Pengukuran Lebar Celah
-
Upload
jihan-putra -
Category
Documents
-
view
26 -
download
6
description
Transcript of Pengukuran Lebar Celah
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
REMOTE LABORATORY
Nama : Jihan Putra Ramdhani
NPM : 1406605805
Grup : 4
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknologi Bioproses
No. Percobaan : OR-02
Nama Percobaan : Pengukuran Lebar Celah
Tanggal Percobaan : 12 Oktober 2015
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
Depok
I. Tujuan Percobaan
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
II. Alat
- Piranti laser dan catu daya
- Piranti pemilih otomatis celah tunggal
- Piranti scaner beserta detektor fotodioda
- Camcorder
- Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Teori Dasar
Berkas cahaya dengan panjang gelombang λ yang dilewatkan pada sebuah celah
sempit dengan lebar f akan mengalami difraksi. Pola difraksi ini dapat dilihat pada layar atau
diukur dengan sensor cahaya. Jika jarak antara c dengan layar jauh lebih besar dari pada lebar
celah maka berkas yang sampai di layar dapat dianggap paralel. Pada difraksi celah tunggal,
intensitas minimum akan terjadi jika perbedaan panjang lintasan berkas antara berkas paling atas
dan berkas paling bawah sebersar λ.
Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi suatu gelombang baru terjadi
jikamemenuhidua hal berikut ini.
a. Kedua gelombang cahaya harus koheren yang berarti bahwa kedua
gelombang cahaya memiliki beda fase yang selalu tetap. Oleh karena itu,
keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.
b. Kedua gelombang harus memiliki ampluitudo yang hampir sama.
Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu :
Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat
atau konstruktif)
Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau
destruktif.
1. Interferensi Dua Celah
Pola gelap terang yang muncul ketika sebuah celah ganda disusun dengan
cahaya monokromatik adalah akibat interferensi gelombang-gelombang yang
terbelokkan oleh tepi atau diniding celah.
Jika berkas cahaya melalui S1 dan S2, maka celah tersebut (S1 dan S2) akan berfungsi
sebagai sumber cahaya baru dan akan menyebarkan cahaya ke segala arah. Apabila cahaya dari
celah S1 dan S2 berinterferensi maka akan terbentuk suatu pola. Pola tersebut dapat ditangkap
pada layar berupa pola garis terag dan gelap. Interferensi dapat terjadi karena adanya
beda lintasan berkas cahaya dari S1 dan S2. Jika jarak antar kedua celah adalah d, jauh
lebih kecil daripada jarak celah tehadap layar, maka beda lintasan pada titk sembarang
P adalah S2P-S1P = d sin θ.
2. Difraksi Cahaya
Difraksi atau pembelokkan (pelenturan) cahaya merupakan salah satu cara
untuk menguji apakah cahaya merupakan suatu gelombang. Difraksi cahaya
sebenarnya sudah ditemukan sejak pertengahan abad ke-17 oleh Fransesco Grimaldi.
Namun, baru 10 tahun setelah penemuan Young, orang mengakui bahwa cahaya
mempunyai sifat gelombang. Augustin Fresnel dan Francois Argo menunjukkan
sederetan percobaan difraksi dan interferensi yang menyimpulkan bahwa cahaya
adalah gelombang.
Apabila suatu cahaya dengan panjang gelombang ë mengenai suatu celah
sempit, maka menurut Christian Huygens setiap titik pada celah dapat dianggap
sebagai sumber gelombang cahaya yang memancar ke segala arah dengan sudut fase
yang sama dan kecepatan yang sama pula.
Prinsip Huygens-Fresnel : Difraksi mengacu pada penyimpangan atau deviasi dari
perambatan garis lurus yang terjadi ketika suatu gelombang bergerak melewati suatu penghalang
parsial. Hal ini biasanya sesuai dengan penyebaran gelombang pada tepi-tepi lubang dan
penghalang. Bentuk paling sederhana dari difraksi cahaya adalah difraksi Franhofer atau Far-Field.
Difraksi ini diamati pada sebuah layar yang sangat jauh dari lubang atau penghalang yang
mengganggu arus gelombang-gelombang datar yang datang.
Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat
ini terdiri dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat
dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat gelas dengan
mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah transparan
terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah – celah yang terpisah. Sebuah
kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Dari data banyaknya garis per
sentimeter kita dapat menentukan jarak antar celah atau yang disebut dengan tetapan
kisi (d) , jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah
kebalikan dari N , yaitu: d =1/N.
Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan
diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut,
apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan sebuah
kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pitapita terang. Intensitas pita-pita terang
mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan
kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh
dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari
dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan :
m λ= d sin θ
atau
d.Y/L = m λ
dimana :
m = orde pola difraksi (0,1,2,.........)
d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi)
λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan
θ = sudut lenturan (difraksi)
Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n
L= jaral layar ke kisi difraksi
Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat
suatu spectrum warna. Spektrum yang paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde
pertama (m=1).
IV. Prosedur Percobaan
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan
kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di
halaman jadwal. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah
ditentukan. Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan
menjalankan prosedur kerja.
V. Tugas dan 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
minimum 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 θ berdasarkan definisinya seperti pada Gbr.1.
4. Hitunglah lebar celah a dengan metode grafik. Buatlah grafik antara sin θ vs. n.
Pada eksperimen ini laser yang digunakan mempunyai λ = ( 650 ± 10 ) nm.
5. Berilah analisis dan diskusikan hasil eksperimen ini.
VI. Data Pengamatan
Posisi (mm) Intensitas
0.00 0.350.44 0.210.88 0.251.32 0.351.76 0.142.20 0.292.64 0.313.08 0.163.52 0.323.96 0.284.40 0.204.84 0.355.28 0.225.72 0.246.16 0.356.60 0.167.04 0.277.48 0.327.92 0.158.36 0.318.80 0.299.24 0.199.68 0.3410.12 0.2410.56 0.2211.00 0.36
11.44 0.1811.88 0.2612.32 0.3312.76 0.1413.20 0.3013.64 0.3014.08 0.1814.52 0.3314.96 0.2615.40 0.2115.84 0.3516.28 0.2116.72 0.2517.16 0.3517.60 0.1418.04 0.2918.48 0.3118.92 0.1619.36 0.3219.80 0.2720.24 0.2020.68 0.3521.12 0.2221.56 0.2422.00 0.3622.44 0.1622.88 0.2823.32 0.3223.76 0.1624.20 0.3124.64 0.2925.08 0.1925.52 0.3425.96 0.2426.40 0.2226.84 0.3627.28 0.1827.72 0.2628.16 0.3428.60 0.1429.04 0.3029.48 0.3029.92 0.1830.36 0.3330.80 0.2631.24 0.2231.68 0.3632.12 0.2132.56 0.25
33.00 0.3533.44 0.1433.88 0.2934.32 0.3134.76 0.1735.20 0.3335.64 0.2736.08 0.2036.52 0.3536.96 0.2237.40 0.2437.84 0.3538.28 0.1638.72 0.2839.16 0.3239.60 0.1640.04 0.3240.48 0.2940.92 0.1941.36 0.3541.80 0.2442.24 0.2342.68 0.3643.12 0.1843.56 0.2744.00 0.3444.44 0.1444.88 0.3145.32 0.3045.76 0.1846.20 0.3446.64 0.2647.08 0.2247.52 0.3647.96 0.2148.40 0.2648.84 0.3549.28 0.1449.72 0.2950.16 0.3150.60 0.1751.04 0.3351.48 0.2751.92 0.2152.36 0.3652.80 0.2253.24 0.2453.68 0.3654.12 0.15
54.56 0.2855.00 0.3255.44 0.1655.88 0.3256.32 0.2956.76 0.1957.20 0.3557.64 0.2458.08 0.2358.52 0.3658.96 0.1859.40 0.2759.84 0.3460.28 0.1460.72 0.3161.16 0.3061.60 0.1862.04 0.3462.48 0.2662.92 0.2263.36 0.3663.80 0.2064.24 0.2664.68 0.3565.12 0.1465.56 0.3066.00 0.3166.44 0.1766.88 0.3367.32 0.2767.76 0.2168.20 0.3668.64 0.2269.08 0.2469.52 0.3669.96 0.1570.40 0.2970.84 0.3271.28 0.1771.72 0.3272.16 0.2972.60 0.2073.04 0.3573.48 0.2473.92 0.2374.36 0.3674.80 0.1775.24 0.2775.68 0.34
76.12 0.1476.56 0.3177.00 0.3077.44 0.1877.88 0.3478.32 0.2578.76 0.2279.20 0.3679.64 0.2080.08 0.2680.52 0.3580.96 0.1481.40 0.3081.84 0.3182.28 0.1782.72 0.3383.16 0.2783.60 0.2184.04 0.3684.48 0.2284.92 0.2585.36 0.3685.80 0.1586.24 0.2986.68 0.3287.12 0.1787.56 0.3388.00 0.2888.44 0.2088.88 0.3589.32 0.2389.76 0.2490.20 0.3690.64 0.1791.08 0.2791.52 0.3391.96 0.1592.40 0.3192.84 0.3093.28 0.1993.72 0.3594.16 0.2594.60 0.2295.04 0.3695.48 0.1995.92 0.2696.36 0.3496.80 0.1497.24 0.30
97.68 0.3198.12 0.1898.56 0.3499.00 0.2699.44 0.2199.88 0.36100.32 0.21100.76 0.25101.20 0.35101.64 0.15102.08 0.29102.52 0.32102.96 0.17103.40 0.32103.84 0.28104.28 0.20104.72 0.35105.16 0.23105.60 0.24106.04 0.36106.48 0.16106.92 0.28107.36 0.33107.80 0.16108.24 0.31108.68 0.29109.12 0.19109.56 0.34110.00 0.24110.44 0.22110.88 0.36111.32 0.18111.76 0.26112.20 0.34112.64 0.14113.08 0.30113.52 0.30113.96 0.18114.40 0.33114.84 0.26115.28 0.21115.72 0.35116.16 0.20116.60 0.25117.04 0.34117.48 0.14117.92 0.29118.36 0.30118.80 0.16
119.24 0.32119.68 0.27120.12 0.20120.56 0.35121.00 0.22121.44 0.23121.88 0.35122.32 0.15122.76 0.27123.20 0.32123.64 0.16124.08 0.31124.52 0.28124.96 0.19125.40 0.34125.84 0.23126.28 0.22126.72 0.35127.16 0.17127.60 0.26128.04 0.32128.48 0.14128.92 0.30129.36 0.29129.80 0.18130.24 0.33130.68 0.25131.12 0.21131.56 0.35132.00 0.19132.44 0.25132.88 0.33133.32 0.14133.76 0.29134.20 0.30134.64 0.16135.08 0.32135.52 0.26135.96 0.20136.40 0.34136.84 0.21137.28 0.23137.72 0.34138.16 0.15138.60 0.28139.04 0.31139.48 0.16139.92 0.31140.36 0.27
140.80 0.19141.24 0.33141.68 0.22142.12 0.22142.56 0.34143.00 0.16143.44 0.26143.88 0.32144.32 0.14144.76 0.30145.20 0.28145.64 0.18146.08 0.33146.52 0.24146.96 0.22147.40 0.34147.84 0.18148.28 0.25148.72 0.33149.16 0.14149.60 0.29150.04 0.29150.48 0.17150.92 0.32151.36 0.25151.80 0.20152.24 0.34152.68 0.20153.12 0.24153.56 0.33154.00 0.14154.44 0.27154.88 0.30155.32 0.16155.76 0.31156.20 0.26156.64 0.19157.08 0.33157.52 0.22157.96 0.23158.40 0.33158.84 0.16159.28 0.26159.72 0.31160.16 0.15160.60 0.30161.04 0.28161.48 0.19161.92 0.33
162.36 0.23162.80 0.22163.24 0.34163.68 0.18164.12 0.25164.56 0.32165.00 0.14165.44 0.28165.88 0.29166.32 0.18166.76 0.32167.20 0.25167.64 0.22168.08 0.35168.52 0.21168.96 0.25169.40 0.34169.84 0.15170.28 0.28170.72 0.30171.16 0.16171.60 0.31172.04 0.26172.48 0.20172.92 0.33173.36 0.22173.80 0.24174.24 0.35174.68 0.18175.12 0.31175.56 0.37176.00 0.25176.44 0.41176.88 0.41177.32 0.35177.76 0.51178.20 0.44178.64 0.45179.08 0.58179.52 0.43179.96 0.52180.40 0.57180.84 0.39181.28 0.53181.72 0.50182.16 0.37182.60 0.49183.04 0.39183.48 0.33
183.92 0.43184.36 0.26184.80 0.29185.24 0.36185.68 0.16186.12 0.29186.56 0.29187.00 0.16187.44 0.30187.88 0.25188.32 0.20188.76 0.32189.20 0.21189.64 0.23190.08 0.33190.52 0.15190.96 0.26191.40 0.29191.84 0.16192.28 0.29192.72 0.25193.16 0.18193.60 0.31194.04 0.21194.48 0.21194.92 0.32195.36 0.16195.80 0.24196.24 0.30196.68 0.14197.12 0.27197.56 0.27198.00 0.17198.44 0.30198.88 0.22199.32 0.20199.76 0.31200.20 0.18200.64 0.23201.08 0.29201.52 0.13201.96 0.26202.40 0.26202.84 0.16203.28 0.29203.72 0.23204.16 0.19204.60 0.31205.04 0.19
205.48 0.22205.92 0.30206.36 0.14206.80 0.25207.24 0.27207.68 0.15208.12 0.28208.56 0.24209.00 0.18209.44 0.30209.88 0.21210.32 0.21210.76 0.31211.20 0.15211.64 0.24212.08 0.28212.52 0.13212.96 0.27213.40 0.25213.84 0.16214.28 0.29214.72 0.21215.16 0.19215.60 0.30216.04 0.16216.48 0.22216.92 0.29217.36 0.13217.80 0.25218.24 0.26218.68 0.15219.12 0.28219.56 0.22220.00 0.18220.44 0.29220.88 0.18221.32 0.22221.76 0.29222.20 0.13222.64 0.24223.08 0.26223.52 0.15223.96 0.27224.40 0.23224.84 0.17225.28 0.29225.72 0.20226.16 0.20226.60 0.29
227.04 0.14227.48 0.23227.92 0.27228.36 0.13228.80 0.25229.24 0.24229.68 0.16230.12 0.28230.56 0.21231.00 0.19231.44 0.29231.88 0.16232.32 0.22232.76 0.27233.20 0.12233.64 0.25234.08 0.25234.52 0.15234.96 0.27235.40 0.22235.84 0.18236.28 0.29236.72 0.18237.16 0.21237.60 0.28238.04 0.13238.48 0.23238.92 0.26239.36 0.14239.80 0.26240.24 0.23240.68 0.17241.12 0.28241.56 0.19242.00 0.20242.44 0.28242.88 0.14243.32 0.22243.76 0.26244.20 0.13244.64 0.25245.08 0.23245.52 0.16245.96 0.27246.40 0.20246.84 0.19247.28 0.28247.72 0.16248.16 0.21
248.60 0.27249.04 0.12249.48 0.24249.92 0.24250.36 0.15250.80 0.26251.24 0.21251.68 0.18252.12 0.27252.56 0.17253.00 0.20253.44 0.27253.88 0.12254.32 0.23254.76 0.24255.20 0.14255.64 0.25256.08 0.22256.52 0.16256.96 0.27257.40 0.18257.84 0.19258.28 0.27258.72 0.14259.16 0.22259.60 0.25260.04 0.13260.48 0.24260.92 0.23261.36 0.15261.80 0.26262.24 0.20262.68 0.18263.12 0.27263.56 0.15264.00 0.21264.44 0.25264.88 0.12265.32 0.23265.76 0.23266.20 0.14266.64 0.25267.08 0.20267.52 0.17267.96 0.27268.40 0.17268.84 0.19269.28 0.26269.72 0.12
270.16 0.22270.60 0.24271.04 0.14271.48 0.24271.92 0.21272.36 0.16272.80 0.26273.24 0.18273.68 0.19274.12 0.26274.56 0.13275.00 0.21275.44 0.23275.88 0.13276.32 0.23276.76 0.22277.20 0.15277.64 0.25278.08 0.19278.52 0.17278.96 0.26279.40 0.14279.84 0.20280.28 0.24280.72 0.12281.16 0.22281.60 0.22282.04 0.14282.48 0.24282.92 0.20283.36 0.16283.80 0.25284.24 0.16284.68 0.19285.12 0.25285.56 0.12286.00 0.22286.44 0.22286.88 0.13287.32 0.23287.76 0.20288.20 0.15288.64 0.25289.08 0.17289.52 0.18289.96 0.25290.40 0.13290.84 0.20291.28 0.23
291.72 0.12292.16 0.22292.60 0.21293.04 0.14293.48 0.24293.92 0.18294.36 0.17294.80 0.24295.24 0.14295.68 0.19296.12 0.23296.56 0.11297.00 0.21297.44 0.21297.88 0.13298.32 0.23298.76 0.19299.20 0.16299.64 0.24300.08 0.15300.52 0.17300.96 0.24301.40 0.11301.84 0.20302.28 0.22302.72 0.13303.16 0.22303.60 0.19304.04 0.15304.48 0.23304.92 0.17305.36 0.17305.80 0.23306.24 0.12306.68 0.19307.12 0.22307.56 0.12308.00 0.21308.44 0.20308.88 0.14309.32 0.23309.76 0.17310.20 0.16310.64 0.23311.08 0.14311.52 0.18311.96 0.22312.40 0.11312.84 0.20
313.28 0.20313.72 0.13314.16 0.22314.60 0.18315.04 0.15315.48 0.22315.92 0.15316.36 0.17316.80 0.22317.24 0.11317.68 0.19318.12 0.20318.56 0.12319.00 0.21319.44 0.18319.88 0.14320.32 0.22320.76 0.16321.20 0.16321.64 0.22322.08 0.12322.52 0.18322.96 0.21323.40 0.11323.84 0.20324.28 0.19324.72 0.13325.16 0.21325.60 0.17326.04 0.15326.48 0.22326.92 0.13327.36 0.17327.80 0.21328.24 0.11328.68 0.19329.12 0.19329.56 0.12330.00 0.21330.44 0.17330.88 0.14331.32 0.22331.76 0.14332.20 0.16332.64 0.22333.08 0.11333.52 0.18333.96 0.20334.40 0.12
334.84 0.20335.28 0.18335.72 0.13336.16 0.21336.60 0.15337.04 0.15337.48 0.21337.92 0.12338.36 0.17338.80 0.19339.24 0.11339.68 0.19340.12 0.17340.56 0.12341.00 0.20341.44 0.15341.88 0.14342.32 0.21342.76 0.13343.20 0.16343.64 0.20344.08 0.10344.52 0.17344.96 0.18345.40 0.12345.84 0.19346.28 0.16346.72 0.13347.16 0.20347.60 0.14348.04 0.15348.48 0.20348.92 0.11349.36 0.17349.80 0.18350.24 0.11350.68 0.18351.12 0.16351.56 0.12352.00 0.19352.44 0.14352.88 0.14353.32 0.20353.76 0.11354.20 0.16354.64 0.18355.08 0.10355.52 0.17355.96 0.17
356.40 0.12356.84 0.18357.28 0.15357.72 0.13358.16 0.19358.60 0.12359.04 0.15
VII. Pengolahan Data
1. Grafik Hubungan Intensitas Pola Difraksi dengan Posisi
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Grafik Intensitas Terhadap Posisi
Posisi
INTE
NSI
TAS
2. Letak Titik Terang Pusat dan Intensitas Minimum
Berdasarkan grafik diatas, titik terang pusatnya terletak pada saat intensitasnya
0.58 dan saat posisi (x) nya 179.08 mm. Untuk menentukan intensitas minimum orde
ke n=1,2,3…dst digunakanlah titik puncak minimum grafik tersebut maka didapatkan
tabel sebagai berikut:
Tabel Intensitas Minimum
n Minimum Kanan
Minimum Kiri
1 178.64 179.522 178.20 179.963 177.76 180.44 177.32 180.845 176.88 181.28
3. Jarak antara Dua Minimum Orde dan Besar θ
Untuk mengetahui jarak antara dua minimum orde, kita dapat mencari selisih antara
minimum kanan dan minimum kirinya. Setelah itu, dapat diketahui besar θ dengan rumus
sin θ=YL
, lalu diasumsikan bahwa a sin θ=nλ , sehingga didapat L = 1 meter = 1000 mm.
Dalam menghitung besar θ, dapat dilihat pada tabel berikut:
n Minimum Kanan
Minimum Kiri
Jarak
antar
garis
gelap
L (mm) sin θ θ
1 178.64 179.52 0.88 1000 0.00088 0.0504o
2 178.20 179.96 1.76 1000 0.00176 0.1008o
3 177.76 180.4 2.64 1000 0.00264 0.1513o
4 177.32 180.84 3.52 1000 0.00352 0.2017o
5 176.88 181.28 4.4 1000 0.00440 0.2521o
1 2 3 4 50
0.0005
0.001
0.0015
0.002
0.0025
0.003
0.0035
0.004
0.0045
0.005
Grafik Sin ϴ Terhadap Orde
Orde
sin ϴ
y = 0,00088x
Lebar celah (a) dapat diketahui dengan metode least square:
X Y X2 Y2 XY
1 0.00088 1 7.74x10-70.00088
2 0.00176 4 3.1x10-6 0.00352
3 0.00264 9 6.97x10-6 0.00792
4 0.00352 16 1.24x10-5 0.01408
5 0.00440 25 1.94x10-5 0.022
Σ 0.0132 55 4.264x10-50.0484
m=N ∑ ( XY )−∑ X ∑Y
N ∑ X2−¿¿
= 5 x 0.0484−15 x0.0132
5 x55−225
= 0.00088
b=∑ X2∑Y −∑ X ∑ XYN ∑ X2−¿¿
=55 x 0.0132−15 x 0.0484
5 x55−225
= 0
Dengan persamaan y = mx + b, maka hasil yang kita peroleh dengan metode least square
tadi dapat dituliskan menjadi y = 0,00088x. Dengan mengetahui nilai m, praktikan dapat
menghitung nilai a dengan rumus sebagai berikut :
a= λm
Dimana λ = (650 ± 10) nm
Sehingga diperoleh nilai a sebesar = 7.386 mm
Mencari Kesalahan Relatif Percobaan
δ y2= 1N−2
¿
= 1
5−2¿ ¿
13
(0.00004264−0.000042592 )=1.6 x10−8
δy=1.265 x10−4
δm=δy √ NN ∑ X2−¿¿
¿
δm=1.265 x10−4 √ 55 x 55−225
δm=4 x 10−5
Kesalahan relatifnya:
δmm
x 100 %= 4 x 10−5
0.00088x100 %=4.545 %
VIII. Analisis
a) Analisis Percobaan
Pada praktikum yang berjudul pengukuran lebar celah (OR-2) kali
ini, praktikan menggunakan metode R-lab sehingga tidak perlu untuk
datang langsung ke laboratorium. Percobaan kali ini bertujuan untuk
mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi. Pada
percobaan pengukuran lebar celah ini, sifat gelombang yang dimanfaatkan
adalah interferensi dan difraksi cahaya.
Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah piranti laser
dan catur daya, piranti pemilih otomatis celah tunggal, piranti scaner beserta
detektor fotodioda, camcorder, serta unit PC beserta DAQ dan perangkat
pengendali otomatis. Kemudian langkah-langkah untuk melakukan
percobaan ini adalah mengaktifkan webcam, lalu mengklik icon “set” dan
pastikan sudah terpasang secara sempurna lalu menghidupkan catu daya dan
melakukan scanning intensitas pola difraksi.
Setelah melakukan seluruh langkah percobaan seperti yang
diinstruksikan pada link Rlab, praktikan memperoleh data posisi (mm)
beserta intensitas cahaya di tiap posisi tersebut. Setelah itu, praktikan
mencari intensitas minimum atau pola gelap pada orde ke-n. Intensitas
minimum atau pola gelap orde ke 1,2,3 dst berada di kanan dan kiri pusat
terang. Setelah mengetahui letak pola gelap orde ke-n di kanan dan kiri
pusat terang, selanjutnya praktikan mencari selisih (jarak antar gelap) pada
masing-masing orde (n=1,2,3dst). Jarak antar gelap pada masing-masing
orde itulah yang kemudian dapat digunakan dalam menentukan nilai sin θ,
besar sudut θ serta lebar celah (a) tunggal.
b) Analisis Hasil
Setelah memperoleh nilai sin θ pada masing-masing orde ke-n,
praktikan menggunakan metode least square untuk mencari nilai m dan b
sehingga dapat diperoleh persamaan garis y = 0,00088x. Setelah
memperoleh nilai m dengan metode least square dan mengingat bahwa
eksperimen ini menggunakan laser yang mempunyai λ = ( 650 ± 10 ) nm,
praktikan pun dapat mencari lebar celah (a). Lebar celah (a) yang diperoleh
dari hasil bagi λ dengan m pada eksperimen ini adalah sebesar 0.00088.
Hasil ini terbilang cukup akurat karena kesalahan relatif yang diperoleh
hanya sebesar 4.545%.
c) Analisis Grafik
Jika mengamati grafik intensitas pola difraksi (I) vs posisi (x) dapat
terlihat bahwa titik puncak pada posisi 179.08 mm menunjukkan intensitas
cahaya yang tinggi yang mengindikasikan bahwa pada posisi tersebut
merupakan pusat terang pola difraksi. Dan titik yang berada tepat di kanan
dan kiri pusat terang merupakan intensitas minimum atau pola gelap orde ke-
1. Tepat di samping pola gelap orde ke-1 akan terdapat pola terang yang
dilanjutkan dengan pola gelap orde ke-2 dan seterusnya.
Jika kita mengamati grafik sin θ vs n dapat terlihat bahwa pada pada
orde ke-1 nilai sin θ adalah 0.00088. Pada orde ke-2 sin θ nya semakin
bertambah dan seterusnya. Nilai sin θ yang semakin besar ini disebabkan oleh
semakin besarnya pula sudut θ yang dibentuk dari jarak dua minimum pada
orde ke-n. Pada orde ke-1, jarak dua minimumnya sangatlah dekat sehingga θ
yang terbentuk pun tidak terlalu besar. Namun, pada orde ke-2 jarak dua
minimumnya semakin bertambah jauh sehingga θ yang dihasilkan pun lebih
besar daripada orde ke-1. Begitupun seterusnya pada orde ke-3, ke-4, dan ke-
5.
IX. Kesimpulan
Dari berbagai hasil, pengolahan data, dan analisis data yang dilakukan pada
percobaan pengukuran lebar celah, praktikan menarik kesimpulan bahwa :
1. Lebar celah pada percobaan ini adalah 7.386 mm.
2. Difraksi adalah peristiwa yang terjadi karena adanya pembelokan arah cahaya.
3. Lebar celah dapat diukur menggunakan metode difraksi
4.Intensitas yang dihasilkan oleh metode difraksi menghasilkan pola terang-gelap.
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.
Link Rlab: http://sitrampil5.ui.ac.id/or02