EKSPERIMEN FISIKA: INTERFEROMETER FEBRY-PEROT

Download Free e-books Fisika di http://www.elhobela.co.cc Persembahan Web-Blog Edukasi ELHOBELA

EKSPERIMEN INTERFEROMETER FEBRY-PEROT

LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA II

Diajukan guna memenuhi tugas praktikum Eksperimen Fisika II untuk Mahasiswa

Fisika Semester VI

Oleh

ABDUS SOLIHIN

NIM 071810201067

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKA DAN FISIKA MODERN

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2010


Kata Pengantar

Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam yang telah memberi sangat

banyak kenikmatan kepada makhluknya, sehingga dengankenikmatan itu hamba

ini mampu menyelesaikan tulisan ini. Shalawat an salam tetap tercurahkan kepada

Rasullullah Muhammad SAW yang telah menyampaikan risalah kebaikan akhlak,

keobjektifan berpikir, dan kemaksimalan humanisme lewat ayat-ayat Qur’aniah

yang dibawanya berupa Al-Qur’an, Al-Hadits, dan peluang kemajuan yang berupa

ayat-ayat kauniah.

Salah satu dari sedemikian banyaknya ayat kauniah tersebut adalah

fenomena Interferensi pada Interferometer Febry-Perot. Dan demikianlah

eksperimen ini dapat menambah kerangka filosofis bagi penulis, dan semoga juga

bagi pembaca, guna kemaksimalan ilai-nilai kemanusiaan kita dihadapan sesama

dan dihadapan Sang Pencipta.

Demikian kami ucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Ketua Jurusan Fisika: Bpk. Dr. Edy Sutrisno

2. Dosen pembimbing praktikum: Bpk. Supriadi, S.Si

3. Asisten pembimbing

Sebagaimana pri-bahasa tak ada gading yang tak retak, maka penulis

mengharapkan kritik dan saran guna penyempurnaan tulisan selanjutnya. Penulis

ucapkan terimakasih banyak atas perhatiannya.

Penulis,

ABDUS SOLIHIN


ABDUS SOLIHIN

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jember

email: [email protected]

ABSTRAK

Interferometer adalah alat yang dipergunakan untuk mengetahui pola-

pola interferensi suatu gelombang. Dalam eksperimen ini dilakukan percobaan

dengan menggunakan desain Interferometer Febri-Perot. Percobaan

Interferometer Febry-Perot dilakukan dengan meletakkan secara paralel (sejajar)

posisi Movable mirror dan adjustable mirror. Dengan posisi demikian, akan

terjadi perbedaan lintasan dari cahaya yang masuk melewati lens 1,8 nm tersebut

yang diakibatkan oleh pola reflektansi dan tranmisivitas cahaya yang melewati

kedua mirror yang bersangkutan. Selanjutnya, hal ini akan menyebabkan adanya

beda fase dan penguatan fase (yang biasa disebut sebagai interferensi) yang

selanjutnya menyebabkan munculnya pola-pola pada frinji. Hasil dari eksperimen

ini membuktikan bahwa Penambahan dan banyaknya jumlah frinji (N)

berbanding lurus dengan pergeseran Movable mirror 𝑑𝑚 yang dilakukan. Hal

ini dapat terlihat dari semakin besarnya nilai N (banyaknya frinji), maka nilai 𝑑𝑚

(jarak pergeseran Movable mirror terhadap titik acuan) juga menunjukkan angka

yang semakin besar. Dan dapat diketahui bahwa jenis desain interferometer ini

jauh lebih smooth dari pada Interferometer Michelson.

Kata Kunci: Interferometer Febry-Perot, Frinji, Movable Mirror, Adjustable

Mirror, Inteferensi

mailto:[email protected]


BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Interferometer adalah alat yang dipergunakan untuk mengetahui pola-pola

interferensi suatu gelombang. Salah satu jenis interferometer tersebut adalah

Interferometer Febry-Perot. Percobaan Interferometer Febry-Perot pertama kali

dilakukan pada akhir abad ke-19 oleh C. Febry dan A. Perot untuk

menggambarkan perbaikan yang signifikan dari Interferometer Michelson.

Eksperimen Interferensi Febry-Perot menggunakan bidang permukaan yang

keduanya membiaskan hanya sebagian cahaya sehingga memungkinkan adanya

banyak sinar yang akan menciptakan pola interferensi. Dengan demikian,

interferensi yang dihasilkan pada penampakan frinji lebih smooth.

Percobaan Interferometer Febry-Perot dilakukan dengan meletakkan

secara paralel (sejajar) posisi Movable mirror dan adjustable mirror. Dengan

posisi demikian, akan terjadi perbedaan lintasan dari cahaya yang masuk melewati

lens 1,8 nm tersebut yang diakibatkan oleh pola reflektansi dan tranmisivitas

cahaya yang melewati kedua mirror tersebut. Selanjutnya, perbedaan lintasan ini

akan menyebabkan adanya beda fase dan penguatan fase (yang biasa disebut

sebagai interferensi) yang selanjutnya menyebabkan munculnya pola-pola pada

frinji.

Dalam perkembangan selanjutnya, Interferometer Febry-Perot tidak

hanya dapat digunakan untuk memberikan efek smooth pada pola interferensi

frinji dibandingkan Interferometer Michelson, akan tetapi dapat pula digunakan

dalam penentuan sifat-sifat gelombang lebih lanjut, misalnya dalam penentuan

panjang gelombang cahaya tertentu, pola penguatan interferensi yang terjadi, dan

sebagainya. Sehingga, mengingat nilai guna dari eksperimen ini yang sedemikian

luasnya, maka percobaan Interferensi Febry-Perot ini menjadi penting untuk

dilakukan.


1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana hubungan antara jumlah frinji (N) dengan pergeseran cermin

𝑑𝑚 pada eksperimen Interferometer Febry-Perot ini dilihat dari bentuk

dan pola pengamatan grafik yang terbentuk?

2. Berapa nilai tetapan kalibrasi k1 dan k2 dari analisa grafik maupun

penurunan kuantitatif yang dilakukan pada eksperimen Interferometer

Febry-Perot ini dan bagaimana hubungan antar keduanya?

1.2 Tujuan Praktikum

1. Mengetahui hubungan antara jumlah frinji (N) dengan pergeseran cermin

𝑑𝑚 pada eksperimen Interferometer Febry-Perot dilihat dari bentuk dan

pola pengamatan grafik yang terbentuk.

2. Mengetahui nilai tetapan kalibrasi k1 dan k2 dari analisa grafik maupun

penurunan kuantitatif yang dilakukan pada eksperimen Interferometer

Febry-Perot dan bagaimana hubungan antar keduanya.

1.3 Manfaat dan Kegunaan

Dengan melakukan eksperimen ini, praktikan akan dapat mengetahui

karakteristik Interferometer Febry-Perot yang memiliki nilai guna yang

sedemikian luas meliputi ke-smooth-an visualisasi frinji yang terbentuk,

penentuan panjang gelombang cahaya tertentu, pola penguatan interferensi

yang terjadi, dan sebagainya. Sehingga, dengan demikian akan dapat

menambah wawasan dalam pengembangan bidang optika dan gelombang

dalam keilmuan fisika.


BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Interferensi gelombang merupakan perpaduan antara dua gelombang atau

lebih pada suatu daerah tertentu pada saat yang bersamaan. Interferensi dua

gelombang yag mempunyai frekuensi, amplitude, dan arah getaran sama yang

merambat menurut garis lurus dengan kecepatan yang sama tetapi berlawanan

arahnya, menghasilkan gelombang stasioner atau gelombang diam. Interferensi

desdruktif (saling meniadakan) terjadi bila gelombang-gelombang yang

mengambil bagian dalam interferensi memiliki fase berlawanan. Sedangkan

interferensi konstruktif (saling menguatkan) terjadi jika gelombang-gelombang

yang mengambil bagian dalam interferensi memiliki fase yang sama. Interferensi

konstruktif biasa disebut juga dengan superposisi gelombang. (Bahrudin, 2006:

140)

Salah satu alat yang dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi pola

interferensi tersebut adalah interferometer. Alat ini dapat dipegunakan untuk

mengukur panjang gelombang atau perubahan panjang gelombang dengan

ketelitian sangat tinggi berdasarkan penentuan garis-garis interferensi. Walaupun

pada awal mula dibuatnya alat ini dipergunakan untuk membuktikan ada tidaknya

eter. (Halliday,1994:715).

Dalam interferometer ini, kedua gelombang yang berinterferensi diperoleh

dengan jalan membagi intensitas gelombang semula. Contohnya adalah

interferometer Febry-Perot yang merupakan perbaikan lebih lanjut dari

Interferometer Michelson, interferometer ini juga sangat berguna dalam

pengukuran indeks bias dan jarak. Prinsip kerja dari percobaan yang dilakukan

oleh A. Perot telah menghasilkan beberapa variasi konfigurasi. Agar pola

interferensi yang misalnya berwujud lingkaran-lingkaran gelap-terang dapat

terjadi, hubungan fase antara gelombang-gelombang di sembarang titik pada pola

interferensi haruslah koheren. (Tjia,1994: 181)


Interferometer Fabry-Perot dibangun dengan menggunakan dua plat sejajar

yang permukaannya sangat reflektif dan pada umumnya dipisahkan oleh udara.

Dua buah plat kaca dipisahkan oleh sebuah jarak d yang mempnyai sifat untuk

memeantulkan pada permukaannya.Gelombang keluar dari plat setelah

mengalami banyak refleksi selanjutnya dikumpulkanoleh lensa dan gambar dapat

diobservasi pada sebuah layar. Keakurasian sebuah interferometer dapat

mengukur panjang gelombang dari cahaya yang disebut chromatic resolving

power.(Robert Guenther,1990:111)

Pada percobaan interferometer Febry-Perot ini menggunakan sebuah

interferometer, dimana interferometer itu sendiri berasal dari kata interferensi dan

meter yang berarti suatu alat yang digunakan unutuk mengukur panjang atau

perubahan panjang dengan ketelitian yang sangat tinggi berdasarkan penentuan

garis-garis interferensi. (Halliday, 1994 : 715)

Gambar 2.1 Pola penampakan Frinji dalam hubungannya dengan sudut θ

Instrumen optika yang dikenal memanfaatkan sumber laser ini dan juga

dikenal baik dalam penggunaanya adalah interferometer Fabry-Perot. Alat ini

memanfaatkan interferensi dari banyak gelombang. Interferometer Fabry-Perot

(IFP) didesain oleh C. Fabry dan A. Perot menggambarkan perbaikan yang

signifikan terhadap interferometer Michelson (IM). Dibedakan dengan IM maka

2d cos θ 2d

θ


desain IFP mengandung permukaan bidang yang keduanya membiaskan hnaya

sebagian cahaya sehingga memungkinkan adanya banyak sinar yang menciptakan

pola interferensi. Teori umum yang medasari ariinter ferometer Michelson masih

dapat diterapkan untuk Interferometer Fabry-Perot, namun dengan adanya

pemantulan berulang memperkuat area dimana efek interferensi konstruktif dan

destruktif terjadi menyebabkan frinji-frinji hasil interferensi didefinisikan dengan

lebih jelas. Ini mengijinkan lebih teliti untuk pengukuran panjang gelombang.

(Arkundato dan Rohman,2007:4.39-4.41).

Prinsip reflektansi dan transmisivitas pada eksperimen Interferometer

Febry-Perot ini dapat dijelaskan sebagai berikut: sinar dikirim mundur maju

melalui gas beberapa kali oleh sepasang cermin sejajar, sehingga seperti

merangsang emisi berdasarkan sebanyak mungkin atom yang tereksitasi. Salah

satu cermin itu adalh tembus cahaya sebagian, sehingga sebagian dari berkas sinar

itu muncul sebagai berkas sinar ke luar. (Zemansky, 1994 : 1087-1088)

Dengan menggerakkan micrometer secara perlahan-lahan sehingga

pada jarak dm tertentu serta menghitung jumlah lingkaran N, berapa kali pola frinji

kembali pada pola awal, maka panjang gelombang cahaya (λ) akan dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan:

N

dm

.2

(2.1)

l = kdm (2.2)

dimana k adalah tetapan kesebandingan (kalibrasi) yang dapat dicari dengan

persamaan

(2.3) m

d

Nk

2


Dengan kalibrasi ini maka interferometer dapat digunakan untuk mengukur

panjang gelombang. (Hariharan, 2007: 47)

Interferometer Febry-Pero menghasilkan lingkaran-lingkaran gelap terang

yang amat kontras, yakni menampilkan pola interferensi yang sangat tajam dan

banyak dipakai untuk menyelidiki panjang gelombang warna-warna suatu sumber

cahaya. Garis-garis gelap – terang pola interferens yang sejajar itu terutama

disebabkan oleh variasi ketebalan celah udara diantara kedua lempeng kaca

tersebut.( Soedojo,1992:93)

Sehingga dapat diketahui bahwa interferensi satu berkas cahayanya dapat

dipandang sebagai sebuah gelombang dari medan listrik-magnetik yang berosilasi.

Yaitu yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombang-gelombang tersebut.

Hasil penjumlahan itu akan memberikan intensitas yang maksimum disuatu titik,

apabila di titik tersebut gelombang-gelombang itu selalu sefase. Agar pola

interferensi yang misalnya berwujud lingkaran-lingkaran gelap-terang dapat

terjadi, hubungan fase antara gelombang-gelombang di sembarang titik pada pola

interferensi haruslaah tetap sepanjang waktu, atau dengan kata lain gelombang-

gelombang itu harus koheren. Syarat koheren tidak terpenuhi jika gelombang-

gelombang itu berasal dari sumber-sumber cahaya yang berlainan, sebab setiap

sumber cahaya biasa tidak memancarkan gelombang cahaya secara kontinu,

melainkan terputus-putus, gelombang elektromagnetik cahaya dipancarkan

sewaktu terjadi dieksitasi atom. (Soedojo, 1992 : 78)


BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang dipergunakan dalam eksprimen ini meliputi :

1. Meja interferometer (precision interferometer, OS-2955A) yang

berfungsi sebagai tempat meletakkan perlengkapan interferometer

Michelson.

2. Sumber laser He-Ne (OS-9171) berfungsi sebagai sumber cahaya yang

akan digunakan dalam eksperimen interferometer Michelson.

3. Bangku lase He-Ne (OS-9172) berfungsi sebagai tempat meletakkan

laser He-Ne.

4. Perlengkapan interferometer Michelson :

a. Viewing Screen (Layar Pengamatan) sebagai tempat visualisasi

pola frinji yang merupakan interpretasi dari pola interferensi yang

terjadi, berwana putih untuk lebih memperjelas penampakan

cahaya laser.

b. Compensator memilki fungsi menyamakan fasa gelombang yang

berasal dari suber cahaya (laser He-Ne).

c. Movable mirror (M1) berfungsi sebagai transmisi berkas menuju

pemisah bekas dan dari pemisah berkas, sebagian dari berkas

cahaya tersebut akan direfleksikan oleh pemisah berkas menuju

layar pengamatan dengan posisinya yang berubah-ubah.

d. Adjustable mirror (M2) berfungsi sebagai pereflaksi berkas menuju

pemisah bekas dan dari pemisah berkas, sebagian dari berkas

cahaya tersebut akan ditransmisikan oleh pemisah berkas menuju

layar pengamatan dengan posisinya yang tetap.

e. Convex lens 18 nm memiliki fungsi sebagai pemfokus serta

penyebar berkas cahaya yang berasal dari sumbercahaya (laser He-

Ne).


3.2 Langkah Kerja

Langkah kerja dalam eksperimen interferometer Febry-Perot yaitu :

1. Peralatan disusun sedemikian rupa, dimana posisi adjustable mirror

dan Movable mirror di posisikan parallel atau sejajar.

Gambar 3.1 Rangkaian Interferometer Febry-Perot

2. Laser He-Ne diletakkan tepat didepan lensa sejajar dengan meja

interferometer Febry-Perot.

3. Adjustable mirror (M2) ditutup, kemudian posisi Movable mirror (M1)

diatur hingga berkas pantulnya dapat diamati pada layar pengamatan.

Dengan cara yang sama posisi Adjustable mirror (M2) diatur, hingga

berkas cahaya dari M2 berimpit dengan berkas cahaya dari M1.

4. Secara perlahan skrup pengatur M2 diputar hingga pola interferensinya

dapat diamati dengan jelas pada layar pengamatan.

5. Posisi mikrometer skrup diatur pada skala setengah utama, serta

perubahan frinji pada layar pengamatan diamati.

6. Mikrometer diputar satu putaran penuh berlawanan arah jarum jam.

Secara perlahan mikrometer diputar kembali sampai angka nol pada

knop berimpit dengan garis tanda.

7. Pada layar dibuat garis yang berimpit dengan salah satu tepi lingkaran

frinji yang dipilih, yang nantinya akan menjadi acuan dalam

manghitung jumlah perubahan frinji (N).


8. Posisi awal mikrometer dicatat sebelum memulai melakukan

penghitungan.

9. Knop mikrometer diputar secara perlahan berlawanan dengan arah

jarum jam, pada saat yang bersamaan banyaknya frinji yang melintasi

batas tersebut dihitung. Knop diputar sampai jumlah frinji N=25. Dan

posisi mikrometer yang baru dibaca kembali (dm).

10. Posisi d25 dicatat sehingga jarak mikrometer dapat dihitung menurut

langkah 8 dan 9.

11. Langkah 9 dan 10 diulang untuk jumlah frinji yang berbeda. Jumlah

frinji tersebut dibuat kelipatan 25, lakukan pengamatan hingga

diperoleh 10 data frinji yang berbeda.

3.3 Metode Analisa

Dari data yang telah diperoleh dapat di cari tetapan kalibrasinya 𝑘1 dari grafik

untuk 𝑁 = 𝑓 𝑑𝑚 dimana N adalah fungsi dari 𝑑𝑚 . Berdasarkan grafik hubungan

antara jumlah yang dirumuskan, dapat diidentifikasi variable-variabel berikut:

3.3.1 Dari grafik diperoleh

N

𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑐

dm

Sehingga:

𝑘1 =𝑁𝜆

2𝑑𝑚 (3.1)

Kaitan antara 𝑘1 dengan 𝑘2 yaitu diberikan oleh persamaan dibawah ini :

𝑘2 = 𝑘1𝜆

2 (3.2)

Dimana k1 = m

Sedangkan kaitan antara 𝑘1 dengan 𝑘2 yaitu sebagai berikut :


𝜆 = 2 𝑘2

𝑑𝑚

𝑁

𝜆 = 2 𝑘2

𝑘1 (3.3)

Dimana:

N = jumlah frinji

λ = panjang gelombang laser HeNe 623,8 nm

dm= pergeseran cermin ( meter )

Sehingga dapat diketahui ralatnya sebagai berikut:

𝜎2𝑦 = 1

𝑁 𝑦𝑖 − 𝑐 − 𝑚𝑥 2

𝜎2𝑚 = 𝑁𝜎𝑦2

𝑁 𝑥𝑖2 − 𝑥𝑖 2

𝜎2𝑐 = 𝜎2𝑦𝛴𝑥𝑖

2

𝑁 𝑥𝑖2 − 𝑥𝑖 2 (3.4)

𝑘2 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =𝑚𝜆

2 (3.5)

3.3.2 Tabel Pengamatan

Jumlah frinji (N) Posisi mikrometer (dm)

25 … Mikrometer

50 … Mikrometer

75 … Mikrometer

100 … Mikrometer

125 … Mikrometer

150 … Mikrometer

175 … Mikrometer

200 … Mikrometer

225 … Mikrometer

250 … Mikrometer


BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Data yang diperoleh dari hasil pengamatan ditunjukkan dengan tabel berikut:

N dm (m) k2 XiYi ∑Xi∑Yi Xi^2 (∑Xi)^2

25 0.00000011 72.5 0.00000275 0.006435 1.21E-14 2.1902E-11

50 0.00000019 83.947368 0.0000095

3.61E-14

75 0.00000027 88.611111 0.00002025

7.29E-14

100 0.00000034 93.823529 0.000034

1.156E-13

125 0.00000043 92.732558 0.00005375

1.849E-13

150 0.00000051 93.823529 0.0000765

2.601E-13

175 0.00000059 94.618644 0.00010325

3.481E-13

200 0.00000067 95.223881 0.000134

4.489E-13

225 0.00000075 95.7 0.00016875

5.625E-13

250 0.00000082 97.256098 0.000205

6.724E-13

Sedangkan hasil ploting grafik dari tabel diatas memberikan tampilan sebagai

berikut:

Grafik 4.1 Hubungan antara jumlah finji dan pergeseran cermin

y = 313,837,511.46 x - 9.38

0

50

100

150

200

250

300

0 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000001

Jum

lah

Fri

nji

(N)

Pergeseran Cermin (dm)

Grafik Hubungan Antara Jumlah Frinji (N) dengan Pergeseran Cermin (dm)


Dari grafik tersebut dapat diketahui Tetapan kalibrasi 𝑘1 untuk 𝑁 =

𝑓 𝑑𝑚 yaitu N fungsi dari 𝑑𝑚 sebesar : k1 = 1,55 x 108 = 155.136.455

Dari nilai 𝑘1 dapat diperoleh nilai k2 yang besarnya: k2 = 49,47301538

Dari data hasil pengamatan diperoleh tetapan kalibrasinya (k2) adalah sebagai

berikut : 𝑘2 = 90,823672 = 9,0823672 x 10−1

Sedangkan nilai Ralat Gradiennya adalah sebesar 3,138 x 108 dengan nilai

𝑣2 adalah 1,3 x 1010 .

Penjelasan mengenai hal-hal yang berkaitan dengan nilai-nilai kuantitatif tersebut

akan dijelaskan pada sub-bab pembahasan berikutnya.

4.2 Pembahasan

Dalam eksperimen ini, didapatkan data bahwa penambahan dan banyaknya

jumlah frinji (N) berbanding lurus dengan pergeseran Movable mirror yang

dilakukan. Hal ini dapat terlihat dari semakin besarnya nilai N (banyaknya frinji),

maka nilai dm (jarak pergeseran Movable mirror terhadap titik acuan) juga

menunjukkan angka yang semakin besar. Data tersebut didapat dengan melakukan

pengamatan terhadap penambahan jumlah frinji dan pengamatan terhadap

pergeseran Movable mirror dari titik acuan awal perhitungan. Pergeseran pada

Movable mirror tersebut dilakukan dalam orde mikrometer. Sehingga guna

kehati-hatian dalam mendapatkan data yang valid, selain melakukan pengamatan

dan pencatatan terhadap mikrometer pada interferometer, pengamat juga

melakukan perhitungan matematis terhadap penentuan nilai yang pasti dan

pengkalibrasian titik awalnya.

Misalnya saat N=25, pergeseran Movable mirror (dm) memberikan angka

0.00000011. Sedangkan saat N=50, pergeseran Movable mirror (dm) memberikan

angka 0.00000019; saat N=75, pergeseran Movable mirror (dm) bernilai

0.00000027; dan demikian seterusnya hingga N=250, pergeseran Movable mirror

(dm) menunjukkan angka 0.00000082. Sehingga, dari perlakuan penambahan nilai

N yang berlipat 25 tersebut (dengan 10 sampel hingga nilai 250) dan pergeseran

Movable mirror yang dalam eksperimen ini dibiarkan mengikuti pola nilai N, jika


dicoba ditelaah dari analisa uji deret, maka kedua hubungan antara (N) dan (dm)

memberikan pola yang sama dalam merepresentasikan pola-pola deret aritmetika.

Pola ini dapat terlihat dari penambahan dengan nilai yang mendekati sama pada

satu pelakuan nilai N ke nilai N yang lain terhadap nilai 𝑑𝑚 ke nilai 𝑑𝑚

selanjutnya secara berurutan. Dimana, rata-rata panambahan nilai 𝑑𝑚 pada setiap

perlakuan nilai N secara berurutan adalah 7 x 10−7 hingga 8 x 10−7.

Dengan demikian, semakin jelaslah bahwa grafik hubungan antara jumlah

frinji dan pergeseran Movable mirror menunjukkan bahwa grafik yang terbentuk

cenderung linear dan bahkan sangat mendekati smooth (linear sempurna). Dan,

terbukti bahwa penambahan dan banyaknya jumlah frinji (N) berbanding lurus

dengan pergeseran Movable mirror yang dilakukan. Sehingga, tampilan frinji

yang merupakan interpretasi dari pola interferensi dengan menggunakan

Interferometer Febri-Perot ini lebih smooth atau memiliki tampilan dan analisa

yang lebih baik dari pada desain Interferometer Michelson.

Dalam eksperimen ini juga dilakukan analisa grafik maupun matematis

terhadap nilai 𝐾1 dan 𝐾2. Pengertian kalibrasi yang dimaksud menurut ISO/IEC

Guide 17025:2005 adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara

nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai

yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang

berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Sehingga, dalam

eksperimen ini, nilai 𝐾1 bergantung dari pemosisian Adjustable Mirror dan

Movable Mirror. Pemosisian yang dimaksud berkaitan dengan jarak Adjustable

Mirror maupun Movable Mirror dan posisi keparalelan (kesejajaran) kedua

Mirror tersebut.

Nilai 𝐾1 menunjukkan hipotesis tetapan kalibrasi awal yang dicoba

ditentukan kepastian nilai kuantitatifnya dengan penurunan rumus (tentunya juga

didasarkan pada data yang diperoleh). Sedangkan 𝐾2 menunjukkan kalibrasi

olahan dalam bentuk setengah panjang gelombang dari nilai 𝐾1 untuk

mempermudah analisa sehingga analisa dapat dimunculkan dalam bentuk

sinusoidal.


Nilai 𝐾1 atau tetapan kalibrasi awal didapat dengan menganalogikan nilai

tersebut dengan nilai gradient pada persamaan garis linear yang terbentuk.

Penganalogian ini memberikan hasil perumusan matematis dari:

𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑐 (4.1)

Menjadi: 𝑘1 =𝑁

𝑑𝑚 (4.2)

Sehingga dari perhitungan matematis yang dilakukan didapatkan nilai k1 = 1,55 x

108 = 155.136.455 dan dari nilai 𝑘1 dapat diperoleh nilai k2 yang besarnya k2 =

49,47301538. Sehingga dari data hasil pengamatan diperoleh tetapan kalibrasinya

𝑘2 = 90,823672 = 9,0823672 x 10−1. Dimana nilai Ralat Gradiennya adalah

sebesar 3,138 x 108 dan nilai 𝑣2 adalah 1,3 x 1010 . Dengan demikian, dalam

analisa kuantitatif dari perhitungan matematis tersebut tidak begitu ditemukan

kendala, sehingga nilai tersebut dapat dikatagorikan nilai yang cukup valid.

Dengan demikian, dapat diketahui bahwa nilai 𝐾2 memiliki hubungan

yang spesifik terhadap nilai 𝐾1. Secara teoritis, hubungan tersebut bergantung dari

jenis warna gelombang cahaya masukan. Jenis warna gelombang cahaya masukan

tersebut berkaitan dengan panjang gelombang maupun frekuensinya. Dari data

yang diperoleh, didapatkan adanya keselarasan antara nilai 𝐾2 dengan nilai

setengah panjang gelombang dari kalibrasi awal 𝐾1. Sehingga, sebagaimana

penurunan yang telah dilakukan pada sub-bab Metode Analisa (lihat halaman 9-10

untuk lebih jelas), secara matematis hubungan tersebut dapat dituliskan sebagai:

𝑘2 = 𝑘1𝜆

2 (4.3)

Dari pembahasan dan analisa diatas, maka dapat ditentukanlah hubungan

antara jumlah frinji (N) dengan pergeseran cermin 𝑑𝑚 dilihat dari bentuk dan

pola pengamatan grafik yang terbentuk, serta nilai tetapan kalibrasi dan hubungan

antara 𝐾1 dan 𝐾2 dari analisa grafik maupun penurunan kuantitatif yang

dilakukan.


BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 kesimpulan

1. Penambahan dan banyaknya jumlah frinji (N) berbanding lurus dengan

pergeseran Movable mirror 𝑑𝑚 yang dilakukan. Hal ini dapat terlihat

dari semakin besarnya nilai N (banyaknya frinji), maka nilai 𝑑𝑚 (jarak

pergeseran Movable mirror terhadap titik acuan) juga menunjukkan angka

yang semakin besar.

2. Pola visualisasi frinji yang merupakan interpretasi dari interferensi yang

terbentuk dalam eksperimen Interferometer Febry-Perot ini memberikan

gambaran yang smooth.

3. Nilai tetapan kalibrasi k1 dan k2 dari analisa grafik maupun penurunan

kuantitatif yang dilakukan berturut-turut adalah: k1 = 1,55 x 108 =

155.136.455 dan k2 = 49,47301538 dengan 𝑘2 = 90,823672 =

9,0823672 x 10−1 dimana nilai Ralat Gradiennya adalah sebesar 3,138

x 108 dengan 𝑣2 adalah 1,3 x 1010

4. Hubungan antara nilai k1 dan k2 dapat dirumuskan sebagai: 𝑘2 = 𝑘1𝜆

2

5.2 Saran

Kevalidan data sangat dipengaruhi oleh kalibrasi awal yang dilakukan,

yaitu pengentrian posisi adjustable mirror, Movable mirror, dan sumber cahaya

masuk yang harus ada pada posisi sesuai. Sehingga, penulis menyarankan agar

kalibrasi awal ini sangat diperhatikan guna memperoleh data yang lebih akurat.


DAFTAR PUSTAKA

Jurusan Fisika Fakultas FMIPA Universitas Jember. 2006. Buku Panduan

Eksperimen Fisika II (MAF 325). Lab Optoelektronik Fisika FMIPA

UNEJ: Jember

Bahrudin, Drs. MM. 2006. Kamus Fisika Plus. Epsilon Group: Bandung

Halliday, Resnick.1986. Fisika jilid 2 edisi ketiga. Erlangga: Jakarta

Hariharan, P. 2007. Basic Of Interferometry. Academic Press: Sydney, Australia

Soedojo, P. 1992. Azas-azas Ilmu Fisika Jilid 3 Optika. Gadjah Mada University

Press: Yogyakarta

Zemansky, Sears. 1994. Fisika untuk Universitas 3 Optika Fisika Modern.

Binacipta: Bandung.

EKSPERIMEN FISIKA: INTERFEROMETER FEBRY-PEROT

Documents

Transcript of EKSPERIMEN FISIKA: INTERFEROMETER FEBRY-PEROT