Laporan Praktikum OR 0 2
Laporan Praktikum
Fisika Dasar 2
Nama
: Rachmad Mochammad Suryantoro
NPM
: 1406607666
Grup
:2
Fakultas
: Teknik
Departemen
: Teknik Mesin
No. Percobaan
: OR-02
Nama Percobaan
: Pengukuran Lebar Celah
Tanggal Percobaan
: 19 Maret 2015
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
Depok
I.
Tujuan Percobaan
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
II.
Alat
- Piranti laser dan catu daya
- Piranti pemilih otomatis celah tunggal
- Piranti scaner beserta detektor fotodioda
- Camcorder
- Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III.
Teori Dasar
Berkas cahaya dengan panjang gelombang λ yang dilewatkan pada sebuah
celah sempit dengan lebar f akan mengalami difraksi. Pola difraksi ini dapat dilihat
pada layar atau diukur dengan sensor cahaya. Jika jarak antara c dengan layar jauh
lebih besar dari pada lebar celah maka berkas yang sampai di layar dapat dianggap
paralel. Pada difraksi celah tunggal, intensitas minimum akan terjadi jika perbedaan
panjang lintasan berkas antara berkas paling atas dan berkas paling bawah sebersar λ.
Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi suatu gelombang
baru terjadi jika memenuhi dua hal berikut ini.
a. Kedua gelombang cahaya harus koheren yang berarti bahwa kedua
gelombang cahaya memiliki beda fase yang selalu tetap. Oleh karena itu,
keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.
b. Kedua gelombang harus memiliki ampluitudo yang hampir sama.
Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu :
•
•
Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling
memperkuat atau konstruktif)
Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah
atau destruktif.
1. Interferensi Dua Celah
Pola gelap terang yang muncul ketika sebuah celah ganda disusun dengan
cahaya monokromatik adalah akibat interferensi gelombang-gelombang yang
terbelokkan oleh tepi atau diniding celah.
Jika berkas cahaya melalui S1 dan S2, maka celah tersebut (S1 dan S2) akan
berfungsi sebagai sumber cahaya baru dan akan menyebarkan cahaya ke segala arah. Apabila
cahaya dari celah S1 dan S2 berinterferensi maka akan terbentuk suatu pola. Pola tersebut
dapat ditangkap pada layar berupa pola garis terag dan gelap. Interferensi dapat terjadi karena
adanya beda lintasan berkas cahaya dari S1 dan S2. Jika jarak antar kedua celah adalah d, jauh
lebih kecil daripada jarak celah tehadap layar, maka beda lintasan pada titk sembarang
P adalah S2P-S1P = d sin θ.
2. Difraksi Cahaya
Difraksi atau pembelokkan (pelenturan) cahaya merupakan salah satu cara
untuk menguji apakah cahaya merupakan suatu gelombang. Difraksi cahaya
sebenarnya sudah ditemukan sejak pertengahan abad ke-17 oleh Fransesco Grimaldi.
Namun, baru 10 tahun setelah penemuan Young, orang mengakui bahwa cahaya
mempunyai sifat gelombang. Augustin Fresnel dan Francois Argo menunjukkan
sederetan percobaan difraksi dan interferensi yang menyimpulkan bahwa cahaya
adalah gelombang.
Apabila suatu cahaya dengan panjang gelombang ë men genai suatu celah
sempit, maka menurut Christian Huygens setiap titik pada celah dapat dianggap
sebagai sumber gelombang cahaya yang memancar ke segala arah dengan sudut fase
yang sama dan kecepatan yang sama pula.
Prinsip Huygens-Fresnel : Difraksi mengacu pada penyimpangan atau deviasi dari
perambatan garis lurus yang terjadi ketika suatu gelombang bergerak melewati suatu
penghalang parsial. Hal ini biasanya sesuai dengan penyebaran gelombang pada tepi-tepi
lubang dan penghalang. Bentuk paling sederhana dari difraksi cahaya adalah difraksi
Franhofer atau Far-Field. Difraksi ini diamati pada sebuah layar yang sangat jauh dari
lubang atau penghalang yang mengganggu arus gelombang-gelombang datar yang datang.
Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat
ini terdiri dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat
dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat gelas dengan
mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah transparan
terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah – celah yang terpisah. Sebuah
kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Dari data banyaknya garis per
sentimeter kita dapat menentukan jarak antar celah atau yang disebut dengan tetapan
kisi (d) , jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah
kebalikan dari N , yaitu: d =1/N.
Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan
diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut,
apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan sebuah
kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pitapita terang. Intensitas pita-pita terang
mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan
kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh
dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari
dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan :
m λ= d sin θ
atau
d.Y/L = m λ
dimana :
m = orde pola difraksi (0,1,2,.........)
d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi)
λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan
θ = sudut lenturan (difraksi)
Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n
L= jaral layar ke kisi difraksi
Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat
suatu spectrum warna. Spektrum yang paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde
pertama (m=1).
IV.
Prosedur Percobaan
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan
kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di
halaman jadwal. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah
ditentukan. Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan
menjalankan prosedur kerja.
V.
Tugas dan Evaluasi
1. Dari data eksperimen yang diperoleh, buatlah grafik intensitas pola difraksi ( I, pada
eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai fungsi dari posisi (x), I vs x ).
2. Berdasarkan spektrum yang diperoleh, tentukan letak terang pusat, intensitas minimum
orde pertama (n=1), orde ke-2 (n=2), orde ke-3 (n=3), dst. kemudian berilah bilangan
orde pada setiap intensitas minimum pola difraksi.
3. Hitunglah jarak antara dua minimum orde pertama (n=1), dua minimum orde ke-2 (n=2)
dst. Hitunglah θ berdasarkan definisinya seperti pada Gbr.1.
4. Hitunglah lebar celah a dengan metode grafik. Buatlah grafik antara sin θ vs. n. Pada
eksperimen ini laser yang digunakan mempunyai λ = ( 650 ± 10 ) nm.
5. Berilah analisis dan diskusikan hasil eksperimen ini.
VI.Data Pengamatan
Posisi (mm)
0.00
0.44
0.88
1.32
1.76
2.20
2.64
3.08
3.52
3.96
4.40
4.84
5.28
5.72
6.16
6.60
7.04
7.48
7.92
8.36
8.80
9.24
9.68
10.12
10.56
11.00
11.44
11.88
12.32
12.76
13.20
13.64
14.08
14.52
14.96
15.40
15.84
16.28
16.72
17.16
17.60
18.04
Intensitas
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
18.48
18.92
19.36
19.80
20.24
20.68
21.12
21.56
22.00
22.44
22.88
23.32
23.76
24.20
24.64
25.08
25.52
25.96
26.40
26.84
27.28
27.72
28.16
28.60
29.04
29.48
29.92
30.36
30.80
31.24
31.68
32.12
32.56
33.00
33.44
33.88
34.32
34.76
35.20
35.64
36.08
36.52
36.96
37.40
37.84
38.28
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
38.72
39.16
39.60
40.04
40.48
40.92
41.36
41.80
42.24
42.68
43.12
43.56
44.00
44.44
44.88
45.32
45.76
46.20
46.64
47.08
47.52
47.96
48.40
48.84
49.28
49.72
50.16
50.60
51.04
51.48
51.92
52.36
52.80
53.24
53.68
54.12
54.56
55.00
55.44
55.88
56.32
56.76
57.20
57.64
58.08
58.52
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
58.96
59.40
59.84
60.28
60.72
61.16
61.60
62.04
62.48
62.92
63.36
63.80
64.24
64.68
65.12
65.56
66.00
66.44
66.88
67.32
67.76
68.20
68.64
69.08
69.52
69.96
70.40
70.84
71.28
71.72
72.16
72.60
73.04
73.48
73.92
74.36
74.80
75.24
75.68
76.12
76.56
77.00
77.44
77.88
78.32
78.76
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
79.20
79.64
80.08
80.52
80.96
81.40
81.84
82.28
82.72
83.16
83.60
84.04
84.48
84.92
85.36
85.80
86.24
86.68
87.12
87.56
88.00
88.44
88.88
89.32
89.76
90.20
90.64
91.08
91.52
91.96
92.40
92.84
93.28
93.72
94.16
94.60
95.04
95.48
95.92
96.36
96.80
97.24
97.68
98.12
98.56
99.00
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
99.44
99.88
100.32
100.76
101.20
101.64
102.08
102.52
102.96
103.40
103.84
104.28
104.72
105.16
105.60
106.04
106.48
106.92
107.36
107.80
108.24
108.68
109.12
109.56
110.00
110.44
110.88
111.32
111.76
112.20
112.64
113.08
113.52
113.96
114.40
114.84
115.28
115.72
116.16
116.60
117.04
117.48
117.92
118.36
118.80
119.24
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
119.68
120.12
120.56
121.00
121.44
121.88
122.32
122.76
123.20
123.64
124.08
124.52
124.96
125.40
125.84
126.28
126.72
127.16
127.60
128.04
128.48
128.92
129.36
129.80
130.24
130.68
131.12
131.56
132.00
132.44
132.88
133.32
133.76
134.20
134.64
135.08
135.52
135.96
136.40
136.84
137.28
137.72
138.16
138.60
139.04
139.48
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
139.92
140.36
140.80
141.24
141.68
142.12
142.56
143.00
143.44
143.88
144.32
144.76
145.20
145.64
146.08
146.52
146.96
147.40
147.84
148.28
148.72
149.16
149.60
150.04
150.48
150.92
151.36
151.80
152.24
152.68
153.12
153.56
154.00
154.44
154.88
155.32
155.76
156.20
156.64
157.08
157.52
157.96
158.40
158.84
159.28
159.72
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
160.16
160.60
161.04
161.48
161.92
162.36
162.80
163.24
163.68
164.12
164.56
165.00
165.44
165.88
166.32
166.76
167.20
167.64
168.08
168.52
168.96
169.40
169.84
170.28
170.72
171.16
171.60
172.04
172.48
172.92
173.36
173.80
174.24
174.68
175.12
175.56
176.00
176.44
176.88
177.32
177.76
178.20
178.64
179.08
179.52
179.96
0.05
0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.06
0.06
0.06
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.07
0.07
0.08
0.09
0.09
0.10
0.11
0.12
0.12
0.13
0.14
0.14
0.14
180.40
180.84
181.28
181.72
182.16
182.60
183.04
183.48
183.92
184.36
184.80
185.24
185.68
186.12
186.56
187.00
187.44
187.88
188.32
188.76
189.20
189.64
190.08
190.52
190.96
191.40
191.84
192.28
192.72
193.16
193.60
194.04
194.48
194.92
195.36
195.80
196.24
196.68
197.12
197.56
198.00
198.44
198.88
199.32
199.76
200.20
0.14
0.14
0.13
0.13
0.12
0.12
0.11
0.10
0.09
0.08
0.07
0.07
0.07
0.06
0.06
0.06
0.05
0.06
0.05
0.05
0.06
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
200.64
201.08
201.52
201.96
202.40
202.84
203.28
203.72
204.16
204.60
205.04
205.48
205.92
206.36
206.80
207.24
207.68
208.12
208.56
209.00
209.44
209.88
210.32
210.76
211.20
211.64
212.08
212.52
212.96
213.40
213.84
214.28
214.72
215.16
215.60
216.04
216.48
216.92
217.36
217.80
218.24
218.68
219.12
219.56
220.00
220.44
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
220.88
221.32
221.76
222.20
222.64
223.08
223.52
223.96
224.40
224.84
225.28
225.72
226.16
226.60
227.04
227.48
227.92
228.36
228.80
229.24
229.68
230.12
230.56
231.00
231.44
231.88
232.32
232.76
233.20
233.64
234.08
234.52
234.96
235.40
235.84
236.28
236.72
237.16
237.60
238.04
238.48
238.92
239.36
239.80
240.24
240.68
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
241.12
241.56
242.00
242.44
242.88
243.32
243.76
244.20
244.64
245.08
245.52
245.96
246.40
246.84
247.28
247.72
248.16
248.60
249.04
249.48
249.92
250.36
250.80
251.24
251.68
252.12
252.56
253.00
253.44
253.88
254.32
254.76
255.20
255.64
256.08
256.52
256.96
257.40
257.84
258.28
258.72
259.16
259.60
260.04
260.48
260.92
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
261.36
261.80
262.24
262.68
263.12
263.56
264.00
264.44
264.88
265.32
265.76
266.20
266.64
267.08
267.52
267.96
268.40
268.84
269.28
269.72
270.16
270.60
271.04
271.48
271.92
272.36
272.80
273.24
273.68
274.12
274.56
275.00
275.44
275.88
276.32
276.76
277.20
277.64
278.08
278.52
278.96
279.40
279.84
280.28
280.72
281.16
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
281.60
282.04
282.48
282.92
283.36
283.80
284.24
284.68
285.12
285.56
286.00
286.44
286.88
287.32
287.76
288.20
288.64
289.08
289.52
289.96
290.40
290.84
291.28
291.72
292.16
292.60
293.04
293.48
293.92
294.36
294.80
295.24
295.68
296.12
296.56
297.00
297.44
297.88
298.32
298.76
299.20
299.64
300.08
300.52
300.96
301.40
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
301.84
302.28
302.72
303.16
303.60
304.04
304.48
304.92
305.36
305.80
306.24
306.68
307.12
307.56
308.00
308.44
308.88
309.32
309.76
310.20
310.64
311.08
311.52
311.96
312.40
312.84
313.28
313.72
314.16
314.60
315.04
315.48
315.92
316.36
316.80
317.24
317.68
318.12
318.56
319.00
319.44
319.88
320.32
320.76
321.20
321.64
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
322.08
322.52
322.96
323.40
323.84
324.28
324.72
325.16
325.60
326.04
326.48
326.92
327.36
327.80
328.24
328.68
329.12
329.56
330.00
330.44
330.88
331.32
331.76
332.20
332.64
333.08
333.52
333.96
334.40
334.84
335.28
335.72
336.16
336.60
337.04
337.48
337.92
338.36
338.80
339.24
339.68
340.12
340.56
341.00
341.44
341.88
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
342.32
342.76
343.20
343.64
344.08
344.52
344.96
345.40
345.84
346.28
346.72
347.16
347.60
348.04
348.48
348.92
349.36
349.80
350.24
350.68
351.12
351.56
352.00
352.44
352.88
353.32
353.76
354.20
354.64
355.08
355.52
355.96
356.40
356.84
357.28
357.72
358.16
358.60
359.04
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
VII Pengolahan Data
1. Grafik Hubungan Intensitas Pola Difraksi dengan Posisi
Grafk Intensitas terhadap Posisi
0.16
0.14
0.12
Intensitas
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
44 28 12 96 .8 64 48 32 16 43 84 68 52 36 .2 04 88 72 56 .4 24 08 92
0. 16. 32. 47. 63 79. 95. 11. 27. 1 58. 74. 90. 06. 222 38. 53. 69. 85. 301 17. 33. 48.
Posisi
1 1
1 1 1 2
2 2 2 2
3 3 3
2. Letak Titik Terang Pusat dan Intensitas Minimum
Berdasarkan grafk diatas, titik terang pusatnya terletak pada saat intensitasnya
0.14 dan saat posisi (x) nya 180.40 mm. Untuk menentukan intensitas minimum orde ke
n=1,2,3…dst digunakanlah titik puncak minimum grafk tersebut maka didapatkan tabel
sebagai berikut:
N
1
2
3
4
5
Minimum Kiri
178,64
177,76
177,32
176,88
176,44
Minimum Kanan
181,28
182,16
183,04
183,48
183,92
3. Jarak antara Dua Minimum Orde dan Besar θ
Untuk mengetahui jarak antara dua minimum orde, kita dapat mencari selisih
antara minimum kanan dan minimum kirinya.Setelah itu dapat diketahui besar θ dengan
menggunakan rumus sin θ = p/l dan diasumsikan bahwa a sin θ=nλ,sehingga didapat
L=1m=1000mm.Dalam menghitung besar,dapat dilihat pada tabel berikut:
N Maksimum Kiri Maksimum Kanan Jarak antar
L (mm)
Sin θ
garis gelap
1 178,64
181,28
2,64
1000
0,00264
2 177,76
182,16
4,4
1000
0,0044
3 177,32
183,04
5,72
1000
0,00572
4 176,88
183,48
6,6
1000
0,0066
5 176,44
183,92
7,48
1000
0,00748
Grafik sin θ terhadap orde
Grafk Sin θ terhadap Orde
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0
Sin θ
0
0
0
0
0
0
1
2
3
4
5
Lebar celah a dengan metode grafk
Dari persamaan yang telah diperoleh, yaitu a sin θ = n λ, maka lebar celah a dapat
diperoleh dari persamaan tersebut.
Dari grafik sin θ vs n, praktikan dapat membuat persamaan
Y
X
1
2
3
Y
0,00264
0,0044
0,00572
=
mx±b
X2
1
4
9
Y2
0,0000069696
0,00001936
0,0000327184
XY
0,00264
0,0088
0,01716
4
5
15
16
25
55
0,0066
0,00748
0,02648
0,00004356
0,0000559504
0,00001585584
0,0264
0,0374
0,0924
Sehingga diperoleh m=0,001188 dan b=0,0018040
Dengan persamaan y = mx + b, maka hasil yang kita peroleh dengan metode least square tadi
dapat dituliskan menjadi y = 0,001188 x + 0,0018040. Dan jika kita mengikuti rumus
sin θ =λ/a n
jika disesuaikan dengan y = mx ± b
a = λ.b
Dan diketahui bahwa nilai λ laser adalah ±650 nm,maka:
a=1,1726 mm
Kesalahan Relatif pada percobaan
Δb/b=9,321%
VIII. Analisis
a. Analisis percobaan
Percobaan OR-02, yaitu pengukuran lebar celah bertujuan untuk mengukur lebar
celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi. Pengambilan data pada
percobaan ini dilakukan melalui media internet yaitu R-Lab (Remote Laboratory)
sehingga praktikan tidak perlu berada di laboratorium. Bagian ini merupakan analisis
dari percobaan remote laboratory yang telah dilakukan praktikan, Pada bagian ini
terdapat gejala fsik yang menyebabkan terjadinya kesalahan dan mempengaruhi hasil
atau data dari percobaan. Gejala fsik yang terjadi adalah kondisi lingkungan
Praktikan tidak mengetahui kondisi lingkungan disekitar percobaan. Perbedaan waktu
dalam menjalankan percobaan mempengaruhi hasil percobaan. Praktikan melakukan
2 kali percobaan dan data hasil percobaan pun berbeda. Dalam kondisi ini, praktikan
memutuskan untuk menggunakan data hasil percobaan kedua. Selain itu, putusnya
koneksi internet juga berpengaruh terhadap hasil percobaan ini. Data menjadi kurang
akurat, karena didalamnya intensitas terbesar lebih dari 2 dan terjadi fuktuasi diantara
intensitas terbesar tersebut.
Pada dasarnya prosedur percobaan sudah dilakukan dengan tepat, karena alat pada
sistem sudah diatur/setting sesuai perintah. Kemungkinan kecil terjadinya masalah
pada percobaan dan hasilnya.
b. Analisis Hasil dan Kesalahan.
Percobaan selesai dengan hasil 817 data berupa 817 variasi posisi kisi difraksi yang
berbeda yang menghasilkan intensitas difraksi yang berbeda pula. Hasil data yang
telah diperoleh kemudian diolah dan disajikan dalam bentuk grafk. Dari berbagai
grafk tersebut dapat diketahui hubungan ordo (n) dengan sin teta-nya. Hasil yang
didapatkan cukup akurat dengan kesalahan sebesar 9,321 %
Persamaan linear yang didapatkan dengan metode least square dari data-data yang
dihasilkan dari percobaan ini adalah y = 0,001188 x + 0,0018040
c. Analisis Grafk
Dalam percobaan pengukuran lebar celah ini terdapat 2 buah grafk, grafk pertama
menunjukkkan hubungan antara posisi dan intensitasnya. Dari grafk tersebut
praktikan menganilisis bahwa bentuknya seperti gelombang yang memiliki puncak.
Selanjutnya, pola ini disebut dengan pola difraksi. Grafk kedua adalah grafk
persamaan regresi linier antara sin θ dengan orde (n). dari garfk dapat dianalisis
hubungan antara sin θ dengan orde (n). Semakin besar orde maka semakin besar jarak
antara dua minimum ordo, hal ini mengakibatkan semakin besar pula nila sin θ.
Grafik sin θ vs n, memiliki persamaan regresi linier sebesar Y = 0,003x.
IX. Kesimpulan
Dari berbagai hasil, pengolahan data, dan analisis data yang dilakukan pada
percobaan pengukuran lebar celah, praktikan menarik kesimpulan bahwa :
1. Lebar celah pada percobaan ini adalah 1,1726 mm.
2. Difraksi adalah peristiwa yang terjadi karena adanya pembelokan arah cahaya.
3. Lebar celah dapat diukur menggunakan metode difraksi
4.Intensitas yang dihasilkan oleh metode difraksi menghasilkan pola terang-gelap.
X Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientis & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,
2000.
Halliday Resnick, Walker; fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition,
John Wiley & Sonc, Inc., NJ, 2005.
Fisika Dasar 2
Nama
: Rachmad Mochammad Suryantoro
NPM
: 1406607666
Grup
:2
Fakultas
: Teknik
Departemen
: Teknik Mesin
No. Percobaan
: OR-02
Nama Percobaan
: Pengukuran Lebar Celah
Tanggal Percobaan
: 19 Maret 2015
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
Depok
I.
Tujuan Percobaan
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
II.
Alat
- Piranti laser dan catu daya
- Piranti pemilih otomatis celah tunggal
- Piranti scaner beserta detektor fotodioda
- Camcorder
- Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III.
Teori Dasar
Berkas cahaya dengan panjang gelombang λ yang dilewatkan pada sebuah
celah sempit dengan lebar f akan mengalami difraksi. Pola difraksi ini dapat dilihat
pada layar atau diukur dengan sensor cahaya. Jika jarak antara c dengan layar jauh
lebih besar dari pada lebar celah maka berkas yang sampai di layar dapat dianggap
paralel. Pada difraksi celah tunggal, intensitas minimum akan terjadi jika perbedaan
panjang lintasan berkas antara berkas paling atas dan berkas paling bawah sebersar λ.
Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi suatu gelombang
baru terjadi jika memenuhi dua hal berikut ini.
a. Kedua gelombang cahaya harus koheren yang berarti bahwa kedua
gelombang cahaya memiliki beda fase yang selalu tetap. Oleh karena itu,
keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.
b. Kedua gelombang harus memiliki ampluitudo yang hampir sama.
Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu :
•
•
Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling
memperkuat atau konstruktif)
Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah
atau destruktif.
1. Interferensi Dua Celah
Pola gelap terang yang muncul ketika sebuah celah ganda disusun dengan
cahaya monokromatik adalah akibat interferensi gelombang-gelombang yang
terbelokkan oleh tepi atau diniding celah.
Jika berkas cahaya melalui S1 dan S2, maka celah tersebut (S1 dan S2) akan
berfungsi sebagai sumber cahaya baru dan akan menyebarkan cahaya ke segala arah. Apabila
cahaya dari celah S1 dan S2 berinterferensi maka akan terbentuk suatu pola. Pola tersebut
dapat ditangkap pada layar berupa pola garis terag dan gelap. Interferensi dapat terjadi karena
adanya beda lintasan berkas cahaya dari S1 dan S2. Jika jarak antar kedua celah adalah d, jauh
lebih kecil daripada jarak celah tehadap layar, maka beda lintasan pada titk sembarang
P adalah S2P-S1P = d sin θ.
2. Difraksi Cahaya
Difraksi atau pembelokkan (pelenturan) cahaya merupakan salah satu cara
untuk menguji apakah cahaya merupakan suatu gelombang. Difraksi cahaya
sebenarnya sudah ditemukan sejak pertengahan abad ke-17 oleh Fransesco Grimaldi.
Namun, baru 10 tahun setelah penemuan Young, orang mengakui bahwa cahaya
mempunyai sifat gelombang. Augustin Fresnel dan Francois Argo menunjukkan
sederetan percobaan difraksi dan interferensi yang menyimpulkan bahwa cahaya
adalah gelombang.
Apabila suatu cahaya dengan panjang gelombang ë men genai suatu celah
sempit, maka menurut Christian Huygens setiap titik pada celah dapat dianggap
sebagai sumber gelombang cahaya yang memancar ke segala arah dengan sudut fase
yang sama dan kecepatan yang sama pula.
Prinsip Huygens-Fresnel : Difraksi mengacu pada penyimpangan atau deviasi dari
perambatan garis lurus yang terjadi ketika suatu gelombang bergerak melewati suatu
penghalang parsial. Hal ini biasanya sesuai dengan penyebaran gelombang pada tepi-tepi
lubang dan penghalang. Bentuk paling sederhana dari difraksi cahaya adalah difraksi
Franhofer atau Far-Field. Difraksi ini diamati pada sebuah layar yang sangat jauh dari
lubang atau penghalang yang mengganggu arus gelombang-gelombang datar yang datang.
Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat
ini terdiri dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat
dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat gelas dengan
mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah transparan
terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah – celah yang terpisah. Sebuah
kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Dari data banyaknya garis per
sentimeter kita dapat menentukan jarak antar celah atau yang disebut dengan tetapan
kisi (d) , jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah
kebalikan dari N , yaitu: d =1/N.
Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan
diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut,
apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan sebuah
kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pitapita terang. Intensitas pita-pita terang
mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan
kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh
dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari
dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan :
m λ= d sin θ
atau
d.Y/L = m λ
dimana :
m = orde pola difraksi (0,1,2,.........)
d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi)
λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan
θ = sudut lenturan (difraksi)
Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n
L= jaral layar ke kisi difraksi
Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat
suatu spectrum warna. Spektrum yang paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde
pertama (m=1).
IV.
Prosedur Percobaan
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan
kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di
halaman jadwal. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah
ditentukan. Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan
menjalankan prosedur kerja.
V.
Tugas dan Evaluasi
1. Dari data eksperimen yang diperoleh, buatlah grafik intensitas pola difraksi ( I, pada
eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai fungsi dari posisi (x), I vs x ).
2. Berdasarkan spektrum yang diperoleh, tentukan letak terang pusat, intensitas minimum
orde pertama (n=1), orde ke-2 (n=2), orde ke-3 (n=3), dst. kemudian berilah bilangan
orde pada setiap intensitas minimum pola difraksi.
3. Hitunglah jarak antara dua minimum orde pertama (n=1), dua minimum orde ke-2 (n=2)
dst. Hitunglah θ berdasarkan definisinya seperti pada Gbr.1.
4. Hitunglah lebar celah a dengan metode grafik. Buatlah grafik antara sin θ vs. n. Pada
eksperimen ini laser yang digunakan mempunyai λ = ( 650 ± 10 ) nm.
5. Berilah analisis dan diskusikan hasil eksperimen ini.
VI.Data Pengamatan
Posisi (mm)
0.00
0.44
0.88
1.32
1.76
2.20
2.64
3.08
3.52
3.96
4.40
4.84
5.28
5.72
6.16
6.60
7.04
7.48
7.92
8.36
8.80
9.24
9.68
10.12
10.56
11.00
11.44
11.88
12.32
12.76
13.20
13.64
14.08
14.52
14.96
15.40
15.84
16.28
16.72
17.16
17.60
18.04
Intensitas
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
18.48
18.92
19.36
19.80
20.24
20.68
21.12
21.56
22.00
22.44
22.88
23.32
23.76
24.20
24.64
25.08
25.52
25.96
26.40
26.84
27.28
27.72
28.16
28.60
29.04
29.48
29.92
30.36
30.80
31.24
31.68
32.12
32.56
33.00
33.44
33.88
34.32
34.76
35.20
35.64
36.08
36.52
36.96
37.40
37.84
38.28
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
38.72
39.16
39.60
40.04
40.48
40.92
41.36
41.80
42.24
42.68
43.12
43.56
44.00
44.44
44.88
45.32
45.76
46.20
46.64
47.08
47.52
47.96
48.40
48.84
49.28
49.72
50.16
50.60
51.04
51.48
51.92
52.36
52.80
53.24
53.68
54.12
54.56
55.00
55.44
55.88
56.32
56.76
57.20
57.64
58.08
58.52
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
58.96
59.40
59.84
60.28
60.72
61.16
61.60
62.04
62.48
62.92
63.36
63.80
64.24
64.68
65.12
65.56
66.00
66.44
66.88
67.32
67.76
68.20
68.64
69.08
69.52
69.96
70.40
70.84
71.28
71.72
72.16
72.60
73.04
73.48
73.92
74.36
74.80
75.24
75.68
76.12
76.56
77.00
77.44
77.88
78.32
78.76
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
79.20
79.64
80.08
80.52
80.96
81.40
81.84
82.28
82.72
83.16
83.60
84.04
84.48
84.92
85.36
85.80
86.24
86.68
87.12
87.56
88.00
88.44
88.88
89.32
89.76
90.20
90.64
91.08
91.52
91.96
92.40
92.84
93.28
93.72
94.16
94.60
95.04
95.48
95.92
96.36
96.80
97.24
97.68
98.12
98.56
99.00
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
99.44
99.88
100.32
100.76
101.20
101.64
102.08
102.52
102.96
103.40
103.84
104.28
104.72
105.16
105.60
106.04
106.48
106.92
107.36
107.80
108.24
108.68
109.12
109.56
110.00
110.44
110.88
111.32
111.76
112.20
112.64
113.08
113.52
113.96
114.40
114.84
115.28
115.72
116.16
116.60
117.04
117.48
117.92
118.36
118.80
119.24
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
119.68
120.12
120.56
121.00
121.44
121.88
122.32
122.76
123.20
123.64
124.08
124.52
124.96
125.40
125.84
126.28
126.72
127.16
127.60
128.04
128.48
128.92
129.36
129.80
130.24
130.68
131.12
131.56
132.00
132.44
132.88
133.32
133.76
134.20
134.64
135.08
135.52
135.96
136.40
136.84
137.28
137.72
138.16
138.60
139.04
139.48
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
139.92
140.36
140.80
141.24
141.68
142.12
142.56
143.00
143.44
143.88
144.32
144.76
145.20
145.64
146.08
146.52
146.96
147.40
147.84
148.28
148.72
149.16
149.60
150.04
150.48
150.92
151.36
151.80
152.24
152.68
153.12
153.56
154.00
154.44
154.88
155.32
155.76
156.20
156.64
157.08
157.52
157.96
158.40
158.84
159.28
159.72
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
160.16
160.60
161.04
161.48
161.92
162.36
162.80
163.24
163.68
164.12
164.56
165.00
165.44
165.88
166.32
166.76
167.20
167.64
168.08
168.52
168.96
169.40
169.84
170.28
170.72
171.16
171.60
172.04
172.48
172.92
173.36
173.80
174.24
174.68
175.12
175.56
176.00
176.44
176.88
177.32
177.76
178.20
178.64
179.08
179.52
179.96
0.05
0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.07
0.06
0.06
0.06
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.06
0.06
0.06
0.07
0.07
0.08
0.09
0.09
0.10
0.11
0.12
0.12
0.13
0.14
0.14
0.14
180.40
180.84
181.28
181.72
182.16
182.60
183.04
183.48
183.92
184.36
184.80
185.24
185.68
186.12
186.56
187.00
187.44
187.88
188.32
188.76
189.20
189.64
190.08
190.52
190.96
191.40
191.84
192.28
192.72
193.16
193.60
194.04
194.48
194.92
195.36
195.80
196.24
196.68
197.12
197.56
198.00
198.44
198.88
199.32
199.76
200.20
0.14
0.14
0.13
0.13
0.12
0.12
0.11
0.10
0.09
0.08
0.07
0.07
0.07
0.06
0.06
0.06
0.05
0.06
0.05
0.05
0.06
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
200.64
201.08
201.52
201.96
202.40
202.84
203.28
203.72
204.16
204.60
205.04
205.48
205.92
206.36
206.80
207.24
207.68
208.12
208.56
209.00
209.44
209.88
210.32
210.76
211.20
211.64
212.08
212.52
212.96
213.40
213.84
214.28
214.72
215.16
215.60
216.04
216.48
216.92
217.36
217.80
218.24
218.68
219.12
219.56
220.00
220.44
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
220.88
221.32
221.76
222.20
222.64
223.08
223.52
223.96
224.40
224.84
225.28
225.72
226.16
226.60
227.04
227.48
227.92
228.36
228.80
229.24
229.68
230.12
230.56
231.00
231.44
231.88
232.32
232.76
233.20
233.64
234.08
234.52
234.96
235.40
235.84
236.28
236.72
237.16
237.60
238.04
238.48
238.92
239.36
239.80
240.24
240.68
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
241.12
241.56
242.00
242.44
242.88
243.32
243.76
244.20
244.64
245.08
245.52
245.96
246.40
246.84
247.28
247.72
248.16
248.60
249.04
249.48
249.92
250.36
250.80
251.24
251.68
252.12
252.56
253.00
253.44
253.88
254.32
254.76
255.20
255.64
256.08
256.52
256.96
257.40
257.84
258.28
258.72
259.16
259.60
260.04
260.48
260.92
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
261.36
261.80
262.24
262.68
263.12
263.56
264.00
264.44
264.88
265.32
265.76
266.20
266.64
267.08
267.52
267.96
268.40
268.84
269.28
269.72
270.16
270.60
271.04
271.48
271.92
272.36
272.80
273.24
273.68
274.12
274.56
275.00
275.44
275.88
276.32
276.76
277.20
277.64
278.08
278.52
278.96
279.40
279.84
280.28
280.72
281.16
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
281.60
282.04
282.48
282.92
283.36
283.80
284.24
284.68
285.12
285.56
286.00
286.44
286.88
287.32
287.76
288.20
288.64
289.08
289.52
289.96
290.40
290.84
291.28
291.72
292.16
292.60
293.04
293.48
293.92
294.36
294.80
295.24
295.68
296.12
296.56
297.00
297.44
297.88
298.32
298.76
299.20
299.64
300.08
300.52
300.96
301.40
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
301.84
302.28
302.72
303.16
303.60
304.04
304.48
304.92
305.36
305.80
306.24
306.68
307.12
307.56
308.00
308.44
308.88
309.32
309.76
310.20
310.64
311.08
311.52
311.96
312.40
312.84
313.28
313.72
314.16
314.60
315.04
315.48
315.92
316.36
316.80
317.24
317.68
318.12
318.56
319.00
319.44
319.88
320.32
320.76
321.20
321.64
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
322.08
322.52
322.96
323.40
323.84
324.28
324.72
325.16
325.60
326.04
326.48
326.92
327.36
327.80
328.24
328.68
329.12
329.56
330.00
330.44
330.88
331.32
331.76
332.20
332.64
333.08
333.52
333.96
334.40
334.84
335.28
335.72
336.16
336.60
337.04
337.48
337.92
338.36
338.80
339.24
339.68
340.12
340.56
341.00
341.44
341.88
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
342.32
342.76
343.20
343.64
344.08
344.52
344.96
345.40
345.84
346.28
346.72
347.16
347.60
348.04
348.48
348.92
349.36
349.80
350.24
350.68
351.12
351.56
352.00
352.44
352.88
353.32
353.76
354.20
354.64
355.08
355.52
355.96
356.40
356.84
357.28
357.72
358.16
358.60
359.04
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
VII Pengolahan Data
1. Grafik Hubungan Intensitas Pola Difraksi dengan Posisi
Grafk Intensitas terhadap Posisi
0.16
0.14
0.12
Intensitas
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
44 28 12 96 .8 64 48 32 16 43 84 68 52 36 .2 04 88 72 56 .4 24 08 92
0. 16. 32. 47. 63 79. 95. 11. 27. 1 58. 74. 90. 06. 222 38. 53. 69. 85. 301 17. 33. 48.
Posisi
1 1
1 1 1 2
2 2 2 2
3 3 3
2. Letak Titik Terang Pusat dan Intensitas Minimum
Berdasarkan grafk diatas, titik terang pusatnya terletak pada saat intensitasnya
0.14 dan saat posisi (x) nya 180.40 mm. Untuk menentukan intensitas minimum orde ke
n=1,2,3…dst digunakanlah titik puncak minimum grafk tersebut maka didapatkan tabel
sebagai berikut:
N
1
2
3
4
5
Minimum Kiri
178,64
177,76
177,32
176,88
176,44
Minimum Kanan
181,28
182,16
183,04
183,48
183,92
3. Jarak antara Dua Minimum Orde dan Besar θ
Untuk mengetahui jarak antara dua minimum orde, kita dapat mencari selisih
antara minimum kanan dan minimum kirinya.Setelah itu dapat diketahui besar θ dengan
menggunakan rumus sin θ = p/l dan diasumsikan bahwa a sin θ=nλ,sehingga didapat
L=1m=1000mm.Dalam menghitung besar,dapat dilihat pada tabel berikut:
N Maksimum Kiri Maksimum Kanan Jarak antar
L (mm)
Sin θ
garis gelap
1 178,64
181,28
2,64
1000
0,00264
2 177,76
182,16
4,4
1000
0,0044
3 177,32
183,04
5,72
1000
0,00572
4 176,88
183,48
6,6
1000
0,0066
5 176,44
183,92
7,48
1000
0,00748
Grafik sin θ terhadap orde
Grafk Sin θ terhadap Orde
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0
Sin θ
0
0
0
0
0
0
1
2
3
4
5
Lebar celah a dengan metode grafk
Dari persamaan yang telah diperoleh, yaitu a sin θ = n λ, maka lebar celah a dapat
diperoleh dari persamaan tersebut.
Dari grafik sin θ vs n, praktikan dapat membuat persamaan
Y
X
1
2
3
Y
0,00264
0,0044
0,00572
=
mx±b
X2
1
4
9
Y2
0,0000069696
0,00001936
0,0000327184
XY
0,00264
0,0088
0,01716
4
5
15
16
25
55
0,0066
0,00748
0,02648
0,00004356
0,0000559504
0,00001585584
0,0264
0,0374
0,0924
Sehingga diperoleh m=0,001188 dan b=0,0018040
Dengan persamaan y = mx + b, maka hasil yang kita peroleh dengan metode least square tadi
dapat dituliskan menjadi y = 0,001188 x + 0,0018040. Dan jika kita mengikuti rumus
sin θ =λ/a n
jika disesuaikan dengan y = mx ± b
a = λ.b
Dan diketahui bahwa nilai λ laser adalah ±650 nm,maka:
a=1,1726 mm
Kesalahan Relatif pada percobaan
Δb/b=9,321%
VIII. Analisis
a. Analisis percobaan
Percobaan OR-02, yaitu pengukuran lebar celah bertujuan untuk mengukur lebar
celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi. Pengambilan data pada
percobaan ini dilakukan melalui media internet yaitu R-Lab (Remote Laboratory)
sehingga praktikan tidak perlu berada di laboratorium. Bagian ini merupakan analisis
dari percobaan remote laboratory yang telah dilakukan praktikan, Pada bagian ini
terdapat gejala fsik yang menyebabkan terjadinya kesalahan dan mempengaruhi hasil
atau data dari percobaan. Gejala fsik yang terjadi adalah kondisi lingkungan
Praktikan tidak mengetahui kondisi lingkungan disekitar percobaan. Perbedaan waktu
dalam menjalankan percobaan mempengaruhi hasil percobaan. Praktikan melakukan
2 kali percobaan dan data hasil percobaan pun berbeda. Dalam kondisi ini, praktikan
memutuskan untuk menggunakan data hasil percobaan kedua. Selain itu, putusnya
koneksi internet juga berpengaruh terhadap hasil percobaan ini. Data menjadi kurang
akurat, karena didalamnya intensitas terbesar lebih dari 2 dan terjadi fuktuasi diantara
intensitas terbesar tersebut.
Pada dasarnya prosedur percobaan sudah dilakukan dengan tepat, karena alat pada
sistem sudah diatur/setting sesuai perintah. Kemungkinan kecil terjadinya masalah
pada percobaan dan hasilnya.
b. Analisis Hasil dan Kesalahan.
Percobaan selesai dengan hasil 817 data berupa 817 variasi posisi kisi difraksi yang
berbeda yang menghasilkan intensitas difraksi yang berbeda pula. Hasil data yang
telah diperoleh kemudian diolah dan disajikan dalam bentuk grafk. Dari berbagai
grafk tersebut dapat diketahui hubungan ordo (n) dengan sin teta-nya. Hasil yang
didapatkan cukup akurat dengan kesalahan sebesar 9,321 %
Persamaan linear yang didapatkan dengan metode least square dari data-data yang
dihasilkan dari percobaan ini adalah y = 0,001188 x + 0,0018040
c. Analisis Grafk
Dalam percobaan pengukuran lebar celah ini terdapat 2 buah grafk, grafk pertama
menunjukkkan hubungan antara posisi dan intensitasnya. Dari grafk tersebut
praktikan menganilisis bahwa bentuknya seperti gelombang yang memiliki puncak.
Selanjutnya, pola ini disebut dengan pola difraksi. Grafk kedua adalah grafk
persamaan regresi linier antara sin θ dengan orde (n). dari garfk dapat dianalisis
hubungan antara sin θ dengan orde (n). Semakin besar orde maka semakin besar jarak
antara dua minimum ordo, hal ini mengakibatkan semakin besar pula nila sin θ.
Grafik sin θ vs n, memiliki persamaan regresi linier sebesar Y = 0,003x.
IX. Kesimpulan
Dari berbagai hasil, pengolahan data, dan analisis data yang dilakukan pada
percobaan pengukuran lebar celah, praktikan menarik kesimpulan bahwa :
1. Lebar celah pada percobaan ini adalah 1,1726 mm.
2. Difraksi adalah peristiwa yang terjadi karena adanya pembelokan arah cahaya.
3. Lebar celah dapat diukur menggunakan metode difraksi
4.Intensitas yang dihasilkan oleh metode difraksi menghasilkan pola terang-gelap.
X Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientis & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,
2000.
Halliday Resnick, Walker; fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition,
John Wiley & Sonc, Inc., NJ, 2005.