 178.20 182.16 3.96 1000 0.00396 0.000069
2 174.68 185.68 11 1000 0.011 0.00019
3 161.48 191.84 30.36 1000 0.03036 0.00053
4 155.32 197.56 42.24 1000 0.04224 0.00074
5 142.56 208.12 65.56 1000 0.06556 0.0011
n Minimum Kiri Minimum Kanan
1 178.20 182.16
2 174.68 185.68
3 161.48 191.84
4 155.32 197.56
5 142.56 208.12
-
y = 0.0003x - 0.0003
0
0.0002
0.0004
0.0006
0.0008
0.001
0.0012
1 2 3 4 5
sin
sin
Linear (sin )
Melalui data yang telah didapatkan, maka kita akan dapat membuat grafik n
(orde) terhadap sin (arah x adalah n, dan arah y adalah sin )
Untuk mendapatkan persamaan garis dari grafik kita dapat menggunakan
persamaan least square. Persamaannya adalah :
a sin = n
sin =
n
dimana y adalah sin ,
adalah b, n adalah x
n sin
1 0.000069
2 0.00019
3 0.00053
4 0.00074
5 0.0011
Xi Yi Xi Yi XiYi
1 0.000069 1 4.761E-09 0.000069
2 0.00019 4 4.761E-09 0.00038
3 0.00053 9 4.761E-09 0.00159
4 0.00074 16 4.761E-09 0.00296
5 0.0011 25 4.761E-09 0.0055
-
b =
; dari literatur diketahui bahwa = (650 10)nm, sehingga
a =
=
= 2.568 mm
sehingga persamaan grafiknya menjadi y = 0.000257x 0.0000768
VIII. Analisis
1. Analisis Percobaan
Percobaan r-lab OR-02 ini bertujuan untuk mengukur lebar celah tunggal
dengan menggunakan metode difraksi.
-
Peralatan yang digunakan dalam percobaan kali ini diantaranya piranti laser yang
berfungsi sebagai sumber cahaya, catu daya memberikan arus listrik agar sinar
laser dapat menyala, piranti scanner detector fotoiodida untuk mengubah cahaya
menjadi listrik, camcorder untuk merekam jalannya percobaan, dan yang terakhir
PC dan DAQ sebagai pengendali otomatis.
Pada percobaan ini sifat gelombang yang digunakan adalah difraksi dan
interfensi dimana interfensi didapatkan dari sebuah cahaya celah tunggal yang
cahayanya dipecah menjadi dua atau lebih dengan cara melewatkan berkas cahaya
pada sebuah celah atau beberapa celah. Dari interfensi tersebut dihasilkan pola
cahaya dari gelap ke terang sesuai dengan besarnya intensitas pada masing
masing posisi. Yang membedakan antara pola gelap, dengan pola gelap terang,
dan juga pola terang adalah gelombang cahaya yang terdifraksi dan juga jarak
celah ke titik pusatnya. Pada pola gelap tidak memiliki pola gelap pusat,
sedangkan pola terang muncul karena dua gelombang yang terdifraksi memiliki
fase yang sama, dan yang terakhir pola gelap-terang tergantung pada urutan
relative terhadap titik pusat.
2. Analisis Grafik
Berdasarkan hasil pengamatan,didapatkan sebuah grafik yang menunjukkan
hubungan antara posisi terhadap intensitas cahaya. Dari grafik yang diberikan
sitrampil menunjukkan adanya peningkatan intensitas terhadap posisi,. Pada
puncak grafik tersebut merupakan titik maksimum intensitas terhadap posisi,
dimana titik tersebut merupakan garis terang pusat dengan X = 231.54 dan I =
0.78. Di kanan dan kiri intensitas maksimum terdapat puncak-puncak maksimum
dan minimum yang merupakan garis gelap dan garis terang lainnya. Sedangkan
dari data yang praktikan buat melaui Ms.Excell tidak meunjukkan perubahan
diantara keduanya yang berarti konstan. Hal ini dapat terlihat dari grafik yang
lurus sehingga didapatkan nilai y = 0.
Grafik kedua merupakan grafik antara orde dengan sudut sin , dimana sin
merupakan jarak diantara garis gelap. Dari grafik tersebut diketahui nilai y =
0.0003x - 0.0003, menunjukkan grafik sin yang naik seiring dengan
penambahan ordenya.
-
3. Anaisis hasil
Dari data pengamatan sebanyak 817 data didapatkan nilai intensitas rata-
rata sebanyak 0,78 dan titik terang pusatnya adalah 231,5. Setelah mengetahui
terang pusat maka kita dapat mengetahui intensitas minimum kiri dan intensitas
kanan, sehingga kita dapat mencari sudut( ) dari difraksi ini. Untuk mencari lebar
celah (a) menggunakan metode leastsquare dengan nilai yang diketahui sebesar
( 650 10 ) nm. Hasil dari penghitungan metode least square itu adalah a = 2.568mm.
Semakin besar nilai panjang gelombang dari suatu cahaya yang digunakan, maka akan
semakin besar pula lebar celah dari kisi yang dipakai. Karena lebar celah (d) dan panjang
gelombang berbanding lurus secara linier seperti diperlihatkan di rumus yang ada pada
teori diatas. Apabila orde yang dipakai berubah dan lebar celah dipaksakan sama, maka
antara sudut yang dihasilkan dari sinar akan berubah atau cahaya yang digunakan harus
diganti karena nilai panjang gelombang suatu sinar adalah tetap dan tidak akan berubah.
Sedangkan nilai dari sudut sin paga grafik = y = 0.0003x - 0.0003 . Sudut yang
dihasilkan dari difraksi atau inteferensi sinar akan bergantung pada jarak antara
titik terang utama dengan jatuhnya sinar dan jarak antara celah dan layar.
Semakin besar jarak antara celah dan layar maka nilai sudut akan semakin kecil
karena nilai dari sinus semakin kecil. Dari fungsi sinus, semakin besar nilai maka
akan semakin kecil sudutnya.
Ada beberpa factor yang mempengaruhi percobaan ini diantaranya karena
proses pengambilan data yang cukup banyak dapat menyebabkan data yang
diambil kurang akurat selain itu kesalahan praktikan dalam menghitung hasil
pengamatan juga dapat mempengaruhi nilai dari besaran besaran yang dicari.
IX. Kesimpulan
1. Sifat gelombang yang digunakan pada percobaan ini adalah difraksi dan interfensi
2. Berkas sinar dengan panjang gelombang yang dilewatkan pada sebuah celah
sempit dengan lebar a akan mengalami difraksi
3. Nilai dari garis terang pusat dengan X = 231.54 dan I = 0.78.
4. Nilai untuk sin = 0.0003x - 0.0003
5. Besar = ( 650 10 ) nm
-
6. Semakin besar nilai panjang gelombang dari suatu cahaya yang digunakan, maka akan
semakin besar pula lebar celah dari kisi yang dipakai.
7. Semakin besar jarak antara celah dan layar maka nilai sudut akan semakin kecil
karena nilai dari sinus semakin kecil
X. Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,
2000.
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition,
John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
http://indonesiaindonesia.com/f/89861-teori-difraksi/ diunduh pada tanggal 6 November
2013
http://www.math.ubc.ca/~cass/courses/m309-03a/m309-projects/krzak/ diunduh pada
tanggal 6 November 2013
http://indonesiaindonesia.com/f/89861-teori-difraksi/http://www.math.ubc.ca/~cass/courses/m309-03a/m309-projects/krzak/