KISI DIFRAKSI
A.
Tujuan
Menentukan panjang gelombang (λ) cahaya tampak.
B.
Dasar Teori
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. Difraksi adalah
penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil
halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Pembelokan gelombang yang
disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang
(Anonim, 2012).
Kisi difraksi terdiri atas sebaris celah sempit yang saling berdekatan
dalam jumlah banyak. Jika seberkas sinar dilewatkan kisi difraksi akan
terdifraksi dan dapat menghasilkan suatu pola difraksi di layar. Jarak antara celah
yang berurutan (d) disebut tetapan kisi. Jika jumlah celah atau goresan tiap
satuan panjang (cm) dinyatakan dengan N, maka : d = 1/N.
Menurut Soekarno,
(1996: 150-155) dalam situs Firarizqy
Candradari Agfa mengatakan seberkas sinar tegak lurus kisi dan sebuah lensa
konvergen digunakan untuk mengumpulkan sinar-sinar tersebut ke titik P yang
dikehendaki pada layar. Distribusi intensitas yang diamati pada layar merupakan
gabungan dari efek interferensi dan difraksi. Setiap celah menghasilkan
difraksi seperti yang telah diuraikan sebelumnya, dan sinar-sinar yang
terdifraksi sebelumnya tersebut berinterferensi pada layar yang menghasilkan
pola akhir.
Suatu celah yang dikenai cahaya dari arah depan akan memproyeksikan
bayangan terang yang sebentuk dengan celah tersebut di belakangnya. Tetapi di
samping itu, terbentuk juga bayangan-bayangan terang yang lain dari celah
tersebut di sebelah menyebelah bayangn aslinya, dan yang semakin ke tepi,
terangnya semakin merosot. Jadi seolah-olah sinar cahaya yang lolos lawat celah
itu ada yang dilenturkan atau didifraksikan kearah menyamping. Gejala difraksi
demikian tak lain ialah interferensi sinar-sinar gelmbang elektromagnetik
cahaya dari masing-masing bagian medan gelombang sebagai sumber gelombang
cahaya (Soedojo,2004 : 123).
Suparmona menjelaskan
peristiwa pembelokan cahaya ke belakang penghalang disebut peristiwa difraksi.
Difraksi pertama kali diungkapkan oleh Fransesco Grimaldi (1618-1663), walaupun
Newton tidak menerima kebenaran teori tentang gelombang cahaya, sedangkan
Huygens tidak mempercayai difraksi ini walaupun dia yakin akan kebenaran teori
gelombang cahaya . Huygen berpendapat bahwa gelombang sekunder hanya efektif
pada titik-titik singgung dengan selubungnya saja, sehingga tidak memungkinkan
terjadinya difraksi.
Kisi dapat dibuat
dengan mesin presisi berupa garis-garis pararel yang sangat halus dan teliti di
atas pelat kaca. Jarak yang tidak tergores di antara garis-garis tersebut
berfungsi sebagai celah. Transparansi fotografis dari kisi yang asli bisa digunakan
sebagai kisi yang murah. Kisi yang berisi 10.000 garis per sentimeter adalah
umum saat ini dan sangat berguna untuk pengukuran panjang gelombang dengan
tepat. Kisi difraksi yang berisi celah-celah disebut kisi transmisi. Berkas
cahaya yang melalui setiap celah tanpa pembelokkan (θ=0 derajat) berinteferensi
konstruktif untuk menghasilkan garis terang di tengah layar. Inteferensi
konstruktif juga dapat terjadi pada sudut θ sedemikian rupa sehingga berkas
dari celah yang bersisian menempun jarak ekstra sejauh selisih l=perkallian
orde dengan panjang gelombangnya, di mana m marupakan bilangan bulat.
Jika d adalah jarak
antara celah, maka selisih l adalah perkalian jarak lebar antara celah dengan
sin θ = mD/λ adalah kriteria untuk mendapatkan maksimum terang di mana m = 0,
1, 2, dan seterusnya. Persamaan ini sama dengan situasi persamaan ganda, dan
kembali m disebut orde dari pola tersebut (Giancoli, 2001).
Cahaya yang keluar dari
dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan: m λ= d sin θ atau d.Y/L = m λ
Di mana:
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
C.
Alat dan Bahan
1.
Kisi
Difraksi
2.
Sumber
cahaya
3.
Mistar
4.
Lensa
cembung
5.
Statif
dan penjepit
6.
Layar
D.
Langkah Kerja
1.
Diletakan
kisi dan rangkai dengan jarak 100 cm dari layar (L= 100 cm)
2.
Diamati
spectrum yang terjadi melalui kisi
3.
Diukur
jarak antara dua buah pita seorde yang berwarna sama, masukan data ke dalam
tabel
4.
Diulangi
langkah 1-4 untuk L untuk jarak yang bebeda sebanyak empat kali.
E.
Hasil Pengamatan
Tabel Pengamatan kisi 100
|
No
|
Kisi
|
Spektrum warna
|
M (orde)
|
P (m)
|
ℓ
|
D (m)
|
λ (m)
|
|
1
|
100
|
Ungu
|
1
|
0,015
|
0,3
|
1000
|
50
|
|
2
|
Hijau
|
1
|
0,02
|
0,3
|
1000
|
66,67
|
|
|
3
|
Kuing
|
1
|
0,025
|
0,3
|
1000
|
83,33
|
|
|
4
|
Pink
|
1
|
0,026
|
0,3
|
1000
|
86,67
|
|
|
5
|
100
|
Hijau
|
2
|
0,035
|
0,3
|
1000
|
58,3
|
|
6
|
Kuning
|
2
|
0,04
|
0,3
|
1000
|
66,7
|
|
|
7
|
Pink
|
2
|
0,045
|
0,3
|
1000
|
75
|
|
|
8
|
100
|
Hijau
|
3
|
0,052
|
0,3
|
1000
|
5777,78
|
|
9
|
Kuning
|
3
|
0,06
|
0,3
|
1000
|
666,67
|
|
|
10
|
Pink
|
3
|
0,065
|
0,3
|
1000
|
722,22
|
|
|
11
|
100
|
Hijau
|
4
|
0,08
|
0,3
|
1000
|
666,67
|
|
12
|
Kuning
|
4
|
0,085
|
0,3
|
1000
|
708,3
|
|
|
13
|
Pink
|
4
|
0,09
|
0,3
|
1000
|
750
|
Tabel pengamatan kisi 300
|
No
|
Kisi
|
Spektrum
|
m (orde)
|
P (m)
|
ℓ (m)
|
D (m)
|
λ (m)
|
|
1
|
300
|
Ungu
|
1
|
0,02
|
0,15
|
3,33.10-3
|
4.10-4
|
|
2
|
Hijau
|
1
|
0,022
|
0,15
|
3,33.10-3
|
44.10-5
|
|
|
3
|
Kuning
|
1
|
0,024
|
0,15
|
3,33.10-3
|
48.10-5
|
|
|
4
|
Merah
|
1
|
0,025
|
0,15
|
3,33.10-3
|
4.10-5
|
|
|
5
|
300
|
Ungu
|
2
|
0,035
|
0,15
|
3,33.10-3
|
35.10-5
|
|
6
|
Hijau
|
2
|
0,04
|
0,15
|
3,33.10-3
|
4.10-4
|
|
|
7
|
Kuning
|
2
|
0,043
|
0,15
|
3,33.10-3
|
43.10-5
|
|
|
8
|
Merah
|
2
|
0,047
|
0,15
|
3,33.10-3
|
47.10-5
|
Tabel pengmatan kisi 600
|
No
|
Kisi
|
Spekrum warna
|
M (orde)
|
P (m)
|
ℓ (m)
|
D (m)
|
λ (m)
|
|
1
|
600
|
Ungu
|
1
|
0,06
|
0,2
|
1,67.10-4
|
5,01.10-5
|
|
2
|
Biru
|
1
|
0,065
|
0,2
|
1,67.10-4
|
54,275.10-5
|
|
|
3
|
Hijau
|
1
|
0,075
|
0,2
|
1,67.10-4
|
62,625.10-5
|
|
|
4
|
600
|
Kuning
|
1
|
0,08
|
0,2
|
1,67.10-4
|
66,72.10-5
|
|
5
|
Orange
|
1
|
0,085
|
0,2
|
1,67.10-4
|
72.10-5
|
|
|
6
|
Merah
|
1
|
0,065
|
0,2
|
1,67.10-4
|
7,5.10-5
|
Dik:
Spektum warna orde 1 = ungu, hijau, kuning, mereh.
Spektum warna orde 2 = ungu, hijau, kuning, mereh.
Kisi = 300 cm = 3 cm
M1 = 1
M2 = 2
P1: Ungu = 2 cm = 0,02 m
Hijau = 2,2 cm =
0,022 m
Kuning = 2,4 cm =
0,024 m
Mereh = 2,5 cm =
0,025 m
P2: Ungu = 3,5 cm =
0,035 m
Hijau = 4 cm = 0,04
m
Kuning = 3,4 cm =
0,034 m
Mereh = 4,7 cm =
0,047 m
N: 1000
ℓ: 15 cm = 0,15 m
Dit: d dan λ?
Jawab:
d=
=
= 0,003 m
p1 = λ “Ungu” =
=
= 0,0004 = 4 . 10-4 m
p1 = λ “Hijau” =
=
= 0,00044 = 44 . 10-5 m
p1 = λ “Kuning” =
=
= 0,00048 = 48 . 10-5 m
p1 = λ “Merah” =
=
= 0,0005 = 5 . 10-4 m
p2 = λ “Ungu” =
=
= 0,00035 = 35 . 10-5 m
p2 = λ “Hijau” =
=
= 0,0004 = 4 . 10-4 m
p2 = λ “Kuning” =
=
= 0,00043 = 43 . 10-5 m
p2 = λ “Merah” =
=
= 0,00047 = 47 . 10-5 m
F.
Pembahasan
Difraksi
merupakan penyebaran suatu gelombang, misalnya cahaya, karena adanya
penghalang. Semakin kecil penghalang, maka penyebaran gelombang semakin besar.
Penghalang tersebut berupa celah yang disebut difraksi. Dalam praktikum kisi
difraksi kali ini yaitu untuk menentukan panjang gelombang cahaya yang tampak
setelah melewati kisi tersebut. Adapun pada percobaan ini menggunakan beberapa
kisi yang berbeda ukurannya, yaitu kisi 100, kisi 300 dan kisi 600.
Perlu diketehahui bahwa
kisi difraksi terdiri atas
sebaris celah sempit yang saling berdekatan dalam jumlah banyak. Jika seberkas
sinar dilewatkan kisi difraksi akan terdifraksi dan dapat menghasilkan suatu
pola difraksi di layar. Pola difraksi yang
tertangkap pada layar megasilkan spectrum warna yang berbeda. Pada kisi 100,
terlihat warna ungu, hijau, kuning, pink, dengan pola orde sebanyak 4 orde (m).
Gejala difraksi demikian ialah iterferensi sinar-sinar gelombang sebagai sumber
gelombang cahaya. Inteferensi konstruktif terjadi pada sudut θ sedemikian rupa
sehingga berkas dari celah yang bersisian menempun jarak ekstra sejauh selisih
l = perkallian orde dengan panjang gelombangnya, di mana m marupakan bilangan
bulat.
Pada kisi 300, spectrum
cahaya yang tampak hampir sama, yaitu warna ungu, hijau, kuning dan yang
membedakan ialah warna merah, dengan pola orde sebanyak dua orde (m).
Sejadinya, semakin banyak orde maka jarak
terang pusat dengan orde ke-n semakin besar. Panjang gelombag yang dihasilkan
setiap spectrum pun berbeda, pada kisi 300, panjang gelombang di orde ke-1,
pada spectrum warna ungu sebesar 4
. 10-4 m, spectrum warna hijau sebesar 44 . 10-5 m,
spectrum kuning 48 . 10-5 m, dan merah sebesar 5 . 10-4
m. Sedangkan pada orde ke-2, panjang gelombang semakin kecil, hal ini karena
jumlah orde dikali dengan jarak terang pusat ke-n. Begitupun dengan kisi 600,
akan tetapi pada kisi 600 spectrum scaya yang tanpa terlihat warna kuning,
orange, dan merah, dengan hanya memakai satu orde. Panjag gelombang pada kisi
600 semakin kecil.
Dari percobaan
dengan kisi yang berbeda memiliki panjang gelombang yang berbeda pula, semakin
banyak celah atau kisi maka semakin kecil panjang gelombangnya. Hal tersebut
dapat diketahui dengan menggunakan rumus: λ =
.
G.
Kesimpulan
Dari percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa:
1.
Kisi
difraksi merupakan penyebaran gelombang suatu piranti untuk mengnalisis dari
sumber cahaya
2.
Semakin
banyak celah atau kisi maka semakin kecil panjang gelombangnya. Hal tersebut
dapat diketahui dengan menggunakan rumus: λ =
untuk menentukan jarak antara dua baris (d)
menggunakan rumus d = 1/N.
DAFTAR PUSTAKA
Agfa, Firarizqy Candradari. 2013. “Laporan Praktikum Kisi Difraksi”
http://notec
haca.blogspot.com/2013/11/laporan-praktikum-kisi-difraksi.html diakses
05 April 14
Anonim. 2012. “Laporan Praktikum Kisi Difraksi”.
http://goes2physic.blogspot.co
m/2012/02/laporan-praktikum-kisi-difraksi.html diakses 05 April 14
Giancoli, Douglas C.2001. Fisika Universitas edisi
5 jilid 2 (terjemahan). Jakarta:
Erlangga.
Supramono, Eddy.2005. Fisika dasar II. Malang: UM Press.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar