Interferensi Cahaya

Hakikat Interferensi CahayaHakikat Interferensi Cahaya

Perpaduan/interaksi dua atau lebih gelombang cahaya Perpaduan/interaksi dua atau lebih gelombang cahaya

dandan menghasilkan suatu pola yang teratur terang-gelap menghasilkan suatu pola yang teratur terang-gelap . .

Interferensi dibagi menjadi 2, yaitu :Interferensi dibagi menjadi 2, yaitu :

Interferensi Maksimum : gelombang saling Interferensi Maksimum : gelombang saling

memperkuat/konstruktif, menghasilkan memperkuat/konstruktif, menghasilkan garis teranggaris terang

Interferensi Minimum : gelombang saling Interferensi Minimum : gelombang saling

memperlemah/destruktif, menghasilkan memperlemah/destruktif, menghasilkan garis gelapgaris gelap

Interferensi CahayaInterferensi CahayaInterferensi Maksimum Interferensi Minimum

1. Kedua sumber cahaya harus koheren, yaitu keduanya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, karena itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama. Kedua beda fase ini boleh nol tetapi tidak harus nol.

2. Pola interferensi akan terlihat jelas, jika sumber memiliki amplitudo yang hampir sama atau sama.

3. Jika sumber memancarkan cahaya putih, maka komponen merah berinterferensi dengan merah, biru dengan biru dst.

4. Jika sumbernya monokromatik, maka pola interferensi adalah hitam-putih.

Syarat Terjadinya InterferensiSyarat Terjadinya Interferensi

INTERFERENSI CELAH GANDAINTERFERENSI CELAH GANDA

Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801

Ketika dua gelombang yang koheren melalui dua celah sempit,

maka akan teramati pola interferensi terang(maksimum) dan

gelap(minimum) pada layar.

INTERFERENSI CELAH GANDAINTERFERENSI CELAH GANDA

INTERFERENSI CELAH GANDAINTERFERENSI CELAH GANDA

INTERFERENSI CELAH GANDAINTERFERENSI CELAH GANDA

Intensitas cahaya di P adaah resultan intensitas cahaya datang dari S1 dan S2.

Lintasan S1P lebih pendek daripada lintasan S2P. Selisihnya disebut beda lintasan.

Beda lintasan cahaya sumber S1 dan S2 adalah ∆S :

∆S = S2 P - S1P

= d Sin θ

Interferensi Maksimum Pada Celah GandaInterferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang

sama (sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dengan nol kelipatan genap dari setengah λλ .

d sin d sin θθ = = (2n) 1/2(2n) 1/2 λ λ

Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah

d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l, dengan demikian :

pdpd//l l = = (2n) 1/2(2n) 1/2 λ λ

Keterangan :

d d = Jarak antara dua celah= Jarak antara dua celah

p p =Jarak pola terang/gelap ke terang pusat=Jarak pola terang/gelap ke terang pusat

l l = Jarak celah ke layar= Jarak celah ke layar

λλ = Panjang gelombang cahaya yang digunakan= Panjang gelombang cahaya yang digunakan

nn = Bilangan orde (n=0,1,2,3,...........) n=0, berarti terang pusat= Bilangan orde (n=0,1,2,3,...........) n=0, berarti terang pusat

θθ = Sudut interferensi= Sudut interferensi

Interferensi Minimum Pada Celah GandaInterferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gelombang 180 derajat,

yaitu jika selisih lintasannya sama dengan bilangan bulat ganjil kali setengah panjang gelombang λ.

d sin θ = (2m–1) ½ λ

Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka

pd/l = (2m– 1 )λ

Keterangan :

d d = Jarak antara dua celah= Jarak antara dua celah

p p =Jarak pola terang/gelap ke terang pusat=Jarak pola terang/gelap ke terang pusat

l l = Jarak celah ke layar= Jarak celah ke layar

λλ = Panjang gelombang cahaya yang digunakan= Panjang gelombang cahaya yang digunakan

= Bilangan orde (n=0,1,2,3,...........) n=0, berarti terang pusat= Bilangan orde (n=0,1,2,3,...........) n=0, berarti terang pusat

θθ = Sudut interferensi= Sudut interferensi

INTERFERENSI CELAH GANDAINTERFERENSI CELAH GANDAJarak antar garis terang dan garis gelap yang berdekatan (∆Y)

Misal :

Jarak terang pusat ke garis gelap ke-1

Jarak terang 1 ke garis gelap ke-2

∆Y = lλλ/2d/2d

Jarak antara dua garis terang atau dua garis gelap yang Jarak antara dua garis terang atau dua garis gelap yang berdekatan (berdekatan (∆X)

Misal :

Jarak antara terang 1 dengan terang 2

Jarak antara gelap 1 dengan gelap 2

∆X = l λ λ/d/d

Contoh soal

Dua buah celah terpisah sejauh 0,08 mm. Sebuah

berkas cahaya datang tegak lurus padanya dan

membentuk pola gelap terang pada layar yang berjarak

120 cm dari celah. Jika jarak antara terang ke-3 dan

terang ke-7 adalah 20 mm berapakah panjang

gelombang cahaya yang digunakan?

Penyelesaian

INTERFERENSI PADA LAPISAN INTERFERENSI PADA LAPISAN TIPISTIPIS

Interferensi dapat terjadi pada

lapisan tipis seperti lapisan sabun dan

lapisan minyak. Jika seberkas cahaya

mengenai lapisan tipis sabun atau

minyak, sebagian berkas cahaya

dipantulkan dan sebagian lagi

dibiaskan kemudian dipantulkan lagi.

Gabungan berkas pantulan langsung

dan berkas pantulan setelah dibiaskan

ini membentuk pola interferensi.

Sinar 1 dan sinar 2 akan sefase,

interferensi maksimum jika:

nmd

)(2 2

1

Jika sinar 1 dan sinar 2 berlawanan fase,

terjadi interferensi minimum pada :

nmd

2

d d = Tebal Lapisan= Tebal Lapisan

λλ = Panjang gelombang cahaya= Panjang gelombang cahaya

mm = Bilangan orde (m=0,1,2,3....)= Bilangan orde (m=0,1,2,3....)

nn = Indeks bias= Indeks bias

Contoh soal

Pada titik paling dekat dengan pengamat gelembung

sabun tampak kuning (λ= 575 nm), jika gelembung

sabun dianggap mempunyai indeks bias n= 1,45

berapakah tebal dari gelembung sabun tersebut?

Penyelesaian

CINCIN NEWTON

CINCIN NEWTON Cincin newton terjadi karena adanya perbedaan fase sinar

yang datang dan memantul pada sebuah lensa plankonveks atau bikonveks yang diletakkan diatas sebuah kaca planpararel yang mempunyai latar belakang gelap.

Cincin Newton sebenarnya adalah pola interferensi yang berupa lingkaran-lingkaran gelap dan terang yang konsentris. Pola fringes ini dihasilkan oleh interferensi cahaya yang dipantulkan oleh lapisan udara yang terletak di antara gelas datar dan lensa cembung.

CINCIN NEWTON

Jika seberkas sinar jatuh tegak lurus pada permukaan datar lensa L, maka sebagian akan dipantulkan dan sebagian akan lagi diteruskan. Sinar yang diteruskan mengenai permukaan lengkung lensa, sebagian dipantulkan lagi, dan sebagian dibiaskan menembus lensa, keluar melalui lapisan tipis udara dan jatuh pada permukaan gelas G, berkas ini akan dipantulkan kembali dengan sesuatu pergeseran fasa sesuai dengan tebal lapisan udara (d).

CINCIN NEWTON

Bagian sinar yang dipantulkan oleh permukaan cekung lensa dan sinar

yang dipantulkan oleh gelas G setelah melalui lapisan tipis akan

berinterferensi sehingga membentuk lingkaran gelap dan terang yang sepusat

(pusat adalah gelap), lingkaran itulah yang disebut dengan cincin newton.

CINCIN NEWTONTerjadi interferensi maksimum (Lingkaran terang saat :

nrt2 = (2m-1)1/2 λ R

Terjadi interferensi minimum (lingkaran gelap) saat :

nrg2 = (2m)1/2 λ R

nrg2 = m λ R

Keterangan :

n = Indeks bias medium

m = terang/gelap ke- 0,1,2,3,.........

λ = Panjang gelombang

R = Jari-jari kelengkungan lensa

CONTOH SOAL

Diameter cincin gelap ke 3 dari sebuah percobaan

cincin newton adalah 4 mm. Jika jari jari lensa

plankonveks yang digunakan adalah 2 m dan indeks

bias cairan antara lensa dengan alas 1,5, berapakah

panjang gelombang cahaya yang digunakan?

Penyelesaian

Daerah diantara lensa plankonveks dengan kaca berisi cairan dengan n = 1,5 sehingga dari persamaan dasar cincin gelap pada percobaan cincin newton maka :

Contoh Interferensi dalam kehidupan sehari-hari

Warna pada lapisan gelembung sabun merupakan contoh interferensi lapisan tipis