71
Fisika SMAMA XII
Soal Latihan :
1. Sebuah celah tunggal yang lebarnya d disinari dengan
cahaya yang panjang gelombangnya 6000 Å. Apabila pola difraksi maksimum orde pertama terjadi pada sudut 30
o
, tentukan berapa lebar celah tersebut
2. Suatu berkas sinar sejajar didatangkan tegak lurus celah
sempit yang lebarnya 0,4 mm. Di belakang celah diberi lensa positif dengan jarak titik api 40 cm. Apabila garis
gelap orde pertama pada layar yang terletak di bidang titik api lensa terletak 0,56 mm, tentukan panjang
gelombang cahaya tersebut
2. Difraksi Cahaya pada Kisi
Kisi adalah celah sangat sempit yang dibuat dengan menggores sebuah lempengan kaca dengan intan. Sebuah kisi
dapat dibuat 300 sampai 700 celah setiap 1 mm. Pada kisi, setiap goresan merupakan celah. Sebuah kisi memiliki
konstanta yang menyatakan banyaknya goresan tiap satu satuan panjang, yang dilambangkan dengan
d, yang juga sering dikatakan menjadi lebar celah. Dalam sebuah kisi, lebar celah
dengan jarak antara dua celah sama apabila banyaknya goresan tiap satuan panjang dinyatakan dengan
N, maka d = . Misalnya sebuah kisi memiliki 500 garismm maka
lebar celah kisi tersebut adalah d =
= 2 × 10
-6
m. Pada sebuah kisi yang disinari cahaya yang sejajar dan
tegak lurus kisi, dan di belakang kisi ditempatkan sebuah layar, maka pada layar tersebut akan terdapat garis terang dan
gelap, jika cahaya yang dipakai adalah monokromatik. Kemudian akan terbentuk deretan spektrum warna, jika
cahaya yang digunakan sinar putih polikromatik. Garis gelap dan terang atau pembentukan spektrum akan lebih jelas dan
tajam jika celabar celahnya semakin sempit atau konstanta kisinya semakin banyakbesar. Garis gelap dan terang dan
spektrum tersebut merupakan hasil interferensi dari cahaya yang berasal dari kisi tersebut yang jatuh pada layar titik
tempat tertentu.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
72
Gambar 2.9
menggambarkan cahaya monokromatik sejajar yang
datang tegak lurus bidang kisi, cahaya yang melalui kisi dilenturkan dan
memiliki fase yang sama. Semua cahaya yang melalui celah kisi akan dikumpul-
kan menjadi satu oleh lensa positif dan diproyeksikan pada layar menjadi garis
terang dan gelap.
Misalkan semua cahaya yang melalui celah kisi dilenturkandidifraksikan dengan sudut
T dan dikumpulkan pada satu titik P yang berjarak
p dari terang pusat O pada layar yang berjarak
L dari kisi. Hasil interferensi cahaya di titik P tergantung pada selisih lintasan yang ditempuh cahaya dari
celah yang berdekatan yaitu d sin
T. Di titik P akan terjadi garis terang jika
d sin T sama dengan kelipatan bilangan bulat
kali panjang gelombang atau kelipatan bilangan genap kali setengah gelombang. Sebaliknya akan terjadi garis gelap jika
d sin Tsama dengan kelipatan bilangan ganjil kali setengah
panjang gelombang. Secara matematik dapat dinyatakan : Di P terjadi garis terang jika :
d sin T= n O atau p =
.... 2.15 Di P akan terjadi garis gelap jika :
d sin
T = 2n + 1 O atau p =
.... 2.16 dengan :
d = lebar celah kisi m T = sudut difraksi derajat
O = panjang gelombang cahaya m n = orde difraksi
p = jarak garis gelapterang ke terang pusat m L = jarak layar ke kisi m
Gambar 2.9
Difraksi pada kisi
Di unduh dari : Bukupaket.com
73
Fisika SMAMA XII
Suatu berkas cahaya yang panjang gelombangnya 5.10
-7
m dijatuhkan tegak lurus pada sebuah kisi difraksi. Jika spektrum orde kedua jatuh
pada sudut 30
o
terhadap garis normal pada kisi, tentukan besarnya konstanta kisi banyaknya goresan tiap meter tersebut
Penyelesaian : Diketahui
: O = 5. 10
-7
m T = 30
o
n = 2 Ditanyakan : N = ?
Jawab :
d sin T = n O
d = = 2.10
-6
m
N = = 5 × 10
5
celahmeter Jadi, banyaknya goresan tiap meter adalah : 5 x 10
5
celahmeter.
Soal Latihan :
1. Sebuah kisi yang memiliki 4.000 garis tiap sentimeter
disinari tegak cahaya monokromatik yang panjang gelombangnya 6.000 Å. Tentukan orde maksimum garis
terang yang dapat diamati 2.
Sebuah kisi yang memiliki 5.000 garis tiap sentimeter disinari dengan cahaya secara tegak lurus. Apabila
spektrum orde ke-3 terbentuk pada sudut 30
o
terhadap garis normal bidang kisi, tentukan panjang gelombang
cahaya yang digunakan
Contoh Soal
Adanya difraksi cahaya akan memengaruhi hasil pembentukan bayangan pada alat optik misalnya kamera. Pada sebuah kamera profesional selalu
dilengkapi dengan tombol pengatur kecepatan, diafragma, fokus dan ukuran kepekaan film yang digunakan ASA yang pada umumnya tertulis
dalam angka-angka. Cobalah kamu membuat tabel pengaturan dari kecepatan dan bukaan diafragma untuk memotret dalam ruangan yang
redup, ruangan yang terang dan memotret benda yang bergerak agar dihasilkan gambar yang bagus. Berilah alasan atas pilihannya penggunaan
tersebut
Life Skills : Kecakapan Vokasional
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
74
Celah horisontal Celah vertikal
Gambar 2.10
Polarisasi gelombang
D. Polarisasi Cahaya
