View
15
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
dsfds
Citation preview
LAPORAN R-LAB
Nama : Dwi Muhadiyantoro
NPM : 1306405566
Fakultas/Prog.Studi : Teknik/Teknik Mesin
Grup & Kawan Kerja : Grup 2 1. Dimas Hendrawan
2. Dany Fauzan
3. Diinii Haniifah
4. Dicky Alamsyah
5. Fariz Zhafari
6. Defiana Darmastuti
7. Eki Noerfitriyani
8. Danu Irawan
No & Nama Percobaan : OR02 – PENGUKURAN LEBAR CELAH
Minggu Percobaan : Minggu ke-7
Tanggal Percobaan : 22 April 2014
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia
I. Tujuan
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
II. Alat
1. Piranti laser dan catu daya Resistor
2. Piranti pemilih otomatis celah tunggal
3. Piranti scaner beserta detektor fotodioda
4. Camcorder
5. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Landasan Teori
Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena ada halangan.
Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar.
Gambar di atas menunjukkan terjadinya difraksi
Berkas sinar dengan panjang gelombang λ yang dilewatkan pada sebuah celah
sempit dengan lebar a akan mengalami difraksi. Pola difraksi ini dapat dilihat pada
layar atau diukur dengan sensor cahaya. Jika jarak antara celah dengan layar jauh
lebih besar dari pada lebar celah (L » a), maka berkas yang sampai di layar dapat
dianggap paralel. Pada difraksi celah tunggal, pola gelap (intensitas minimum) akan
terjadi jika perbedaan panjang lintasan berkas (a sin θ) antara berkas paling atas dan
berkas paling bawah sebesar λ, 2λ, 3λ, dst, (Gbr. 1). Dengan demikian pola gelap pada
difraksi yang terjadi karena celah tunggal dapat dinyatakan oleh
Dengan n = 1, 2, 3, ....
Gambar 1. Diagram difraksi pada celah
tunggal
a. Difraksi Cahaya Pada Celah Tunggal
Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka
cahaya akan dibelokkan atau dilenturkan.
Difraksi pada celah sempit, bila cahay yang
dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih/banyak warna),
selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan
terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi
menghasilkan pola warna pelangi.
b. Difraksi Cahaya Pada Celah Banyak (Kisi Difraksi)
Kisi difraksi yang ada di laboratorium Fisika adalah Kaca yang digores
dengan intan, sehingga dapat berfungsi sebagai celah banyak. Jika seberkas sinar
monokhromatik jatuh pada kisi difraksi, akan terjadi peristiwa difraksi dan
interferensi seperti pada gambar berikut :
IV. Prosedur
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan
kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di
halaman jadwal. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah
ditentukan. Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan
menjalankan prosedur kerja.
V. Hasil Percobaan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil berupa tabel
yang menunjukkan hubungan antara posisi dan intensitas cahaya yang dihasilkan oleh
laser.
NO Posisi (mm) Intensitas1 0 0,112 0,44 0,113 0,88 0,094 1,32 0,15 1,76 0,116 2,2 0,097 2,64 0,18 3,08 0,119 3,52 0,09
10 3,96 0,111 4,4 0,1112 4,84 0,0913 5,28 0,114 5,72 0,1115 6,16 0,116 6,6 0,0917 7,04 0,1118 7,48 0,119 7,92 0,0920 8,36 0,1121 8,8 0,122 9,24 0,0923 9,68 0,1124 10,12 0,1125 10,56 0,0926 11 0,127 11,44 0,1128 11,88 0,0929 12,32 0,130 12,76 0,1131 13,2 0,0932 13,64 0,133 14,08 0,1134 14,52 0,0935 14,96 0,136 15,4 0,1137 15,84 0,138 16,28 0,139 16,72 0,1140 17,16 0,141 17,6 0,0942 18,04 0,1143 18,48 0,144 18,92 0,0945 19,36 0,1146 19,8 0,1147 20,24 0,0948 20,68 0,1149 21,12 0,1150 21,56 0,0951 22 0,152 22,44 0,1153 22,88 0,0954 23,32 0,155 23,76 0,1156 24,2 0,09
VI. Pengolahan Data
Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh, maka dilakukan pengolahan data
sesuai dengan prosedur.
A. Grafik Intensitas Pola Difraksi
0.00 25,96 52,36 78,76 105,16131,56157,96184,36210,76237,16263,56289,96316,36342,760
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Grafik Intensitas Pola Difraksi
Posisi (mm)
Inte
nsita
s
Berdasarkan grafik tersebut, dapat diketahui titik maksimum dan titik
minimumnya. Intensitas menentukan pola yang ditampilkan, dimana intensitas
maksimum memberi pola terang dan intensitas minimum memberi pola gelap.
Titik maksimum adalah titik yang memiliki intensitas tinggi sebagai garis
terang pusat (utama). Grafik yang menuju ke kiri dan ke kanan dari titik
maksimum grafik menunjukkan adanya beberapa titik puncak maksimum dan
minimum dimana puncak minimum merupakan garis gelap selanjutnya dan
puncak maksimum sebagai garis terang selanjutnya.
B. Letak Titik Terang Pusat dan Intensitas Maksimum
Berdasarkan data yang diperoleh, didapatkan bahwa titik terang pusatnya
adalah 181,28. Sedangkan untuk menentukan intensitas minimumnya, didapatkan
dari grafik intensitas pola difraksi. Untuk menentukan intensitas minimum orde
ke n = 1, 2, 3, ..... dst menggunakan titik puncak minimum grafik tersebut, maka
didapatkan tabel sebagai berikut :
n Minimum Kiri Minimum Kanan
1 174,68 187,44
2 170,72 199,76
3 157,08 209,44
4 148,72 216,48
5 141,68 223,08
6 131,12 241,12
Dengan n adalah orde, maka diketahui letak garis gelap di kanan dan kiri.
C. Jarak Dua Garis Minimum dan Sin ϴ
Jarak antar garis gelap dapat diketahui dengan mencari selisih jarak antara
garis gelap sebelah kanan dan sebelah kiri. Setelah itu dapat diketahui sin ϴ
dengan rumus sinϴ= PL
, dengan mengasumsikan bahwa a sinϴ=n λ, sehingga L
~ 1 meter, maka didapatkan data sesuai tabel :
Intensitas Minimum
N Minimum Kiri Minimum Kanan ∆ L (mm) sinϴ
1 174,68 187,44 12,76 1000 0,01276
2 170,72 199,76 29,04 1000 0,02904
3 157,08 209,44 52,36 1000 0,05236
4 148,72 216,48 67,76 1000 0,06776
5 141,68 223,08 81,4 1000 0,0814
6 131,12 241,12 110 1000 0,11
D. Perhitungan Lebar Celah (a)
Berdasarkan pengolahan data, maka dapat dibuat grafik dari perubahan sinϴ
terhadap n.
1 2 3 4 5 60
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
f(x) = 0.0188194285714286 x − 0.00698133333333334R² = 0.990213087168006
Grafik n vs Sin ϴ
n
SIn
ϴ
Lebar celah (a) dapat diketahui dengan metode least square :
Least Square
No.
x y x2 y2 xy
1 1 0,01276 1 0,000163 0,012762 2 0,02904 4 0,000843 0,058083 3 0,05236 9 0,002742 0,157084 4 0,06776 16 0,004591 0,271045 5 0,0814 25 0,006626 0,4076 6 0,11 36 0,0121 0,66∑ 21 0,35332 91 0,027065 1,56596∑2 441 0,124835 8281 0,000733 2,452230722a -0,007b 0,0188
Persamaan garis pada grafik perubahan Sin ϴ terhadap n dapat diketahui.
Dengan persamaan y = bx ± a, dengan hasil perhitungan menggunakan metode
least square didapat y = 0,0188x - 0,007, maka diketahui nilai b = 0,0188.
Persamaan a sinϴ=n λ S∈θ= λan
y = bx ± a
Maka, a=λb
Diketahui bahwa λ laser adalah ±650 nm, maka didapatkan :
a = 0,0346 mm
VI. Analisisa
1. Analisis Percobaan
Percobaan ini menggunakan sistem remote lab. Peralatan yang digunakan,
yaitu :
1. Piranti laser dan catu daya
2. Piranti pemilih otomatis celah tunggal
3. Piranti scaner beserta detektor fotodioda
4. Camcorder
5. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
Penggunaan sistem rLab berpeluang besar untuk mendapatkan hasil yang akurat
karena data dibaca secara otomatis. Bagian ini merupakan analisis dari percobaan
remote laboratory yang telah dilakukan praktikan, yaitu pengukuran lebar celah.
Pada bagian ini terdapat gejala-gejala fisik yang menyebabkan terjadinya kesalahan
dan mempengaruhi data atau hasil dari percobaan. Masalahnya seperti putusnya
koneksi internet yang sangat mempengaruhi percobaan, begitupun kecepatan data
dari koneksi internetnya. Pada dasarnya prosedur percobaan sudah dilakukan
dengan benar karena pada dasarnya alat pada sistem benar-benar sudah di setting
dengan baik sehingga bekerja sesuai dengan perintah dan prosedur yang telah ada.
Kecil kemunngkinan untuk terjadi kesalahan pada prosedur.
2. Analisisa Grafik
a. Grafik Intensitas Pola Difraksi
Dari 817 data yang didapatkan, dibuat grafik intensitas pola difraksi yang
menunjukkan perubahan intensitas terhadap posisi sinar laser. Grafik yang telah
dibuat menunjukkan terdapat titik puncak maksimum (di tengah grafik) yang
menunjukkan intensitas pada titik tersebut adalah intensitas tertinggi. Titik-titik
tersebut merupakan garis terang pusat. Di kanan dan kiri intensitas maksimum
terdapat puncak-puncak maksimum dan minimum yang merupakan garis gelap
dan garis terang lainnya. Dimana puncak minimum menunjukkan adanya garis
gelap, sedangkan puncak maksimum adalah garis terang.
b. Grafik Perubahan Sin ϴ Terhadap n
Dari grafik yang telah dibuat menunjukkan grafik perubahan nilai Sin ϴ
terhadap n (orde). Berdasarkan grafik, diketahui bahwa terjadi kenaikan nilai
Sin ϴ saat orde bertambah. Grafik tersebut membentuk persamaan garis y =
0,0188x – 0,007 dengan nilai koefisien restitusi R² = 0,9902.
3. Analisisa Hasil
Berdasarkan pengolahan data yang telah dilakukan, diketahui bahwa nilai dari
posisi titik terang adalah 181,28 mm sedangkan dalam pengukuran lebar celah dari
hasil yang telah dihitung didapatkan bahwa nilai regresi linier y = 0,0188x – 0,007
dengan nilai koefisien restitusi R2 = 0,9902. Dan dari data yang diperoleh untuk
memperoleh nilai lebar celah (a) didapatkan bahwa a = 0,0346 mm
VII. Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan pengukuran lebar celah, dapat disimpulkan bahwa :
1. Semakin besar orde maka semakin besar jarak antar dua minimum orde.
2. Semakin besar orde maka semakin besar sudut difraksinya.
3. Sinar cahaya dengan gelombang tertentu yang dilewatkan pada sebuah celah
sempit akan mengalami difraksi.
4. Semakin sempit celah tersebut semakin besar pula sudut difraksinya, sebaliknya
semakin besar celah tersebut maka semakin kecil sudut difraksinya bahkan bisa
tidak terdifraksi.
5. Berdasarkan pengolahan data terhadap data yang diperoleh, diketahui bahwa lebar
celah yang digunakan adalah a = 0,0346 mm
Referensi
Halliday, Resnick, Walker.2005. Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition.NJ: John Wiley & Sons, Inc
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,
2000.
Link Rlab
http://sitrampil4.ui.ac.id/kr01
Recommended