C. Interferensi Cahaya
Interferensi cahaya terjadi
jika dua berkas cahaya yang koheren (memiliki frekuensi yang sama dan
beda fase yang tetap) mengenai suatu titik secara bersamaan. Pada
peristiwa interferensi, jika berkas-berkas cahaya yang datang memiliki
fase yang sama maka akan terjadi interferensi konstruktif (saling
menguatkan) sehingga pada titik tersebut akan terlihat titik terang.
Sebaliknya, jika berkas cahaya tersebut memiliki fase yang berlawanan
maka akan terjadi interferensi destruktif (saling memperlemah) sehingga
pada titik tersebut akan terjadi titik gelap.
Penelitian mengenai
interferensi cahaya dilakukan oleh Thomas Young. Young melewatkan cahaya
matahari melalui lubang kecil (So) yang dibuat pada layar A.
Sinar yang keluar melebar karena adanya difraksi dan jatuh pada lubang kecil (S1
dan S2) yang dibuat pada layar B. Dari sini kemudian diteruskan
ke layar C. Perhatikan gambar 3.4 di bawah ini! Mari kita tinjau dua
berkas cahaya dari S1 dan S2 yang jatuh di titik P, seperti
pada gambar 3.4. S1 dan S2 dapat dianggap sebagai sumber cahaya.
Selisih panjang lintasan optis keduanya adalah:
Δs = S1P – S2P = d sin θ . . . (3.7)
dengan
. . . (3.8)
Pada titik P akan terjadi pita terang jika berkas cahaya yang jatuh memiliki fase yang sama atau kelipatan bulat panjang gelombangnya ( λ). Dengan demikian jarak titik P dari pusat terang O adalah:
. . . (3.9)
Keterangan:
y : jarak titik P dari pusat terang O (m)
d : jarak S1 dan S2 (m)
L : jarak sumber cahaya ke layar (m)
λ : panjang gelombang cahaya (m)
n : 0, 1, 2, . . . . (khusus untuk n = 0, adalah titik terang pusat)
Pada titik P akan terjadi pita gelap jika berkas cahaya yang jatuh memiliki beda fase setengah periode atau selisih lintasan optis kelipatan ganjil setengah panjang gelombang. Sehingga persamaan 3.9 menjadi:
. . . (3.10)
Pola pita terang dan gelap pada interferensi cahaya akan lebih mudah
diamati dengan menggunakan grafik intensitas cahaya seperti gambar 3.5
di samping. Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh soal di bawah ini!
Contoh Soal
Pada percobaan Young digunakan gelombang cahaya dengan panjang gelombang 4.500 A° dan jarak antara celah dengan layar 2 meter. Jika jarak antarcelah 0,5 mm, tentukan jarak pita terang kedua dari pusat terang!
Penyelesaian:
Diketahui:
λ= 4.500 = A° = 4,5 . 10-7 m (1 A°= 10-10 m)
L = 2 m
d = 0,5 mm = 0,5 . 10-4 m
Ditanyakan: y2 = . . .?
Jawab: