DIFRAKSI

DIFRAKSI

LAPORAN PRAKTIKUM OPTIK

Disusun oleh:

Nita Nurtafita107016300115

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUANUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA1432 H/2010 M

PERCOBAAN 6

DIFRAKSI

A. Judul Percobaan

Difraksi

B. Tujuan Percobaan

Mahasiswa dapat memahami proses pengukuran panjang gelombang cahaya

C. Teori Dasar

Apabila permukaan gelombang melewati sebuah celah sempit, di mana lebar

celah lebih kecil daripada panjang gelombangnya, maka gelombang tersebut akan

mengalami lenturan. Selanjutnya terjadi gelombang setengah lingkaran yang

melebar di daerah bagian belakang celah tersebut. Peristiwa ini disebut difraksi

atau lenturan.

1. Difraksi Cahaya pada Celah Tunggal

Difraksi/lenturan cahaya pada celah tunggal akan menghasilkan garis

terang/interferensi maksimum pada layar yang berjarak L dari celah apabila

selisih lintasan antara cahaya yang datang dari A dan B.

Gambar di bawah ini memperlihatkan gelombang cahaya yang datang pada

sebuah celah yang sangat sempit. Pola interferensi pada difraksi celah tunggal ini

terlihat adanya garis-garis gelap. Sedangkan pola terangnya lebar. Terang pusat

akan melebar setengah bagian lebih lebar pada kedua sisi.

Syarat terjadinya pola difraksi pada celah tunggal :

Difraksi minimum (gelap): d sin θ = nλ ; n = 1, 2, 3, …

Difraksi maksimum (terang): d sin θ = (n - 12

)λ; n = 1, 2, 3, …

2. Difraksi Cahaya pada Kisi

Kisi adalah celah sangat sempit yang dibuat dengan menggores sebuah

lempengan kaca dengan intan. Sebuah kisi dapat dibuat 300 sampai 700 celah

setiap 1 mm. pada kisi, setiap goresan merupakan celah.

Sebuah kisi memiliki konstanta yang menyatakan banyaknya goresan tiap

satu satuan panjang, yang dilambangkan dengan d, yang juga sering dikatakan

menjadi lebar celah. Dalam sebuah kisi, lebar celah dengan jarak antara dua celah

sama apabila banyaknya goresan tiap satuan panjang dinyatakan dengan N.

Pada sebuah kisi yang disinari cahaya yang sejajar dan tegak lurus kisi, dan di

belakang kisi ditempatkan sebuah layar, maka pada layar tersebut akan terdapt

garis terang dan gelap, jika cahaya yang dipakai adalah monokromatik. Kemudian

akan terbentuk deretan spektrum warna jika cahaya yang digunakan sinar putih

(polikromatik).

Garis gelap dan terang atau pembentukan spektrum akan lebih jelas dan tajam

jika lebar celahnya semakin sempit atau konstanta kisinya semakin banyak/besar.

Garis gelap dan terang dan spektrum tersebut merupakan hasil interferensi dari

cahaya yang berasal dari kisi tersebut yang jatuh pada layar titik/tempat tertentu.

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.

Kisi difraksi merupakan piranti untuk menghasilkan spektrum dengan

menggunakan difraksi dan interferensi, yang tersusun oleh celah sejajar dalam

jumlah sangat banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam orde 1.000

per mm). Dengan menggunakan banyak celah, garis-garis terang dan gelap yang

dihasilkan pada layar menjadi lebih tajam. Bila banyaknya garis (celah) per satuan

panjang, misalnya cm adalah N, maka tetapan kisi d adalah:

d = 1 / N

Di titik P akan terjadi terang jika memenuhi persamaan berikut:

d sin θ=nλ ataudyL

=nλ

Keterangan:

d : konstanta kisi = 1/N dengan N = jumlah celah/cm

D. Rangkaian Percobaan

E. Alat dan Bahan

Kode Nama Alat Jml

POG 460 01 Kotak cahaya 1

POG 460 02 Pemegang kotak cahaya 1

FPT 16.02/66 Rel presisi 2

FPT 16.04/68 Kaki rel 2

FPT 16 03/67 Penyambung rel 1

POF 180 01 Kisi difraksi 1

FPT 16 09/79 Diafragma celah tunggal 1

POF 225 Filter warna 3

POG 700 Layar putih 1

FPT 16 17/87 Tumpakan berpenjepit 6

FPT 16 14/84 Lensa f = +100 mm. bertangkai 1

FPT 16 13/83 Lensa f = + 50 mm. bertangkai 1

FPT 16 07/77 Pemegang slaid diafragma 2

KAL 99 Kabel penghubung 2

KAL 60/5A Catu daya 1

F. Prosedur Percobaan

1. Siapkan peralatan seperti terlihat pada gambar rangkaian percobaan.

2. Nyalakan catu daya.

3. Atur jarak antara kotak cahaya dengan lensa f = +50 mm sebesar 5 cm.

Lensa ini digunakan untuk mensejajarkan sinar yang datang dari kotak

cahaya.

4. Atur letak lensa f = +100 mm sehingga terbentuk bayangan cahaya

tunggal yang tajam pada layar.

5. Letakkan pemegang slaid diafragma di belakang lensa (f = +100 mm),

masukkan kisi difraksi ke dalam pemegang celah diafragma.

6. Geserlah kisi mendekati atau menjauhi layar. Amati perubahan yang

tejadi. Catat pada tabel pengamatan.

7. Masukkan filter warna merah pada celah pemegang diafragma belakang

kotak cahaya, kemudian ukurlah besaran-besaran berikut:

L = jarak kisi ke layar

y = jarak antara dua garis yang berada di kiri dan kanan garis utama.

Catat hasilnya pada data pengamatan.

8. Ulangi langkah di atas berturut-turut untuk filter hijau dan biru.

9. Jika telah selesai, matikan catu daya.

G. Data Hasil Percobaan

d = 1/1500

Warna Cahaya L (mm) Y (mm) λ (nm)

Merah 100 75 500

Hijau 100 57 380

Biru Muda 100 41 273,33

Kuning 100 66 440

Ungu 100 32 213,33

d = 1/1800

Warna Cahaya L (mm) Y (mm) λ (nm)

Merah 100 75 416,67

Hijau 100 57 316,67

Biru Muda 100 41 227,78

Kuning 100 66 366,67

Ungu 100 32 177,78

H. Pengolahan dan Analisis Data

Menghitung kesalahan relatif tiap percobaan untuk d = 1/1500

Persentasekesalahan=|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ]nilai sebenarnya |×100 %

1) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna merah


= | [ 500 ]−[ 722 ]722 |×100 %=30,74 %

2) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna hijau

Persentas e kesalahan=|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ]nilai sebenarnya |×100 %

= |[ 380 ]−[ 577 ]577 |× 100 %=34,14 %

3) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna biru muda


= |[ 273,33 ]−[ 492 ]492 |×100 %=44,44 %

4) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna kuning


= |[ 440 ]− [597 ]597 |×100 %=26,29 %

5) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna ungu


= | [ 440 ]− [ 455 ]455 |× 100 %=3,29 %

Menghitung kesalahan relatif tiap percobaan untuk d = 1/1800


1) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna merah


= |[ 416,67 ]−[722 ]722 |×100 %=42,28 %

2) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna hijau


= |[ 316,67 ]−[ 577 ]577 |×100 %=45,12 %

3) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna biru muda


= | [ 227,78 ]−[ 492 ]492 |×100 %=53,70 %

4) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna kuning


= |[ 366,67 ]−[ 597 ]597 |×100 %=38,58 %

5) Persentase kesalahan untuk gelombang cahaya warna ungu

Persentasekesalahan=|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ]nilaisebe narnya |×100 %

= | [ 177,78 ]−[ 455 ]455 |×100 %=60,93 %

I. Kesimpulan

Berdasarkan data hasil percobaan, maka didapat panjang gelombang pada

masing-masing spektrum warna yaitu sebagai berikut:

Untuk d = 1/1500

Spektrum WarnaPanjang gelombang

hasil percobaan (λ) nm

Merah 500

Hijau 380

Biru muda 273,33

Kuning 440

Ungu 213,33

Untuk d = 1/1800



Merah 416,67

Hijau 316,67

Biru muda 227,78

Kuning 366,67

Ungu 177,78

Berdasarkan data hasil percobaan maka dapat disimpulkan bahwa cahaya

merah memiliki panjang gelombang terbesar yaitu 500 nm (pada d = 1/1500)

dan 416,67 nm (pada d = 1/1800). Sedangkan cahaya ungu memiliki panjang

gelombang terkecil yaitu 213,33 nm (pada d = 1/1500) dan 177,78 nm (pada

d = 1/1800). Hal tersebut terjadi karena letak cahaya merah yang menjauhi

titik terang pusat dan cahaya ungu yang mendekati titik terang pusat,

sehingga cahaya merah dengan panjang gelombang terbesar mengalami

lenturan atau pembelokkan paling besar dan cahaya ungu mengalami lenturan

terkecil karena panjang gelombang cahaya ungu yang paling kecil.

Adapun untuk hasil perbandingan data percobaan dengan buku referensi

terdapat perbedaan yang cukup besar, hal ini mungkin terjadi disebabkan

karena adanya kesalahan paralak dalam pengukuran dan kurang teliti dalam

melakukan pengamatan dan pengambilan data.

J. Tugas Akhir

1) Hitunglah panjang gelombang cahaya merah, hijau, biru?

Jawab:

Untuk d = 1/1500

Cahaya merah:

λ=dyL

=

11500

× 75

100=(5×10−4 ) (106 )=500 nm

Cahaya hijau:

λ=dyL

=

11500

× 57

100=(3,8 ×10−4 ) (106 )=380 nm

Cahaya biru:

λ=dyL

=

11500

× 41

100=(2,733 ×10−4 ) (106 )=273,33 nm

Untuk d = 1/1800

Cahaya merah:

λ=dyL

=

11800

× 75

100=(5×10−4 ) (106 )=416,67 nm

Cahaya hijau:

λ=dyL

=

11800

× 57

100=(3,8 ×10−4 ) (106 )=316,67 nm

Cahaya biru:

λ=dyL

=

11800

× 41

100=(2,733 ×10−4 ) (106 )=227,78 nm

2) Bandingkan hasilnya dengan panjang gelombang pada buku-buku

referensi?

Jawab:

Perbandingan panjang gelombang hasil pengukuran dan perhitungan

dengan buku referensi sebagai berikut :

Untuk d = 1/1500



Panjang gelombang

referensi (λ ) nm

Merah 500 622 – 722 nm

Hijau 380 492 – 577 nm

Biru muda 273,33 455 – 492 nm

Kuning 440 577 – 597 nm

Ungu 213,33 390 – 455 nm

Untuk d = 1/1800



Panjang gelombang

referensi (λ ) nm

Merah 416,67 622 – 722 nm

Hijau 316,67 492 – 577 nm

Biru muda 227,78 455 – 492 nm

Kuning 366,67 577 – 597 nm

Ungu 177,78 390 – 455 nm

DIFRAKSI

Documents

Transcript of DIFRAKSI