LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG DAN OPTIK

PEMBIASAN, DIFRAKSI DAN INTERFERENSI PADA

GELOMBANG PERMUKAAN

Untuk memenuhi tugas matakuliah Praktikum Gelombang dan Optik

yang dibimbing oleh Ibu Chusnana Insyaf Yogihati

Hari dan Tanggal Praktikum : Kamis, 3 Maret 2014

Kelompok : 4

Anggota Kelompok :

Mimo Putriyani

Okta Defa Yulhamidah

Silfia Dwi Ananda

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

Maret 2014

A. Judul Praktikum

Pembiasan, Difraksi dan Interferensi pada Gelombang Permukaan

B. Tujuan Praktikum

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan memahami

penyebab terjadinya pembiasan pada gelombang, lenturan (difraksi), dan

akibat interferensi antara dua gelombang koheren.

C. Dasar Teori

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

……………………………………………………….

D. Alat dan Bahan

alat dan Bahan yang dibutuhkan dalam praktikum Pembiasan, Difraksi, dan

Interferensi pada Gelombang Permukaan adalah sebagai berikut:

1 catu-daya

1 set tangki riak

1 kabel penghubung merah

1 kabel penghubung hitam

E. Prosedur Praktikum

Pembiasan Gelombang

1. Menyiapkan alat dan bahan

2. Meletakkan sepotong balok kaca (balok pembias) di bawah permukaan

air di dalam tangki. Salah satu sisi balok diatur sejajar dengan

pembangkit riak datar. Keberadaan balok ini menyebabkan sebagian

kedalaman (ketebalan) air berkurang. Air di atas balok menjadi

dangkal.

3. Membangkitkan gelombang datar pada permukaan air. Gelombang

mula-mula melewati air yang dalam kemudian air yang dangkal.

4. Mengamati gelombang yang terjadi, terutama ada atau tidaknya

perubahan panjang gelombang.

5. Membuat sketsa muka-muka gelombang yang terjadi

6. Memutar balok pembias sehingga satu sisinya miring (tidak tegak

lurus) terhadap arah datangnya gelombang

7. Mengamati gelombang yang terjadi, terutama arah dan panjang

gelombang-gelombang di tempat yang dalam (panjang gelombang dan

arah rambatan)

8. Membuat sketsa muka-muka gelombang yang terjadi di kedua

kedalaman air dan arah rambatan gelombang dating dan gelombang

pantul.

Lenturan (Pelengkungan) atau Difraksi Gelombang

1. Menghalangi perambatan gelombang datar menggunakan penghalang

lurus

2. Mengamati dengan teliti yang terjadi pada muka-muka gelombang

setelah melewati penghalang. Lalu membuat sketsa kasar mengenai

bentuk muka-muka gelombang setelah melewati penghalang

3. Gelombang datar dilewatkan melalui celah yang agak lebar (±5 cm)

4. Mengamati dengan teliti yang terjadi pada muka-muka gelombang

setelah gelombang melewati penghlang. Lalu membuat sketsa kasar

mengenai bentuk muka-muka gelombang setelah melewati penghalang

5. Mempersempit celah menjadi kira-kira 1 cm

6. Mengamati dengan teliti yang terjadi pada muka-muka gelombang

melewati penghalang. Lalu membuat sketsa kasar mengenai bentuk

muka-muka gelombang setelah melewati penghalang

Interferensi Dua Sumber Gelombang Koheren

1. Memasang pembangkit riak lingkaran ganda. Kedua pembangkit itu

dipasang pada suatu sumber getaran. Dengan cara ini getaran kedua

pembangkit riak ada dalam keadaan koheren: frekuensi dan fase

keduanya selalu sama.

2. Mengamati saling pengaruhi (interferensi) antara kedua gelombang itu.

3. Mengenali daerah yang tampak tenamg, tidak beriak. Di sini

interferensi saling melemahkan, atau saling meniadakan.

4. Mengenali daerah yang tampak beriak. Di sini interferensi saling

menguatkan.

F. Data Pengamatan

Lampiran

G. Analisis

…………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

………………………………

H. Pembahasan

Jika suatu benda linear berosilasi maju-mundur pada permukaan air, maka

akan dihasilkan gelombang lurus (straight waves). Gelombang lurus memiliki

bukit dan lembah. Pada layar di bawah tangki, bukit-bukit gelombang ditunjukkan

oleh garis-garis gelap dan lembah-lembah gelombang ditunjukkan oleh garis-garis

terang. Gelombang tersebut akan merambat pada air sampai bertemu dengan

penghalang, seperti dinding tangki atau suatu benda yang ditempatkan pada air.

Pembiasan gelombang merupakan perubahan arah gelombang ketika

gelombang tersebut lewat dari suatu medium ke medium lainnya. Pembiasan, atau

pembelokan lintasan gelombang, disertai oleh perubahan laju dan panjang

gelombang. Laju gelombang bergantung pada sifat medium yang dilalui

gelombang. Jika medium (dan sifat-sifatnya) berubah, maka laju gelombang juga

berubah. Pada gelombang air, kedalaman air berpengaruh pada laju gelombang

yang merambat pada permukaannya. Gelombang air merambat paling cepat pada

medium paling dalam. Jadi, jika gelombang air lewat dari air dalam ke air

dangkal, maka lajunya akan berkurang. Berkurangnya laju ini disertai oleh

berkurangnya panjang gelombang. Dengan demikian, pada gelombang air yang

ditransmisikan dari air dalam ke air dangkal, lajunya berkurang, panjang

gelombangnya berkurang, dan arahnya berubah. (Waslaludin, Tanpa Tahun)

Pada praktikum ini untuk mengetahui pembiasan gelombang dilakukan

dengan cara menempatkan balok kaca pada tangki riak. Untuk menciptakan

gelombang datang dapat digunakan dengan menggerakkan penggaris pada

pemukaan air. Ketika penggaris tersebut digetarkan maka akan terbentuk

gelombang datang yang bentuknya lurus. Ketika gelombang datang tersebut

sampai di balok kaca, maka gelombang yang semula letak antara bukit dan

lembah agak renggang menjadi agak rapat. Dan ketika balok kaca posisinya

diubah sedikit miring, maka gelombang yang dibiasknpun terbentuk sedikit

miring sesuai dengan posisi balok kacanya.

Dalam praktikum pembiasan gelombang, balok kaca pada tangki riak

seluruhnya diletakkan di dalam air, sehingga akan membedakan kedalaman

permukaan air dalam tangki riak.membedakan kedalaman permukaan air dalam

tangki riak. Hal ini untuk menggambarkan adanya dua medium rambatan

gelombang, permukaan dalam menggambarkan medium yang rapat dan

permukaan air yang dangkal menggambarkan medium yang kurang rapat

(Anonim, 2014). Gelombang merambat dari ujung bagian dalam ke ujung bagian

dangkal dapat terlihat mengalami pembiasan (berbelok), di mana front

gelombangnya menjadi lebih rapat. Hal ini menunjukkan adanya perubahan

panjang gelombang, akan tetapi frekuensinya tetap yaitu sama dengan frekuensi

sumber getarnya. Panjang gelombangnya berkurang (jarak antara muka

gelombang lebih dekat), dan melambat (memerlukan waktu yang lebih lama untuk

menempuh jarak yang sama). Ketika merambat dari air dalam ke air dangkal,

gelombang terlihat membelok ke arah yang lebih tegak terhadap permukaan,

begitu pula sebaliknya. (Waslaludin, Tanpa Tahun)

Dalam pembiasan gelombang berlaku Hukum pembiasan yang

menyatakan :

“Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan

tetap.”

Secara umum sering dituliskan :

sin isin r

= λ 1λ 2

= V 1

V 2

=n1

n2

=n21

dengan :

i = sudut datang gelombang (derajat atau radian)

r = sudut bias gelombang (derajat atau radian)

λ1 = panjang gelombang pada medium 1 (m)

λ2 = panjang gelombang pada medium 2 (m)

v1 = cepat rambat gelombang pada medium 1 (m/s)

v2 = cepat rambat gelombang pada medium 2 (m/s)

n1 = indeks bias medium 1

n2 = indeks bias medium 2

n21 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1

(Anonim, 2014).

Difraksi adalah lenturan yaitu peristiwa pematahan gelombang oleh celah

sempit sebagai penghalang. Difraksi terjadi dengan kuat bila lebar celah tidak jauh

berbeda dengan panjang gelombangnya.  Difraksi dapat terjadi pada semua bentuk

gelombang. Misalnya gelombang permukaan air yang terhalang oleh papan

bercelah. Setelah gelombang melewati celah itu, maka akan menyebar ke segala

arah.  Peristiwa difraksi yang dialami oleh gelombang cahaya adalah sebagai

berikut :

1. Difraksi pada celah tunggal 

2. Difraksi pada kisi  ( Abdul, 2014)

Difraksi juga disebut penyebaran gelombang karena adanya halangan.

Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa

diterangkan oleh prinsip Huygens. Difraksi adalah peristiwa pembelokan

gelombang saat melewati suatu objek (misalnya berupa rintangan ataupun celah)..

Prinsip Huygens-Fresnel : “setiap titik dari muka-muka gelombang yang tidak

terganggu, pada saat tertentu bertindak sebagai sumber mukamuka gelombang

speris kedua (frekuensinya sama dengan sumber primer). Amplitudo medan optik

(listrik/magnet) di suatu titik merupakan superposisi dari muka-muka gelombang

speris tadi. (Metri, 2010)

Difraksi dapat didemonstrasikan dengan meletakkan penghalang dan

perintang kecil pada tangki riak dan mengamati lintasan gelombang air saat

melewati rintangan. Gelombang tersebut terlihat melalui daerah pinggiran

penghalang ke daerah di belakangnya. Bagian air di belakang penghalang

terganggu. Sejumlah difraksi (ketajaman pembelokan) meningkat dengan

meningkatnya panjang gelombang dan sebaliknya. Secara faktual, jika panjang

gelombang lebih kecil dari perintang, tidak akan terjadi difraksi. (Waslaludin,

Tanpa Tahun)

Jika gelombang melalui celah sempit, air pada celah bervibrasi seperti sumber

titik, sehingga terbentuk gelombang di belakang celah. Gelombang difraksi

berupa gelombang lingkaran dengan puaat pada celah. Gelombang menjadi lurus

jika ukuran celah lebih besar dari panjang gelombang

Jika sebuah gelombang permukaan air tiba pada suatu celah sempit, maka

gelombang ini akan mengalami lenturan/pembelokan sehingga terjadi gelombang-

gelombang setengah lingkaran yang melebar di daerah belakang celah tersebut.

Gejala ini disebut difraksi. (Tienkarina,2010)

Pada praktikum ini, Untuk menunjukkan adanya difraksi gelombang

dilakukan dengan meletakkan penghalang pada tangki riak dengan penghalang

yang mempunyai celah, yang lebar celahnya dapat diatur.Difraksi

gelombang adalah peristiwa pembelokan/penyebaran (lenturan) gelombang jika

gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan semakin tampak jelas

apabila lebar celah semakin sempit. Hasil dari difraksi antara celah sempt dan

celah lebar ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar Difraksi gelombang (a) penghalang dengan celah lebar, (b) penghalang

dengan celah sempit

Interferensi gelombang merupakan fenomena yang terjadi jika dua

gelombang bertemu saat merambat pada medium yang sama. Tinjau dua pulsa

dengan amplitudo yang sama merambat pada arah yang berbeda dalam medium

yang sama. Misalkan masing-masing gelombang memiliki amplitudo 1 satuan dan

berbentuk gelombang sinus. Kedua pulsa sinus tersebut bergerak saling

mendekati, sehingga pada saat tertentu akan bertemu. Pada saat bertemu tersebut

amplitudo pulsa menjadi 2 satuan. Interferensi terjadi sebagai akibat berlakunya

prinsip superposisi. Prinsip superposisi menyatakan bahwa jika dua atau lebih

gelombang bertemu, jumlah pergeseran medium pada setiap tempat merupakan

jumlah aljabar pergeseran gelombang individual pada tempat yang sama.

(Waslaludin, Tanpa Tahun)

Pada praktikum ini, untuk menunjukkan gejala interferensi gelombang

dipergunakan dengan menggetarkan dua sumber getar berbentuk titik yang diberi

dua lubang/celah di mana celah tersebut dapat dianggap sebagai sumber getaran

(gelombang). Untuk mengamati gejala interferensi gelombang agar teramati

dengan jelas, maka kedua gelombang yang berinterferensi tersebut harus

merupakan dua gelombang yang koheren. Dua gelombang disebut koheren

apabila kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama

serta memiliki selisih fase yang tetap/konstan. Ketika kedua sumber getar yang

berupa titik tersebut digetarkan secara terus-menerus dengan kecepatan yang

sama,maka akan nampak interferensi gelombang seperti dibawah ini

Ada dua sifat hasil interferensi gelombang, yaitu interferensi

bersifat konstruktif dan destruktif. Interferensi bersifat konstruktif artinya saling

memperkuat, yaitu saat kedua gelombang bertemu (berinterferensi) memiliki fase

yang sama. Sedang interferensi bersifat destruktif atau saling melemahkan jika

kedua gelombang bertemu dalam fase yang berlawanan. (Waslaludin, Tanpa

Tahun)

Gambar  Pola interferensi gelombang

Gambar diatas menunjukkan pola interferensi yang ditunjukkan tangki

riak, di mana garis tebal/tidak terputus adalah hasil interferensi yang bersifat

konstruktif, sedangkan garis putus-putus menunjukkan interferensi yang bersifat

destruktif. (Waslaludin, Tanpa Tahun)

Daftar Pustaka Pembahasan

Abdul, Arie.2014. Difraksi, (online), (http://arieabdul.blogspot.com /2012/05/

difraksi.html) Diakses 6 Maret 2014.

Anonim, 2014. Pengertian Gelombang Mekanik, (online), (http://smakita. net/

tags/interferensi-dan-difraksi-gelombang/)

Metri, Yulia Hadi. 2010. Tugas optic Interferensi dan Difraksi, (online), (http://

www.scribd.com/document_downloads/direct/111002966?extension)

Diakses 17 Maret 2014

Tienkarina.2010. Difraksi Cahaya/ Pembelokan Cahaya, (online), (http://

tienkartina.wordpress.com/2010/08/13/difraksi-cahayapembelokan-

cahaya/), Diakses 17 Maret 2014

Waslaludin, Tanpa Tahun. Jenis dan Sifat Gelombang, (online), (http://file.upi.

Edu /Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/196302071991031-

WASLALUDDIN/GGO2_%5BCompatibility_Mode%5D.pdf) Diakses 13

Februari