14. optik interferensi gelombang cahaya

• Sifat dasar & Perambatan Cahaya

A

• Superposisi GelombangB

• Interferensi Gelombang Cahaya

C

• Difraksi Gelombang Cahaya

D

• Polarisasi CahayaE

• Pembentukan BayanganF

Kondisi untuk interferensi Interferensi dan Sumber Koheren Interferensi Dua Sumber Cahaya Distribusi Intensitas dari Pola Interferensi Celah

Ganda Penjumlahan Fasor gelombang Intereferensi Muka Gelombang Terpisah Interferensi Amplitudo Terpisah Interferometer

Sub Topik

• Sifat dasar & Perambatan Cahaya

A

• Superposisi GelombangB

• Interferensi Gelombang Cahaya

C

• Difraksi Gelombang Cahaya

D

• Polarisasi CahayaE

• Pembentukan BayanganF

Menjelaskan gelombang hasil interferensi dalam ruang.

Menjelaskan terbentuknya pola interferensi dua gelombang cahaya koheren.

Menghitung intensitas beberapa titik pada pola interferensi.

Menjelaskan pola interferensi gelombang pantul yang melewati dua buah lapisan tipis.

Memahami interferensi dapat digunakan untuk mengukur jarak yang amat kecil.

Tujuan Instruksional Khusus

•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A

•Interferensi Dua Sumber CahayaB

•Distribusi Intensitas dari Pola Interferensi Celah Ganda

C

•Penjumlahan Fasor gelombangD

•Intereferensi Muka Gelombang Terpisah

E

•Interferensi Amplitudo Terpisah•Interferometer

F

Warna pada bulu burung merak tidak disebabkan oleh pigment pada bulu. Jika tidak dihasilkan oleh pigment, bagaimana warna yang indah tersebut tersebntuk?

Bagaimana warna burung merak terbentuk?


A



C



E


F

Warna pada bulu burung merak dipengaruhi oleh interferensi. Struktur multi lapisan bulu menghasilkan interferensi yang menguatkan untuk beberapa warna seperti biru dan hijau

Warna akan berubah pada saat anda melihat pada sudut yang berbeda - beda

Warna – warni pada kupu – kupu dan burung humming juga merupakan hasil dari efek interferensi.

Bulu Burung Merak•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Warna ditimbulkan karena interferensi antara cahaya yang dipantulkan permukaan atas dan bawah lapisan gelembung sabun.

Warna tergantung pada ketebalan lapisan, bervariaso antara hitam ketika lapisan tertipis sampai dengan merah ketika lapisan tertebal.

Interferensi gelembung sabun•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Cahaya membawa energi melalui partikel atau gelombang

Apakah cahaya merambat sebagai suatu aliran partikel yang menjauh dari sumbernya?

Apakah cahaya merambat dalam bentuk gelombang yang menyebar menjauh dari sumbernya?

Model Ray menjelaskan cahaya dengan baik, ketika cahaya dilewatkan pada suatu celah yang besar dibandingkan dengan panjang gelombang 700-400nm (red-violet)

Jika tidak sesuai, cahaya harus diperlakukan sebagai gelombang – gel EM

Apakah cahaya itu ?•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Christiaan Huygens (1629-1695) – teori gelombang untuk cahaya

Newton was in favor of corpuscular (particle) nature of light: ironically both are right

Prinsip Huygens – benar untuk semua gelombang

Setiap titik pada suatu muka gelombang dapat dianggap sebagai suatu sumber baru yang kecil yang dapat menyebar searah dengan kecepatan gelombang. Muka gelombang baru adalah superposisi dari wavelet

Hal ini mengapa gelombang dapat melewati suatu celah

Prinsip Huygens•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Semua interferensi yang berhubungan dengan gelombang cahaya timbul ketika medan elektromagnetik merupakan kombinasi beberapa gelombang individu

Hal yang harus diperhatikan dalam pengamatan interferensi gelombang cahaya,

Sumber harus koheren — kontantan fase harus dijaga satu dengan lainnya.

Sumber harus monokromatis — satu panjang gelombang

Interferensi cahaya•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Interferensi menguatkan & melemahkan

Percobaan celah ganda Young•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Titik pusat P. Kedua gelombang merambat dengan jarak sama

pola terang Titik Q Gel yang di atas harus merambat satu panjang gelom

lebih jauh dibandingkan dengan yang di bawah pola terang

Titik R Gel yang di atas mempunyai lebih setengah panjang

gel dari yang di bawah pola gelap

Percobaan celah ganda Young•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Beda lintasan :

Interferensi menguatkan:

Interferensi melemahkan :

Percobaan celah ganda Young

θδ sin12 drr =−=

2,1,0sin ±±== mmd λθ

,2,1,021

sin ±±=

+= mmd λθ


A



C



E


F

Dari segitiga OPQ :

Pola terang dari O:

Pola gelap dari O:

Posisi terang & gelap

θθ sintan LLy ≈=

,2,1,0 ±±== mmdL

ybrghtλ

,2,1,021

±±=

+= mm

dL

ydarkλ


A



C



E


F

I(θ=0) = 4E02

I(θ) = 4E02 cos2(φ/2)

Terang ketika cos = 1, or -1

Intensitas percobaan Young

=

2cos2

maxφ

II

θλπφ sin

2d=

3,2,1,0, == mmyLd πλπ

mdL

yλ

=


A



C



E


F

Interferensi cahaya yang dipantulkan dari lapisan tipis merupakan kombinasi dua sinar yang dipantulkan oleh permukaan lapisan atas dan bawah.

Interferensi menguatkan pada lapisan tipis

Interferensi melemahkan pada lapisan tipis

Interferensi lapisan tipis

,2,1,021

2 =

+= mmnt λ

,2,1,02 == mmnt λ


A



C



E


F

Suatu layar berada pada jarak 1.2 m dari suatu celah ganda. Jarak antara dua celah adalah 0.030 mm. Orde kedua pola terang (m = 2) berjarak 4.5 cm dari pusat

Tentukan panjang gelombang cahaya.

Hitung jarak antara pola terang yang berdekatan.

Contoh – 1•Kondisi untuk interferensi•Interferensi dan Sumber Koheren

A



C



E


F

Untuk mencari panjang gelombang cahaya, m = 2, y2 = 4.5 × 10-2 m, L = 1.2 m dan d = 3.0 × 10-5 m

Jarak dua pola terang yang berdekatan

Ingatlah bahwa jarak semua pola terang yang berdekatan sama

Solusi – 1

nmmLdy

5602.12

105.4100.3 252 =

⋅×⋅×

==−−

λ

( )cm

dL

dLm

dmL

yy mm 2.21

1 ==−+

=−+λλλ


A



C



E


F

Sebuah sumber cahaya memancarkan cahaya tampak dengan dua panjang gelombang: λ = 430 nm dan λ’ = 510 nm. Sumber digunakan pada percobaan celah ganda dengan L = 1,5 m dan d = 0,025 mm. Carilah jarak pisah antara pola terang ketiga.


A



C



E


F

Dengan m = 3 dicari posisi terang pada dua panjang gelombang

Oleh karena itu, jarak pisah antara dua terang is

Solusi – 2

mdL

mdL

y 23 1074,73 −×===

λλ

md

Lm

dL

y 23 1018,9

'3

'' −×===

λλ

cmm

mmyyy

4,1104,1

1074,71018,9'2

2233

=×=

×−×=−=∆−

−−


A



C



E


F

Hitunglah ketebalan minumim lapisan busa sabun (n = 1,33) yang menghasilkan interferensi menguatkan jika disnari cahaya yang mempunyai panjang gelombang λ = 600 nm di ruang hampa

Berapakah ketebalan lapisan lain yang menghasilkan interferensi menguatkan ?


A



C



E


F

Ketebalan minimum laisan untuk interferensi menguatkan terjadi pada m = 0. Memberikan 2 nt = λ/2 atau

Ketebalan film lain yang menghasilkan interferensi menguatkan adalah 338 nm, 564 nm, 789 nm, dan seterusnya.

Solusi – 3

( )nm

nmn

t 11333,14

6004

===λ


A



C



E


F


A



C



E


F

14. optik interferensi gelombang cahaya

Documents

Transcript of 14. optik interferensi gelombang cahaya