Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
45
Pada titik P akan terjadi pita terang jika berkas cahaya yang jatuh memiliki fase yang sama atau kelipatan bulat panjang gelombangnya
O. Dengan demikian jarak titik P dari pusat terang O adalah:
O
Ln y
d
. . . 3.9
Keterangan:
y : jarak titik P dari pusat terang O m d : jarak S
1
dan S
2
m L : jarak sumber cahaya ke layar m
O : panjang gelombang cahaya m n : 0, 1, 2, . . . . khusus untuk n = 0, adalah titik terang pusat
Pada titik P akan terjadi pita gelap jika berkas cahaya yang jatuh memiliki beda fase setengah periode atau selisih lintasan optis kelipatan
ganjil setengah panjang gelombang. Sehingga persamaan 3.9 menjadi: O
§ ·
¨ ¸
© ¹
2 1
2
L y
d
n . . . 3.10
Pola pita terang dan gelap pada inter- ferensi cahaya akan lebih mudah diamati
dengan menggunakan grafik intensitas cahaya seperti gambar 3.5 di samping. Untuk lebih
jelasnya, perhatikan contoh soal di bawah ini
Contoh Soal
Pada percobaan Young digunakan gelombang cahaya dengan panjang gelombang 4.500
R
A
dan jarak antara celah dengan layar 2 meter. Jika jarak antarcelah 0,5 mm, tentukan jarak pita terang kedua dari pusat terang
Penyelesaian:
Diketahui: O = 4.500
R
A
= 4,5 . 10
-7
m 1
R
A
= 10
-10
m L = 2 m
d = 0,5 mm = 0,5 . 10
-4
m Ditanyakan: y
2
= . . .? Jawab:
O Ln
y d
-7 -3
2 -4
.
. . .
2 2 4,5 10 = 3,6 10 m = 3,6 mm
. 0,5 10
Intensitas cahaya pita terang
y pita gelap
O
Gambar 3.5 Pola intensitas cahaya pada peristiwa interferensi cahaya.
Sebagai pemantapan pemahamanmu terhadap interferensi cahaya, kerjakanlah soal di bawah ini
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
46
D. Difraksi Cahaya
Pada jarak tertentu mata kita sulit membedakan posisi dua nyala lampu yang sangat berdekatan. Coba kamu perhatikan mengapa hal ini
dapat terjadi? Gejala ini dikarenakan diameter pupil mata kita sangat sempit. Akibatnya adalah cahaya dua lampu tersebut ketika sampai ke
mata kita mengalami difraksi. Apakah difraksi cahaya itu?
Difraksi cahaya adalah peristiwa pelenturan cahaya yang akan terjadi
jika cahaya melalui celah yang sangat sempit. Kita dapat melihat gejala ini dengan mudah pada cahaya yang melewati sela jari-jari yang kita
rapatkan kemudian kita arahkan pada sumber cahaya yang jauh, misalnya lampu neon. Atau dengan melihat melalui kisi tenun kain yang
terkena sinar lampu yang cukup jauh.
1. Difraksi Celah Tunggal
Gambar 3.6 memperlihatkan gelombang cahaya yang datang pada sebuah celah yang sangat sempit.
Difraksi Cahaya
Gambar 3.6 Skema difraksi pada celah tunggal
r
1
O y
P
L B
A T
r
2
Kerja Mandiri 1
Kerjakan soal berikut dengan tepat 1.
Jarak pita terang kedua dari pusat terang pada suatu percobaan interferensi adalah 7,35 mm. Jika panjang gelombang cahaya
yang digunakan adalah 4.900 A
R
dan jarak antara celah dengan
layar 1,5 m, tentukan jarak antarcelah 2.
Jarak pita terang pertama dari pusat terang pada suatu percobaan interferensi adalah 3,1 mm. Jika jarak antara celah dengan layar
2 m dan jarak antarcelah 0,3 mm, tentukan panjang gelombang cahaya yang digunakan
3. Cahaya dengan panjang gelombang 4.500
A
R
digunakan pada sebuah percobaan interferensi. Jika jarak antara celah dengan
layar 1,5 m dan jarak antarcelah 0,3 mm, tentukan jarak pita gelap ketiga dari pusat terang
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
47
Pada titik O di layar B semua sinar memiliki panjang lintasan optis yang sama. Karena semua sinar yang jatuh di O memiliki fase
yang sama maka titik O memiliki intensitas maksimum. Sekarang kita tinjau titik P. Sinar meninggalkan celah dengan
sudut T. Sinar r
1
berasal dari bagian atas celah dan sinar r
2
berasal dari pusatnya. Jika dipilih sudut
T sedemikian sehingga selisih lintasannya adalah
1 2
O maka r
1
dan r
2
berlawanan fase dan tidak memberikan efek apapun pada P. Setiap sinar dari setengah bagian
atas celah akan dihapuskan oleh pasangannya yang berasal dari bagian bawah, yaitu mulai dari titik
1 2
d bagian bawah. Titik P akan minimum pada pola difraksi dan memiliki intensitas nol. Syarat
keadaan ini adalah:
1 2
d sin T = n
1 2
Oatau d sin T = n O
. . . 3.11 Pita terang utama O akan menjadi lebih lebar jika celah
dipersempit. Jika lebar celah sama dengan panjang gelombang O
maka minimum pertama akan terjadi pada sudut T = 90
o
.
2. Difraksi pada Kisi
Difraksi cahaya juga terjadi jika cahaya melalui banyak celah sempit terpisah sejajar satu sama lain dengan jarak konstan. Celah
semacam ini disebut kisi difraksi atau sering disebut dengan kisi.
O
Gambar 3.7 Skema difraksi pada kisi
P B
A d
Di titik P akan terjadi terang jika memenuhi persamaan berikut. d sin
T = n Oatau
O
d y L
n
. =
. . . 3.12
Keterangan:
d : konstanta kisi = 1
N , dengan N = jumlah celahcm
Dengan menggunakan prinsip difraksi cahaya pada kisi kita dapat menentukan panjang gelombang cahaya melalui percobaan berikut.
y T
L
