ANALISIS POLA INTERFERENSI PADA INTERFER
ANALISIS POLA INTERFERENSI PADA INTERFEROMETER MICHELSON
UNTUK MENENTUKAN PANJANG GELOMBANG LASER GUNA MENGUKUR
KETEBALAN RAMBUT DENGAN DIFRAKSI BABINET
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Fenomena interferensi selalu berkaitan dengan teori gelombang cahaya.
Pengukuran panjang gelombang cahaya dapat dilakukan dengan cara interferensi. Untuk
mendapatkan pola interferensi ada berbagai metode, antara lain dengan interforemeter
Michelson, interferometer Fabry Perot dan interferometer Twymen Green.
Dalam penelitian ini yang diamati adalah perubahan pola dan jumlah frinji
interferensi pada Interferometer Michelson, sehingga dari perubahan pola frinji tersebut
dapat dihitung nilai panjang gelombang laser dioda merah. Selanjutnya hasil dari
perhitungan panjang gelombang tersebut dengan Prinsip Babinet (Menurut Prinsip
Babinet, pola difraksi yang sama terjadi jika satu atau sekelompok celah diganti dengan
komplemennya) kemudian digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda yang
sangat tipis (dalam percobaan ini menggunakan rambut) atau mengetahui ketajaman sisi
suatu lapisan.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana pola interferensi interferometer michelson dengan sumber laser dioda
merah ?
2. Bagaimana menentukan panjang gelombang laser dioda dengan interferometer
michelson?
3. Dengan memanfaatkan Prinsip Babinet pada difraksi, bagaimana menentukan
ketebalan benda yang sangat tipis (misalkan rambut) ?
C. Tujuan
1. Mengetahui pola interferensi interferometer michelson dengan sumber laser dioda
merah.
2. Menentukan panjang gelombang laser dioda dengan interferometer michelson.
3. Menentukan ketebalan benda yang sangat tipis (dalam percobaan ini menggunakan
rambut) dengan memanfaatkan Prinsip Babinet pada difraksi.
BAB II
METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan
1. Satu set Interferometer Michelson
2. Laser pointer merah
3. Multimeter
4. Light Dependent Resistor (LDR)
5. Penggaris
6. Kamera
7. Rambut dan Serat kabel
8. Milimeter Block
B. Prosedur Percobaan
1. Kalibrasi Interferometer Michelson
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam penelitian ini adalah mengkalibrasi
interferometer Michelson dengan cara mengatur posisi laser, beam splitter, kedua
cermin dan lensa agar sinar laser yang melewati semua peralatan tersebut tepat
segaris. Kemudian mencari pola interferensi dengan cara menggeser-geser salah satu
cermin sampaidihasilkan pola gelap terang (frinji) pada layar.
2. Menentukan Panjang Gelombang Laser
Untuk menentukan nilai panjang gelombanglaser dioda merah dengan
interferometer michelson dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
2∆ x
ℷ=
N
Yaitu dengan cara, menggeser movable mirror sehingga panjang lintasan optis ikut
bergeser sejauh x. Akibat pergeseran tersebut maka pada layar akan tampak
perubahan jumlah frinji (frinji masuk ke pusat interferensi) sebesar N dan akhirnya
dapat diperoleh nilai . Pergeseran dilakukan setiap perubahan satu frinji sebanyak
20 kali, sehingga dapat dilihat besar pergeseran x.
3. Mengukur Ketebalan Rambut (Dif raksi dengan prinsip Babinet)
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah menyiapkan
sehelai rambut dan menyisipkan rambut tersebut pada sebuah penyangga agar rambut
terbentang vertikal, kemudian sinar laser dinyalakan dan dipancarkan tepat mengenai
rambut. Langkah selanjutnya adalah mengamati pola difraksi yang muncul pada
layar, kemudian mengukur jarak antara sinar terang dan gelapnya ( ∆ x ) dan jarak
antara bayangan dan rambut ( L ).
Tebal rambut ( d ) dapat dihitung dengan persamaan :
ℷL
d=
∆x
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pola Interferensi Interferometer Michelson dengan Sumber Laser Dioda Merah
Gambar 1
B. Menentukan Panjang Gelombang Laser Dioda
1. Data hasil percobaan
Jumlah Frinji
No
Pergeseran (Δx)
(N)
1
20
7,5 x 10-6 m
2
40
14 x 10-6 m
3
60
21 x 10-6 m
4
80
28 x 10-6 m
5
100
34 x 10-6 m
6
120
41 x 10-6 m
7
140
50 x 10-6 m
8
160
55 x 10-6 m
9
180
62 x 10-6 m
10
200
70,5 x 10-6 m
Gambar 2
2.Δx
15 x 10-6 m
28 x 10-6 m
42 x 10-6 m
56 x 10-6 m
68 x 10-6 m
82 x 10-6 m
100 x 10-6 m
110 x 10-6 m
124 x 10-6 m
141 x 10-6 m
2. Grafik hubungan jumlah frinji (N) terhadap pergeseran lintasan optik (Δx)
3. Menentukan panjang gelombang Laser
Panjang gelombang laser dioda dapat dihitung dengan persamaan :
2∆d
ℷ=
N
Dimana jika dilihat pada grafik, nilai panjang gelombang dapat diperoleh dari nilai
gradien garis tersebut.
Jadi nilai panjang gelombang dari sinar laser dioda merah adalah :
ℷ =( 694 ± 8 ) ×10−9 nm.
C. Menentukan Ketebalan Benda yang sangat Tipis dengan Prinsip Babinet
1. Rambut
a. Gambar pola difraksi rambut
b. Data hasil percobaan
No
Panjang
.
gelombang ( ℷ )
1
694 x 10-9 m
2
694 x 10-9 m
3
694 x 10-9 m
4
694 x 10-9 m
5
694 x 10-9 m
6
694 x 10-9 m
Jarak benda ke
layar (L)
3,223 m
3,223 m
3,223 m
3,223 m
3,223 m
3,223 m
Orde gelap
(n)
1
2
3
-1
-2
-3
Jarak orde (
∆x )
3,10 cm
6,20 cm
9,10 cm
3,00 cm
5,95 cm
9,30 cm
c. Rumus untuk menghitung tebal rambut ( d )
Tebal rambut ( d ) :
β . ℷ . √ ∆ x 2 + L2
2π .∆ x
Dengan :
β=2 π , 4 π , 6 π ,. . dst. berdasarkan n-orde yang dihitung.
ℷ =¿ panjang gelombang
∆ x=¿ jarak orde (dari terang pusat ke orde gelap ke-1 , 2, 3,..dst)
L=¿ jarak celah (benda yang akan dihitung ketebalannya)
d=
Berdasarkan persamaan di atas, diperoleh tebal rambut ( d ) dengan data
sebagai berikut :
Panjang
Jarak
Orde
Jarak
Tebal rambut
gelombang (
benda ke
gelap
orde (
(Δd)
(d)
ℷ )
∆x )
layar (L)
(n)
-9
694 x 10 m
3,223 m
1
3,10 cm 7,22 x 10-5 m 0,14 x 10-5 m
-9
694 x 10 m
3,223 m
2
6,20 cm 7,22 x 10-5 m 0,10 x 10-5 m
694 x 10-9 m
3,223 m
3
9,10 cm 7,38 x 10-5 m 0,09 x 10-5 m
-9
694 x 10 m
3,223 m
-1
3,00 cm 7,46 x 10-5 m 0,15 x 10-5 m
694 x 10-9 m
3,223 m
-2
5,95 cm 7,52 x 10-5 m 0,10 x 10-5 m
694 x 10-9 m
3,223 m
-3
9,30 cm
7,22 x 10-5 m
0,09x 10-5 m
Dari data tersebut, diperoleh nilai rata-rata dari tebal rambut (d), yaitu :
d = (7,32 ± 0,04) x 10-5 m
BAB IV
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Panjang gelombang suatu sumber cahaya dapat dicari dengan melihat interferensi dari
sumber cahaya tersebut pada interferometer michelson.
2. Panjang gelombang dari laser dioda merah yang digunakan praktikan untuk percobaan
adalah ( 694 ± 8 )x 10-9 m.
3. Aplikasi dari peristiwa interferensi dan difraksi salah satunya adalah pada difraksi
dengan prinsip Babinet dapat digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda yang
sangat tipis. Pada percobaan ini, praktikan melakukan pengukuran ketebalan rambut.
Tebal rambut yang berhasil dicari dengan pola difraksi tersebut adalah
d = (7,32 ± 0,04) x 10-5 m = 0,0732 mm.
Berdasarkan literatur, ketebalan rambut manusia adalah sekitar 0,017-0,18 mm.
DAFTAR PUSTAKA
Sarojo, Ganijati Aby. Gelombang dan Optika.2011.Jakarta : Salemba Teknika.
Falah, Masroatul. Analisis Pola Interferensi pada Interferometer Michelson.2010. Semarang :
Universitas Diponegoro.
Tipler, P.A.1991. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
UNTUK MENENTUKAN PANJANG GELOMBANG LASER GUNA MENGUKUR
KETEBALAN RAMBUT DENGAN DIFRAKSI BABINET
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Fenomena interferensi selalu berkaitan dengan teori gelombang cahaya.
Pengukuran panjang gelombang cahaya dapat dilakukan dengan cara interferensi. Untuk
mendapatkan pola interferensi ada berbagai metode, antara lain dengan interforemeter
Michelson, interferometer Fabry Perot dan interferometer Twymen Green.
Dalam penelitian ini yang diamati adalah perubahan pola dan jumlah frinji
interferensi pada Interferometer Michelson, sehingga dari perubahan pola frinji tersebut
dapat dihitung nilai panjang gelombang laser dioda merah. Selanjutnya hasil dari
perhitungan panjang gelombang tersebut dengan Prinsip Babinet (Menurut Prinsip
Babinet, pola difraksi yang sama terjadi jika satu atau sekelompok celah diganti dengan
komplemennya) kemudian digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda yang
sangat tipis (dalam percobaan ini menggunakan rambut) atau mengetahui ketajaman sisi
suatu lapisan.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana pola interferensi interferometer michelson dengan sumber laser dioda
merah ?
2. Bagaimana menentukan panjang gelombang laser dioda dengan interferometer
michelson?
3. Dengan memanfaatkan Prinsip Babinet pada difraksi, bagaimana menentukan
ketebalan benda yang sangat tipis (misalkan rambut) ?
C. Tujuan
1. Mengetahui pola interferensi interferometer michelson dengan sumber laser dioda
merah.
2. Menentukan panjang gelombang laser dioda dengan interferometer michelson.
3. Menentukan ketebalan benda yang sangat tipis (dalam percobaan ini menggunakan
rambut) dengan memanfaatkan Prinsip Babinet pada difraksi.
BAB II
METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan
1. Satu set Interferometer Michelson
2. Laser pointer merah
3. Multimeter
4. Light Dependent Resistor (LDR)
5. Penggaris
6. Kamera
7. Rambut dan Serat kabel
8. Milimeter Block
B. Prosedur Percobaan
1. Kalibrasi Interferometer Michelson
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam penelitian ini adalah mengkalibrasi
interferometer Michelson dengan cara mengatur posisi laser, beam splitter, kedua
cermin dan lensa agar sinar laser yang melewati semua peralatan tersebut tepat
segaris. Kemudian mencari pola interferensi dengan cara menggeser-geser salah satu
cermin sampaidihasilkan pola gelap terang (frinji) pada layar.
2. Menentukan Panjang Gelombang Laser
Untuk menentukan nilai panjang gelombanglaser dioda merah dengan
interferometer michelson dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
2∆ x
ℷ=
N
Yaitu dengan cara, menggeser movable mirror sehingga panjang lintasan optis ikut
bergeser sejauh x. Akibat pergeseran tersebut maka pada layar akan tampak
perubahan jumlah frinji (frinji masuk ke pusat interferensi) sebesar N dan akhirnya
dapat diperoleh nilai . Pergeseran dilakukan setiap perubahan satu frinji sebanyak
20 kali, sehingga dapat dilihat besar pergeseran x.
3. Mengukur Ketebalan Rambut (Dif raksi dengan prinsip Babinet)
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah menyiapkan
sehelai rambut dan menyisipkan rambut tersebut pada sebuah penyangga agar rambut
terbentang vertikal, kemudian sinar laser dinyalakan dan dipancarkan tepat mengenai
rambut. Langkah selanjutnya adalah mengamati pola difraksi yang muncul pada
layar, kemudian mengukur jarak antara sinar terang dan gelapnya ( ∆ x ) dan jarak
antara bayangan dan rambut ( L ).
Tebal rambut ( d ) dapat dihitung dengan persamaan :
ℷL
d=
∆x
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pola Interferensi Interferometer Michelson dengan Sumber Laser Dioda Merah
Gambar 1
B. Menentukan Panjang Gelombang Laser Dioda
1. Data hasil percobaan
Jumlah Frinji
No
Pergeseran (Δx)
(N)
1
20
7,5 x 10-6 m
2
40
14 x 10-6 m
3
60
21 x 10-6 m
4
80
28 x 10-6 m
5
100
34 x 10-6 m
6
120
41 x 10-6 m
7
140
50 x 10-6 m
8
160
55 x 10-6 m
9
180
62 x 10-6 m
10
200
70,5 x 10-6 m
Gambar 2
2.Δx
15 x 10-6 m
28 x 10-6 m
42 x 10-6 m
56 x 10-6 m
68 x 10-6 m
82 x 10-6 m
100 x 10-6 m
110 x 10-6 m
124 x 10-6 m
141 x 10-6 m
2. Grafik hubungan jumlah frinji (N) terhadap pergeseran lintasan optik (Δx)
3. Menentukan panjang gelombang Laser
Panjang gelombang laser dioda dapat dihitung dengan persamaan :
2∆d
ℷ=
N
Dimana jika dilihat pada grafik, nilai panjang gelombang dapat diperoleh dari nilai
gradien garis tersebut.
Jadi nilai panjang gelombang dari sinar laser dioda merah adalah :
ℷ =( 694 ± 8 ) ×10−9 nm.
C. Menentukan Ketebalan Benda yang sangat Tipis dengan Prinsip Babinet
1. Rambut
a. Gambar pola difraksi rambut
b. Data hasil percobaan
No
Panjang
.
gelombang ( ℷ )
1
694 x 10-9 m
2
694 x 10-9 m
3
694 x 10-9 m
4
694 x 10-9 m
5
694 x 10-9 m
6
694 x 10-9 m
Jarak benda ke
layar (L)
3,223 m
3,223 m
3,223 m
3,223 m
3,223 m
3,223 m
Orde gelap
(n)
1
2
3
-1
-2
-3
Jarak orde (
∆x )
3,10 cm
6,20 cm
9,10 cm
3,00 cm
5,95 cm
9,30 cm
c. Rumus untuk menghitung tebal rambut ( d )
Tebal rambut ( d ) :
β . ℷ . √ ∆ x 2 + L2
2π .∆ x
Dengan :
β=2 π , 4 π , 6 π ,. . dst. berdasarkan n-orde yang dihitung.
ℷ =¿ panjang gelombang
∆ x=¿ jarak orde (dari terang pusat ke orde gelap ke-1 , 2, 3,..dst)
L=¿ jarak celah (benda yang akan dihitung ketebalannya)
d=
Berdasarkan persamaan di atas, diperoleh tebal rambut ( d ) dengan data
sebagai berikut :
Panjang
Jarak
Orde
Jarak
Tebal rambut
gelombang (
benda ke
gelap
orde (
(Δd)
(d)
ℷ )
∆x )
layar (L)
(n)
-9
694 x 10 m
3,223 m
1
3,10 cm 7,22 x 10-5 m 0,14 x 10-5 m
-9
694 x 10 m
3,223 m
2
6,20 cm 7,22 x 10-5 m 0,10 x 10-5 m
694 x 10-9 m
3,223 m
3
9,10 cm 7,38 x 10-5 m 0,09 x 10-5 m
-9
694 x 10 m
3,223 m
-1
3,00 cm 7,46 x 10-5 m 0,15 x 10-5 m
694 x 10-9 m
3,223 m
-2
5,95 cm 7,52 x 10-5 m 0,10 x 10-5 m
694 x 10-9 m
3,223 m
-3
9,30 cm
7,22 x 10-5 m
0,09x 10-5 m
Dari data tersebut, diperoleh nilai rata-rata dari tebal rambut (d), yaitu :
d = (7,32 ± 0,04) x 10-5 m
BAB IV
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Panjang gelombang suatu sumber cahaya dapat dicari dengan melihat interferensi dari
sumber cahaya tersebut pada interferometer michelson.
2. Panjang gelombang dari laser dioda merah yang digunakan praktikan untuk percobaan
adalah ( 694 ± 8 )x 10-9 m.
3. Aplikasi dari peristiwa interferensi dan difraksi salah satunya adalah pada difraksi
dengan prinsip Babinet dapat digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda yang
sangat tipis. Pada percobaan ini, praktikan melakukan pengukuran ketebalan rambut.
Tebal rambut yang berhasil dicari dengan pola difraksi tersebut adalah
d = (7,32 ± 0,04) x 10-5 m = 0,0732 mm.
Berdasarkan literatur, ketebalan rambut manusia adalah sekitar 0,017-0,18 mm.
DAFTAR PUSTAKA
Sarojo, Ganijati Aby. Gelombang dan Optika.2011.Jakarta : Salemba Teknika.
Falah, Masroatul. Analisis Pola Interferensi pada Interferometer Michelson.2010. Semarang :
Universitas Diponegoro.
Tipler, P.A.1991. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 2. Jakarta : Erlangga.