Gelombang Interferensi Cahaya DASAR TEORI

BAB II DASAR TEORI

A. Gelombang

Gelombang merupakan energi yang merambat dalam suatu medium [Prasetio, 1992]. Gelombang merambatkan energinya merata keseluruh medium. Peristiwa perambatan energi dari sumber ke seluruh medium memerlukan waktu. Dalam perambatannya medium yang dilalui tidak ikut merambat.

B. Interferensi Cahaya

Interferensi cahaya merupakan perpaduan dua gelombang cahaya atau lebih menjadi satu di suatu titik sebuah layar. Jika suatu gelombang cahaya merambat dalam arah sumbu X persamaan gelombangnya dapat dituliskan kx t A y − = ω sin 1 dimana = simpangan gelombang cahaya pada saat t dan jarak y x = Amplitudo gelombang cahaya Α k = bilangan gelombang cahaya λ π 2 = k λ = panjang gelombang cahaya sumber ω = frekuensi sudut gelombang cahaya Gelombang cahaya yang merambat dalam arah sumbu –X, persamaannya adalah: kx t A y + = ω sin 2 Jika ada dua sumber titik dan yang terpisah sejauh a, dapat dilihat pada gambar 1. 1 s 2 s 6 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 1 r Layar Celah P 2 r 2 s θ 1 s a r ∆ θ Gambar 1. Interferensi dua gelombang cahaya dari sumber titik s dan di titik P pada layar 1 2 s Gelombang cahaya dari sumber titik dan yang berinterferensi di titik P pada layar yang ditampilkan pada gambar 1, persamaannya dapat dituliskan: 1 s 2 s 1 1 sin kr t A y − = ω 3 dan 2 2 sin kr t A y − = ω 4 dimana dan adalah lintasan yang ditempuh gelombang cahaya. Gelombang cahaya dari sumber titik yang berinterferensi di titik P menempuh lintasan sejauh . Dan gelombang cahaya dari sumber titik menempuh lintasan sejauh . Perbedaan lintasan dari kedua gelombang cahaya yang berinterferensi di titik P pada layar dalam gambar 1 dapat dituliskan: 1 r 2 r 1 s 1 r 2 s 2 r 5 2 1 r r r − = ∆ atau θ sin a r = ∆ 6 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Beda sudut fase δ antar kedua gelombang cahaya yang berinterferensi di titik P pada layar dapat dituliskan θ λ π δ sin 2 2 1 2 1 a r k r r k kr kr = ∆ = − = − = 7 Berdasarkan persamaan 3 dan 4 didapatkan hasil simpangan resultan gelombang cahaya adalah [Sutrisno, 1979]: R y 2 1 2 1 sin sin kr t A kr t A y y y R − + − = + = ω ω 8 Sesuai dengan persamaan 5, maka persamaan 8 menjadi: δ ω δ 2 1 1 2 1 sin cos 2 − − = kr t A y R 9 Dari persamaan 9, amplitudo resultan kedua gelombang cahaya dapat dituliskan: δ 2 1 cos 2 A A R = 10 Intensitas cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudo resultan gelombang cahaya. Sehingga intensitas cahaya yang dihasilkan oleh kedua gelombang cahaya yang berinterferensi di titik P pada layar adalah [Alonso dan Finn, 1992]: δ 2 1 2 2 cos 4A I = 11 Dengan mensubstitusikan persamaan 7 ke persamaan 11, maka persamaan 11 menjadi ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = λ θ π δ sin cos cos 2 2 1 2 a I I I 12 dengan . 2 4A I = Berdasarkan persamaan 12, hasil interferensi gelombang cahaya akan maksimum bila 1 cos 2 1 2 = δ kalau π δ n 2 = 13 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI sedangkan hasil interferensi kedua gelombang akan minimum bila 1 cos 2 1 2 − = δ , kalau π δ 1 2 + = n 14 dimana n adalah bilangan bulat positif atau negatif.

C. Difraksi Cahaya