D. Difraksi Cahaya
Pada jarak
tertentu mata kita sulit membedakan posisi dua nyala lampu yang
sangat berdekatan. Coba kamu perhatikan mengapa hal ini dapat
terjadi? Gejala ini dikarenakan diameter pupil mata kita sangat
sempit. Akibatnya adalah cahaya dua lampu tersebut ketika sampai ke mata
kita mengalami difraksi. Apakah difraksi cahaya itu? Difraksi cahaya adalah
peristiwa pelenturan cahaya yang akan terjadi jika cahaya melalui
celah yang sangat sempit. Kita dapat melihat gejala ini dengan mudah
pada cahaya yang melewati sela jari-jari yang kita rapatkan kemudian
kita arahkan pada sumber cahaya yang jauh, misalnya lampu neon. Atau
dengan melihat melalui kisi tenun kain yang terkena sinar lampu yang
cukup jauh.
1. Difraksi Celah Tunggal
Gambar 3.6 memperlihatkan gelombang cahaya yang datang pada sebuah celah yang sangat sempit. Pada titik O di layar B semua sinar memiliki panjang lintasan optis yang sama. Karena semua sinar yang jatuh di O memiliki fase yang sama maka titik O memiliki intensitas maksimum.Sekarang kita tinjau titik P. Sinar meninggalkan celah dengan sudut θ. Sinar r1 berasal dari bagian atas celah dan sinar r2 berasal dari pusatnya. Jika dipilih sudut θ sedemikian sehingga selisih lintasannya adalah 1/2 λ maka r1 dan r2 berlawanan fase dan tidak memberikan efek apapun pada P. Setiap sinar dari setengah bagian atas celah akan dihapuskan oleh pasangannya yang berasal dari bagian bawah, yaitu mulai dari titik 1/2 d bagian bawah. Titik P akan minimum pada pola difraksi dan memiliki intensitas nol. Syarat keadaan ini adalah:
Gambar 3.6 memperlihatkan gelombang cahaya yang datang pada sebuah celah yang sangat sempit. Pada titik O di layar B semua sinar memiliki panjang lintasan optis yang sama. Karena semua sinar yang jatuh di O memiliki fase yang sama maka titik O memiliki intensitas maksimum.Sekarang kita tinjau titik P. Sinar meninggalkan celah dengan sudut θ. Sinar r1 berasal dari bagian atas celah dan sinar r2 berasal dari pusatnya. Jika dipilih sudut θ sedemikian sehingga selisih lintasannya adalah 1/2 λ maka r1 dan r2 berlawanan fase dan tidak memberikan efek apapun pada P. Setiap sinar dari setengah bagian atas celah akan dihapuskan oleh pasangannya yang berasal dari bagian bawah, yaitu mulai dari titik 1/2 d bagian bawah. Titik P akan minimum pada pola difraksi dan memiliki intensitas nol. Syarat keadaan ini adalah:
. . . (3.11)
Pita terang utama O akan menjadi lebih lebar jika celah dipersempit. Jika lebar celah sama dengan panjang gelombang (λ) maka minimum pertama akan terjadi pada sudut θ = 90°
2. Difraksi pada Kisi
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.
Di titik P akan terjadi terang jika memenuhi persamaan berikut.
. . . (3.12)
Keterangan:
d : konstanta kisi = 1/N , dengan N = jumlah celah/cm
Dengan menggunakan prinsip difraksi cahaya pada kisi kita dapat menentukan panjang gelombang cahaya melalui percobaan berikut.
Difraksi pada Kisi
A. Tujuan Percobaan
Praktikum 2
Laksanakan percobaan berikut ini bersama kelompokmu!
Difraksi pada Kisi
1. Mengamati gejala difraksi cahaya pada kisi.
2. Menentukan panjang gelombang cahaya kuning.
B. Alat dan Bahan
1. Kisi difraksi 1 buah
2. Ray box 1 buah
3. Power supply 1 buah
4. Diafragma 1 celah 1 buah
5. Mistar 1 meter 1 buah
6. Filter cahaya kuning 1 buah
7. Jarum pentul 1 buah
C. Langkah Kerja
1. Susunlah alat dan bahan seperti pad gambar!
2. Hubungkan ray box dengan power supply pada tegangan yang sesuai!
3. Hubungkan power supply dengan arus PLN! Pastikan bahwa power supply
dalam keadaan mati (off)!
4. Hidupkanlah ray box!
5. Dengan menggunakan kisi difraksi, lihatlah diafragma pada ray box!
6. Dengan menggunakan jarum pentul, tentukanlah posisi terang pertama, kedua, dan seterusnya!
7. Ukurlah jarak jarum pentul ke titik tengah diafragma!
8. Catatlah hasilnya ke dalam tabel seperti berikut!
Tabel Data Hasil Pengamatan
No.
|
d (m)
|
L (m)
|
y (m)
|
1
| |||
2
| |||
3
|
9. Dengan menggunakan persamaan 3.4, tentukanlah panjang gelombang cahaya kuning!10. Presentasikan hasil pengamatan yang telah kamu lakukan di depan kelas!11. Ingat, sebelum meninggalkan ruang praktik, kembalikanlah peralatanlaboratorium pada tempatnya dalam keadaan baik. Jagalah kebersihan ruangan dan tubuhmu!