Abstrak— Telah dilakukan praktikum berjudul Cincin Newton. Percobaan dilakukan dengan bertujuan untuk mempelajari peristiwa interferensi pada percobaan cincin newton, menjelaskan fungsi-fungsi alat pada cincin newton, mengukur panjang gelombang dari lampu halogen dengan menggunakan mikroskop vernier dengan panjang gelombang yang sebenarnya. Peralatan yang digunakan dalam percobaan adalah lampu halogen sebagai sumber cahaya dan satu set alat cincin newton untuk menghasilkan pola interferensi. Pada percobaan kali ini akan diukur jari-jari pola terang orde ke 1, 2, 3 ,4 dan 5 pada pola cincin newton sehingga dapat dihitung panjang gelombang cahaya lampu halogen dan dicari keseksamaannya. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diketahui bahwa panjang gelombang cahaya lampu halogen adalah 120 nm dengan error yaitu sebesar 109,28%.

Kata Kunci— cincin newton, lampu halogen, interferensi cahaya

I. PENDAHULUAN

Cahaya merupakan hal yang sangat berkaitan dan penting dalam kehidupak manusia. Cahaya dapat dideskripsikan sebagai gelombang elektromagnetik yang getaran medan listrik dan medan magnetnya saling tegak lurus. Cahaya mempunyai sifat yang bisa dipelajari secara fisikaseperti dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dapat berdispersi, dapat berinteferensi, dll. Hal tersebut merupakan bagian dari sifat-sifat cahaya.

Salah satu dari sifat cahaya adalah interferensi. Interferensi merupakan perpaduan dua gelombang atau lebih yang memiliki beda fase konstan dan amplitudo yang hampir sama. Interferensi dapat bersifat membangun dan merusak. Bersifat membangun jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan. Prinsip Huygens menerangkan bahwa setiap wave front (muka gelombang) dapat dianggap memproduksi wavelet atau gelombang-gelombang baru dengan panjang gelombang yang sama dengan panjang gelombang sebelumnya. Wavelet bisa diumpamakan gelombang yang ditimbulkan oleh batu yang dijatuhkan ke dalam air. [1]

Gambar 1 Pembentukan Pita Terang dan Pita Gelap dan Penampakan Layar dari Depan

Interferensi cahaya menghasilkan suatu pola interferensi (terang-gelap). Pada inteferensi, berlaku prinsip superposisi, yaitu “ Bila dua atau lebih gelombang tumpang tindih, maka pergeseran resultan di sembarang titik dan pada sembarang saat, dapat dicari dengan menambahkan pergeseran sesaat yang akan dihasilkan di titik itu oleh gelombang-gelombang itu seandainya setiap gelombang itu hadir sendirian. [2]

Untuk mengetahui sifat-sifat cahaya, dapat digunakan sebuah lensa. Lensa adalah benda bening yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat membiaskan atau meneruskan hamper semua cahaya yang melaluinya. Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembung (lensa positif) dan lensa cekung (negatif). Lensa cembung memiliki permukaan lebih tebal pada bagian tengahnya daripada bagian tepinya. Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan cahaya sehingga disebut lensa konvergen atau lensa konveks. Lensa cembung terdiri atas tiga macam bentuk, yaitu:

Gambar 2 a. lensabikonveks (cembung rangkap), b. lensa plankonveks (cembung datar), dan c. lensa konkaf konveks

(cembung cekung)

Untuk melukis bayangan pada lensa cembung dapat menggunakan tiga sinar istimewa yaitu sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus belakang (F), sinar datang yang melalui titik pusat optik diteruskan tanpa dibiaskan, sinar datang melalui titik fokus depan (F) dibiaskan sejajar sumbu utama. [3]

Cincin Newton adalah pola interferensi yang berupa lingkaran-lingkaran gelap dan terang yang konsentris. Pola fringes ini dihasilkan oleh interferensi cahaya yang

CINCIN NEWTONFajar Timur, Budiana, Devi Eka S., M. Zainuri

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: fajar.rumit@gmail.com

1

dipantulkan oleh lapisan udara yang terletak di antara gelas datar dan lensa cembung. Cincin Newton terjadi karena adanya perbedaan fase sinaryang datang dan memantul pada sebuah lensa plancknueks bikonveks yang dilaksanakan di atas sebuah kaca plan paralel yang memepunyai latarbelakang gelap. Cincin Newton sebenarnya adalah pola interferensi yang berupa lingkaran-lingkaran gelap dan terang yang konsemtris. Dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar.1 Perjalanan sinar pada cincin NewtonDapat dilihat pada gambar diatas bahwa seberkas

cahaya yang jatuh tegak lurus pada permukaan lensa 1, maka sebagian lagi diteruskan mengenai permukaan yang cekung /lengkung lensa, sebagian dipantulkan lagi dan sebagian dibiaskan lagi menembus lensa, keluar melalui lensa tipis udarah dan jatuh pada permukaan gelas, berkas ini akan dipantulkan lagi dan sebagian akan dibiaskan menembus lensa, keluar melalui lapisan tipis udarah dan jatuh pada permukaan gelas, berkas ini akan dipantulkan kembali. Cincin newton terjadi jika dipermukaan konveks dari sebuah lensa ditempatkan bersentuhan dengan pelat kaca datar dan selaput tipis udara yang terbentuk antara kedua permukaan .[4]

Pada percobaan kali ini memiliki tujuan untuk mempelajari peristiwa interferensi pada percobaan cincin newton, menjelaskan fungsi-fungsi alat pada cincin newton, mengukur panjang gelombang dari lampu halogen dengan menggunakan mikroskop vernier dengan panjang gelombang yang sebenarnya.

II.METODEPeralatan yang digunakan pada percobaan kali ini adalah

lampu halogen dan set alat newton ring’s. Output yang dihasilkan pada percobaan ini adalah data kuantitatif dan kualitatif. Kuantitatif yaitu nilai panjang gelombang dari lampu halogen dengan menggunakan metode cincin newton dan keseksamaan panjang gelombang yang dihitung menggunakan mikroskop vernier dengan panjang gelombang yang telah diketahui. Dan Kualitatif yaitu praktikan diharapkan dapat mempelajari peristiwa interferensi dan dapat menjelaskan fungsi-fungsi alat pada cincin newton. Yang akan diukur pada praktikum ini adalah nilai jari-jari pada cincin newton. Nilai jari-jari tersebut pada digunakan untuk perhitungan dalam mendapatkan nilai keseksamaan panjang gelombang.

Cara kerja yang dilakukan yaitu peralatan dipastikan telah lengkap. Lensa bikonveks dibersihkan dengan tissue yang

lembut sampai benar-benar bersih. Posisi lensa bikonveks diatur pada tempat. Lampu halogen dinyalakan dengan menekan starting switching pada line spectrum light source dan ditahan beberapa saat. Kemiringan reflector diatur sehingga pantulan dari sumber cahaya ke lensa bikonveks membentuk beberapa lingkaran.setelah itu skala pada mikroskop vernier diatur atau digeser untuk mendapatkan data yang dicari. Setelah selesai, peralatan segera dimatikan.

Pengambilan data dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Dari data yang diperoleh, dilakukan perhitungan panjang gelombang. Untuk mencari keseksamaan panjang gelombang hitung terhadap panjang gelombang sebenarnya atau yang telah diketahui, digunakan persamaan,

(1)Setelah mendapatkan data berupa jari-jari pada cincin

newton, dilakukan pengolahan data. Perhitungan nilai R lensa didapatkan melalui persamaan,

(2)Dengan n kaca yaitu 1,5. Kemudian akan dihitung pula besar panjang gelombang lampu halogen dengan persamaan,

(3)Dengan R (jari-jari kelengkungan lensa) yitu 2500 mm. kemudian dapat dilakukan perhitungan error nilai panjang gelombang dengan persamaan (2). Setelah itu dibuat grafik antara r2 dan m, dimana r2 sebagai sumbu x dan m sebagai sumbu y. dari grafik tersebut dicari besar regresi linier.

Flowchart

2

III. HASIL DAN PEMBAHASANBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut.

Tabel 1 Data Jari-Jari Pola Terang Bawah

No Orde r Bawah (mm)1 2 3 Rata-Rata

1 1 1,2 1 1 12 2 2,1 2,1 2,1 2,13 3 3 3 3,1 34 4 4,1 4,1 4,1 4,15 5 5 4,8 4,8 4,8

Tabel 2 Data Jari-Jari Pola Terang Atas

No Orde r Atas (mm)1 2 3 Rata-Rata

1 1 1 1,2 1 12 2 2,1 2,1 2,1 2,13 3 3 3,2 3 34 4 4,2 4,2 4,2 4,25 5 5,1 4,8 4,7 4,9

Nilai r rata-rata yang telah diperoleh untuk bawah dan atas dapat digunakan untuk menghitung panjang gelombang cahaya lampu halogen menggunakan persamaan (3) dengan R yang telah diketahui yaitu 2500 mm. Kemudian dihitung error panjang gelombang (λ) hitung terhadap panjang gelombang (λ) cahaya lampu halogen yang telah diketahui yaitu 625 nm menggunakan persamaan (2).

Tabel 3 Perhitungan Panjang Gelombang dan Error

No Orde r2

(mm)λ hitung

(mm)Error λ

(%)1 1 1,1 0,00046 27,182 2 4,4 0,00089 42,693 3 9,3 0,0012 98,454 4 17,2 0,0017 175,565 5 23,63 0,0019 202,54

Rata-rata 0,0012 109,28

Data yang diperoleh lalu dibuat grafik hubungan antara orde (m) dengan jari-jari kuadrat (r2)

Grafik 1 Hubungan Antara m dan r kuadrat

Pada percobaan kali ini dilakukan menggunakan beberapa alat seperti lampu halogen dan satu set alat cincin newton. Lampu halogen ini digunakan sebagai sumber cahaya yang memiliki panjang gelombang 625 nm. Lampu halogen berfungsi sebagai sumber cahaya. Satu set alat cincin newton terbagi lagi menjadi beberapa komponen yang memiliki fungsi masing-masing. Set alat cincin newton ini terbagi menjadi mikroskop vernier, lensa bikonveks, dan cermin datar. Pada mikroskop vernier, terdapat lensa objektif dan lensa okuler. Lensa objektif merupakan lensa cembung yang terletak didekat objek. Lensa bikonveks atau lensa cembung rangkap pada praktikum ini berfungsi untuk memfokuskan cahaya atau mengumpulkan cahaya sehingga pengamat dapat dengan jelas melihat objek berupa cincin newton yang terjadi. Sedangkan cermin datar yang terletak di bawah lensa

3

bikonveks berfungsi untuk memantulkan cahaya yang diteruskan oleh lensa bikonveks.

Ketika lampu halogen dinyalakan, cahaya akan jatuh pada lensa bikonveks. Kemudian cahaya ini ada yang dipantulkan oleh lensa bikonveks, ada pula yang diteruskan oleh lensa bikonveks. Cahaya yang diteruskan oleh cahaya bikonveks, jatuh mengenai cermin datar. Lalu cermin datar akan memantulkan kembali cahaya yang diterimanya. Sehingga terjadi peristiwa interferensi. Karena lensa bikonveks dan cermin datar yang digunakan berbentuk bulat, akibatkan pola gelap dan pola terang yang dihasilkan juga berbentuk lingkaran seperti cincin, sehingga disebut sebagai cincin newton.

Pada percobaan kali ini, dapat diamati bahwa pusat pola ini adalah pola terang. Jari-jari pola terang yang dihasilkan pada orde 1, 2, dan 3 diukur dengan menggunakan mikroskop vernier yang berskala 0.01 mm. Perhitungan orde ini dihitung mulai orde terang yang terdekat dengan orde terang pusat. Dari perhitungan yang telah diketahui, didapatkan nilai panjang gelombang cahaya lampu halogen sebesar 0.00013697 mm atau 120 nm dengan error yaitu sebesar 109,28%.

IV. KESIMPULANBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diketahui

bahwa panjang gelombang cahaya lampu halogen adalah 120 nm dengan error yaitu sebesar 109,28%.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT, Rasulullah SAW, Dosen pengampu mata kuliah gelombang, Bapak M. Zainuri dan asisten laboratorium gelombang dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam melaksanakan percobaan ini.

DAFTAR PUSTAKA[1] Giancoli. (2001). “Fisika Jilid 2 Edisi Kelima”. Jakarta: Erlangga[2] Halliday, Resnick. (1990). “Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga”. Jakarta:

Erlangga[3] Young Freedman. (2003). “Fisika Universitas”. Jakarta: Erlangga[4] Dosen-dosen Fisika ITS. 1986.“Fisika II”. ITS Press : Surabaya.

4