Laporan Interferensi Final

16
LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG Nama : Ratna Devi Cahyanti (4201410025) Teman Kerja : Suharso (4201410055) Nomor Kelompok: 2 (dua) Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Jurusan : Fisika Prodi : Pendidikan Fisika, S1 Semester/ Rombel : 4/ 004 INTERFERENSI CELAH GANDA Tanggal Praktikum : Kamis, 10 Mei 2012 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Laboratorium Fisika Jurusan Fisika – FMIPA Universitas Negeri Semarang Gd. D9 Jln. Raya Sekaran – Gunungpati Semarang 50229, Telp. (024) 7499386

Transcript of Laporan Interferensi Final

Page 1: Laporan Interferensi Final

LAPORAN PRAKTIKUM

GELOMBANG

Nama : Ratna Devi Cahyanti (4201410025)

Teman Kerja : Suharso (4201410055)

Nomor Kelompok : 2 (dua)

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Jurusan : Fisika

Prodi : Pendidikan Fisika, S1

Semester/ Rombel : 4/ 004

INTERFERENSI CELAH GANDA

Tanggal Praktikum: Kamis, 10 Mei 2012

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2012

Laboratorium FisikaJurusan Fisika – FMIPAUniversitas Negeri SemarangGd. D9 Jln. Raya Sekaran – Gunungpati Semarang 50229, Telp. (024) 7499386

Page 2: Laporan Interferensi Final

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengetahui dan memahami prinsip interferensi celah ganda (Interferensi Young)

2. Menghitung panjang gelombang pada praktikum microwave

B. LANDASAN TEORI

Interferensi Cahaya dalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil

interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren,

yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap.

Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu

a. Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau

konstruktif)

b. Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau

destruktif)

Paduan Gelombang

- Saling menguatkan - Saling melemahkan

Beda Lintasan

Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah sempit mempunyai dua perbedaan (beda

lintasan), hal ini yang menghasilkan pola interferensi.

Page 3: Laporan Interferensi Final

Kondisi Interferensi

Syarat Interferensi maksimum

Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase)

yaitu jika selisih lintasannya sama dengan nol atau bilangan bulat kali panjang

gelombang .

d sin θ=nλ n = 0, 1, 2 ...

Bilangan n disebut orde terang. Untuk n = 0 disebut terang pusat, n = 1 disebut terang

ke-1 dan seterusnya. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar sari jarak kedua

celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ=tan θ=p/l. Dengan

demikian

pdl

=nλ

Page 4: Laporan Interferensi Final

Dengan p adalah jarak terang ke-n ke pusat terang

Syarat Interferensi minimum

Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gelombang 1800, yaitu jika selisih

lintasannya sama dengan bilangan ganjil kali setengah .

d sin θ=(m−12 ) λ

m = 1, 2, 3 ...

Bilangan m disebut sebagai orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk itu m = 1

disebut gelap ke-1 dst. Mengingat sin θ=tan θ=p/l, maka

pdl

=(m−1 ) λ

Dengan jarak p adalah jarak gelap ke-m ke pusat gelap.

Jarak antara dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap

berurtan. Jika jarak itu disebut ∆p

Δ pdl

Interferensi celah ganda :

- Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801

- Ketika dua gelombang cahay yang koheren menyinari dua celah yang sempit, maka

akan teramati pola interfernsi terang dan gelap pada layar.

Page 5: Laporan Interferensi Final

Interferensi optik dapat terjadi jika dua gelombang (cahaya) secara simultan hadir

dalam daerah yang sama

S1, S2 dan S3 adalah celah sempit yang dilalui oleh cahaya dengan panjang gelombang ė.

Gelombang cahaya yang memancar dari S3 akan mengenai celah S1 dan S2, dan menurut

teori Huygens dari S1 dan S2 akan memancar gelombang-gelombang cahaya yang

koheren.

Kerja sama antara kedua gelombang yang berasal dari S1 dan S2 diamati pada layer di

titik P. Beda antara lintasan optic anatara kedua sumbu S1 dan S2 di P adalah sebagai

berikut :

S1P – S2P = r1 – r2

S1A = d sin θ; dengan tan θ =

Pa

Untuk ė << (sudut yang sangat kecil ), maka tan ė ≈ sinθ, sehingga :

r1 – r2 =

dPa

interferensi konstruktif ( maksimum = terang) terjadi di P bila :

r1 – r2= mλ m= 0,1,2,dst

atau

dPa

= mλ sehingga p =

mλad

S1 S2 d

PpSumbu sistem r1 r2

r

S3

θθ

Page 6: Laporan Interferensi Final

Interferensi destruktif ( minimum = gelap) terjadi P bila :

P =(m+1

2) λad m = 0,1,2 dst

C. ALAT DAN BAHAN

1. Transmitter, Receiver

2. Component Holder

3. Lengan celah Extender

4. Pemisah Lebar Celah

5. Goniometer

6. Pemutar

7. Logam reflektor

8. Pemisah celah sempit

D. LANGKAH KERJA

1. Memasang alat seperti pada

gambar dengan menggunakan

Lengan Celah Extender, dua

reflektor dan pemisah celah

sempit untuk membangun celah

ganda, dengan lebar pemisah

celah sempit adalah 1,5 cm,

dengan memperhitungkan

pemasangan sesimetris mungkin

2. Menyesuaikan Transmitter dan Receiver untuk polarisasi vertical (00) dan

menyesuaikan kontrol Receiver untuk dapat memberikan pembacaan skala penuh

dengan amplifikasi serendah mungkin

3. Memutar lengan pemutar Goniometer ( diaman receiver terletak) pelan-pelan searah

sumbu x. Mengamati panjang yang terlihat.

4. Mengembalikan lengan guinometer sehingga Receiver menghadap ke Transmitter.

Menyesuaikan kontrol Receiver untuk mendapatkan pembacaan 1,0 meter.

Kemudian mengatur sudut , untuk setiap variasi sudut sampai 900.

Page 7: Laporan Interferensi Final

5. Dengan menggunakan lebar celah yang sama, mengubah jarak antar celah dengan

pemisah celah lebar. Karena pemisah celah lebar 50% lebih lebar (90mm:60mm)

pindahkan kembali transmitter sehingga radiasi gelombang nikro dicelah akan

memiliki intensitas yang relatif sama. Mengulangi pengukuran langkah 1-4

E. DATA PRAKTIKUM

d = 2,5 cm

sudut (0) pembacaan meter (mA) Keterangan n

0 1 terang pusat 0

14 0 gelap 1 1

29 1 terang 1 1

41 0 gelap 2 2

58 1 terang 2 2

d = 6 cm

sudut (0) pembacaan meter (mA) Keterangan n

0 1 terang pusat 0

8 0 gelap 1 1

16 1 terang 1 1

26 0 gelap 2 2

37 0,2 terang 2 2

50 0 gelap 3 3

F. ANALISIS DATA

Untuk menghitung panjang gelombang pada microwave digunakan persamaan :

Interferensi maksimum

Page 8: Laporan Interferensi Final

d sin θ=nλ

Interferensi minimum

d sin θ=(m−12 ) λ

a. Interferensi celah ganda dengan d = 2,5 cm = 0,025 m

1. Terang pusat

θ=00

2. Gelap ke-1

θ=140

d sin θ=(m−12 ) λ

0 ,025 sin 140=(1−12 ) λ

0 ,025 sin 140=12

λ

λ=0 ,025sin 140

12

λ=0 ,0121meter

3. Terang ke-1

θ=290

d sin θ=nλ

0 ,025 sin 290=λ

λ=0 ,025 sin 290

λ=0 ,01212meter

4. Gelap ke-2

θ=410

Page 9: Laporan Interferensi Final

d sin θ=(m−12 ) λ

0 ,025 sin 410=(2−12 ) λ

0 ,025 sin 410=112

λ

λ=0 ,025sin 410

32

λ=0 ,01093meter

5. Terang ke-2

θ=580

d sin θ=nλ

0 ,025 sin 580=λ

λ=0 ,025 sin 580

λ=0 ,0106meter

λ̄=0 ,0121+0 ,01212+0 , 01093+0 , 01064

=0 , 01144 meter

λ ( λ− λ̄ ) ( λ− λ̄ )2

0,0121

0,01212

0,01093

0,00066

0,000683

-0,00051

4,389 x 10-7

4,658 x 10-7

2,576 x 10-7

Page 10: Laporan Interferensi Final

0,0106 -0,00084 7,014 x 10-7

∑ 18,637 x 10-7

Δλ=√∑ ( λ− λ̄ )n−1

=√18 ,637 x107

4−1

=√18 ,637 x107

3

=0 ,000788 meter

λ=( λ̄±Δλ )=(0 ,01144±0 ,000788 ) meter

Kesalahan Relatif (KR) = Δλ

λ̄x 100 %=0 , 000788

0 ,01144x100 %=6 , 8912 %

Ketelitian =100%−KR=100%−6 ,8912 %=93 ,1088 %

b. Interferensi celah ganda dengan d = 6 cm = 0,06 m

1. Terang pusat

θ=00

2. Gelap ke-1

θ=80

d sin θ=(m−12 ) λ

0 ,06 sin 80=(1−12 ) λ

0 ,06 sin 80=12

λ

λ=0 ,06 sin 80

12

Page 11: Laporan Interferensi Final

λ=0 ,0167meter

3. Terang ke-1

θ=160

d sin θ=nλ

0 ,06 sin 160=λ

λ=0 ,06 sin 160

λ=0 ,01654 meter

4. Gelap ke-2

θ=260

d sin θ=(m−12 ) λ

0 ,06 sin 260=(2−12 ) λ

0 ,06 sin 260=112

λ

λ=0 ,06sin 260

32

λ=0 ,01753meter

5. Terang ke-2

θ=370

d sin θ=nλ

Page 12: Laporan Interferensi Final

0 ,06 sin 370= λ

λ=0 ,006 sin 370

λ=0 ,01805 meter

6. Gelap ke-3

θ=260

d sin θ=(m−12 ) λ

0 ,06sin 500=(3−12 ) λ

0 ,06 sin 500=212

λ

λ=0 ,06sin500

52

λ=0 ,01839 meter

λ̄=0 ,0167+0 ,01654+0 ,01753+0 ,01805+0 , 018395

=0 , 01744 meter

λ ( λ− λ̄ ) ( λ− λ̄ )2

0,0167

0,01654

0,01753

-0,00074

-0,0009

0,000089

5,49 x 10-7

8,12 x 10-7

7,92 x 10-9

Page 13: Laporan Interferensi Final

0,01805

0,01839

0,000609

0,000944

3,71 x 10-7

8,91 x 10-7

∑ 26,31 x 10-7

Δλ=√∑ ( λ− λ̄ )n−1

=√26 , 31 x107

5−1

=√26 , 31 x107

4

=0 ,000811 meter

λ=( λ̄±Δλ )=(0 ,01744±0 ,000811 ) meter

Kesalahan Relatif (KR) = Δλ

λ̄x 100%=0 , 000811

0 ,01744x100 %=4 , 65%

Ketelitian =100 %−KR=100 %−4 ,65 %=95 ,35 %

G. PEMBAHASAN

H. KESIMPULAN

I. DAFTAR PUSTAKA