Interferensi Maksimum
1) Interferensi Maksimum
Apabila dua gelombang bertemu, dan saling menguatkan, maka akan terjadi interferensi maksimum dan terbentuk pola garis terang. Pada celah ganda, interferensi ini akan terjadi apabila kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase), yaitu apabila keduanya berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada tempat yang sama selama osilasi pada saat yang sama.
Bab 2 Gelombang Cahaya
Jarak garis terang ke- n dari pusat terang dinyatakan dengan persamaan: n. λ = d.sin θ ......................................................... (2.27)
Karena l >> d, maka sudut θ sangat kecil, sehingga berlaku
pendekatan sin θ tan = θ = .
Jadi, persamaan (2.27) dapat dituliskan menjadi:
n. λ = d
l pd
............................................................. (2.28) Gambar 2.9 Sudut θ sangat
n. λ =
dengan:
kecil sehingga sin θ = tan θ p
p = jarak garis terang dari pusat terang
d = jarak kedua sumber l = jarak layar ke sumber cahaya
λ = panjang gelombang n = orde atau nomor terang ( n = 0, 1, 2, ... .)
2) Interferensi Minimum
Interferensi maksimum terjadi jika dua gelombang bertemu dan saling menguatkan. Namun, jika dua
Kancing logam yang dibuat oleh John Barton pada tahun
gelombang tidak bertemu, dan akan saling meniadakan
1830 masing-maing
maka terjadi interferensi minimum, sehingga terbentuk
mempunyai pola garis-garis halus yang ditorehkan pada
pola garis gelap. Interferensi ini terjadi pada dua gelombang
permukaannya. Garis-garis
yang tidak sefase. Jarak garis gelap ke- n dari pusat terang
tersebut memantulkan
adalah:
cahaya matahari yang terang sehingga gelombang-
⎜ n − ⎞ 2 ⎟ λ = d.sin θ ................................................ (2.29)
gelombang yang sebelah-
menyebelah saling
menginterferensi.
Bilangan n menyatakan orde atau nomor gelap, yang besarnya n = 1, 2, 3, ... . Untuk n = 1 disebut minimum orde ke-1.
Mengingat sin θ = , maka persamaan (2.29) menjadi:
⎜ − 2 ⎟ λ = p d .................................................... (2.30)
dengan p adalah jarak gelap ke-n dari pusat terang. Pada interferensi celah ganda, jarak dua garis terang
yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap yang berurutan. Dengan mengunakan persamaan (2.28) diperoleh:
Δ pd
= Δn λ ................................................... (2.31)
!& Fisika XII untuk SMA/MA
Untuk dua garis terang mapun dua garis gelap berurutan
dapat dikatakan nilai Δn = 1 , sehingga jarak antara dua
garis terang maupun jarak antara dua garis gelap berurutan dapat diperoleh dengan persamaan:
Δ pd = λ ................................................................ (2.32) l
b. Interferensi pada Lapisan Tipis Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat
fenomena yang ditimbulkan oleh interferensi cahaya. Sebagai contoh timbulnya garis-garis berwarna yang tampak pada lapisan tipis minyak tanah yang tumpah di permukaan air, warna-warni yang terlihat pada gelembung sabun yang
Gambar 2.10 Timbulnya warna-warni pada compact
mendapat sinar matahari, serta timbulnya warna-warni pada
disc menunjukkan adanya
cakram padat ( compact disc). Pola interferensi pada lapisan
interferensi.
tipis dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu panjang lintasan optik dan perubahan fase sinar pantul.
Dari Gambar 2.11, sinar AB merupakan sinar monokromatik yang datang pada permukaan pelat tipis. Sebagian sinar AB dipantulkan oleh permukaan bidang
batas udara dan pelat (sinar BE) dan sebagian lagi
i dibiaskan ke dalam medium pelat (sinar BC). Sinar BC i dipantulkan oleh permukaan bidang batas pelat dan udara
udara
(sinar CD). Sinar CD dipantulkan oleh permukaan atas
dan sebagian lagi dibiaskan keluar film (sinar DF). Sinar d selaput
BE dan DF datang bersamaan di mata kita. Sinar datang dengan sudut datang
i pada lapisan
tipis dengan ketebalan C d dan indeks bias n, sehingga sinar mengalami pemantulan dan pembiasan dengan
udara
Gambar 2.11 Interferensi
sudut bias r. Dengan mempertimbangkan kedua faktor di
pada lapisan tipis.
atas, dapat ditentukan syarat-syarat terjadinya interferensi berikut ini.
1. Syarat terjadinya interferensi maksimum (terang)
2 n.d.cos r = (m – 1 2 ) λ ; m = 1, 2, 3, ............ (2.33)
2. Syarat terjadinya interferensi minimum (gelap)
2 n.d.cos r = m λ ; m = 0, 1, 2, ....................... (2.34)
c. Cincin Newton Cincin Newton adalah pola interferensi yang
terbentuk oleh sebuah lensa yang sedikit cembung yang diletakkan di atas sebuah keping gelas datar. Bila cahaya
monokromatik dipantulkan oleh kedua permukaan yang Sumber: Jendela Iptek Cahaya,
PT Balai Pustaka, 2000
berdekatan ke mata pengamat dengan sudut tertentu, titik singgung lensa akan terlihat sebagai sebuah lingkaran gelap Gambar 2.12 Cincin
Newton untuk
dikelilingi sederet cincin terang dan gelap.
memeragakan interferensi.
Bab 2 Gelombang Cahaya
!'
Pola interferensi cincin Newton ini terjadi jika cahaya dengan panjang gelombang λ , datang dari atas dengan arah tegak lurus. Jika R adalah jari-jari kelengkungan lensa
R lensa
dan r adalah jari-jari kelengkungan gelap dan terang hasil
plan-konveks
interferensi, maka akan terjadi hal-hal berikut ini.
1. Interferensi maksimum (lingkaran terang), jika:
r t =( n – ) λ .R; n = 1, 2, 3, ...................... (2.35)
permukaan kaca
2 dengan r t adalah jari-jari lingkaran terang ke- n.
Gambar 2.13 Pola
2. Interferensi minimum (lingkaran gelap), jika:
interferensi cincin Newton
r g = n. λ .R; n = 0, 1, 2, ................................ (2.36)
terjadi jika cahaya datang
dari atas dengan arah tegak
dengan r g adalah jari-jari lingkaran gelap ke- n.
lurus.
Contoh Soal Dua celah yang berjarak 1 mm, disinari cahaya merah dengan panjang gelombang
6,5 × -7 10 m. Garis gelap terang dapat diamati pada layar yang berjarak 1 m dari celah. Hitunglah jarak antara gelap ketiga dan terang pusat, serta jarak antara terang kedua dengan garis terang keempat! Penyelesaian:
Diketahui: d = 1mm = 10 -3 m λ
= 6,5 × 10 -7 m
l =1 m Ditanya: a. p
b. Δ p = ... ? Jawab:
a. Jarak antara gelap ketiga dengan terang pusat pd
b. Jarak antara terang kedua dan terang keempat Δ pd
= Δn λ l
Δ -7 n λ l (4 2)(6,5 10 )(1) − × Δ p
Fisika XII untuk SMA/MA
Uji Kemampuan 2.3
1. Dalam suatu percobaan celah ganda Young diketahui jarak kedua sumber 0,8 mm yang disinari dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang 0,8 μ m . Hitunglah sudut pisah yang dibentuk oleh garis-garis gelap yang berdekatan!
2. Pada sebuah eksperimen celah ganda yang digunakan cahaya dengan panjang gelombang 0,6 μ m . Hasil percobaan diketahui jarak antara tiga garis-garis gelap yang berdekatan adalah 2 mm. Tentukan jarak antara dua garis yang berdekatan jika digunakan cahaya dengan panjang gelombang 0,9 μ m !