Upload
galeri-kita
View
412
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
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.
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
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
=λ
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.
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
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.
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
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
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
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
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
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
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