LAPORAN
PRAKTIKUM
FISIKA
DIFRAKSI
PADA KISI
DEWA
PUTU ARI LAKSANA
06
XII
MIA 1
SMA N 2 SINGARAJA TAHUN
AJARAN 2014/2015
Puji syukur kami ucapkan atas kehadhirat Tuhan Yang
Maha Esa yang telah memberikan keluasan waktu dan kesehatan kepada penulis
untuk dapat menyelesaikan tugas mata pelajaran “Fisika”. Jenis
tugas yang diberikan adalah melaksanakan
praktikum mengenai kisi defraksi, yang lebih khusunya ke pengaruh jarak layar
ke kisi terhadap panjang gelombang.
Melalui penugasan ini diharapkan para siswa dapat memahami tentang kisi difraksi yang pada gilirannya dapat
diimplementasikan dalam kegiatan pembelajaran. Selain itu manfaat
yang dapat dirasakan adalah meningkatnya kompetensi pembelajaran para siswa yang sebagian besar
merupakan siswa yang ingin melanjutkan ke Perguruan Tinggi.
Semoga Laporan ini dapat menjadikan frame of think
(kerangka pikir) dalam mengambil suatu putusan pembelajaran, pisau pemilah
dalam pemecahan masalah, dan bahkan sebagai bagian hidup yang integratif Kritik
dan saran perbaikan sangat kami harapkan demi kelengkapan dan
penyempurnaan tugas mandiri ini.
Singaraja,
1 September 2015
Penulis
PENDAHULUAN
Menentukan panjang gelombang monokromatik ( lampu
senter ) dengan menggunakan sebuah kisi difraksi.
1. Dapat
mengetahui bagaimana terbentuknya pelangi.
2. Dapat membuat
cahaya terang gelap dari pantulan sinar-sinar.
3. Dapat
menentukan panjang gelombang sumber sinar.
4.
Dapat memahami peristiwa difraksi pada
gelombang cahaya.
Landasan
Teori
v Difraksi
Gelombang memiliki beberapa sifat, salah satunya adalah difraksi. Difraksi adalah peristiwa pembelokan atau pelenturan arah gelombang ketika melewati penghalang berupa celah. Jika gelombang melewati celah yang ukurannya sempit, maka difraksi menyebabkan celah tersebut seolah-olah merupakan sumber gelombang melingkar. yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar.
Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada sebuah celah sempit juga akan mengalami difraksi. Difraksi cahaya terjadi juga pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama.
Gelombang memiliki beberapa sifat, salah satunya adalah difraksi. Difraksi adalah peristiwa pembelokan atau pelenturan arah gelombang ketika melewati penghalang berupa celah. Jika gelombang melewati celah yang ukurannya sempit, maka difraksi menyebabkan celah tersebut seolah-olah merupakan sumber gelombang melingkar. yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar.
Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada sebuah celah sempit juga akan mengalami difraksi. Difraksi cahaya terjadi juga pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama.
Difraksi pada
gelombang cahaya terbagi menjadi dua, yakni sebagai berikut :
1. Difraksi
melalui celah tunggal yang sempit
Bila cahaya
monokromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka cahaya akan
dibelokkan atau dilenturkan. Sedangkan bila cahaya dijatuhkan polikromatik
(cahaya putih atau banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi,
juga akan terjadi peristiwa interferensi. Hasil interferensi menghasilkan pola
warna pelangi.
Berkas cahaya jatuh pada celah tunggal, akan dibelokkan dengan sudut belok θ. Pada layar akan terlihat pola gelap dan terang. Pola gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensi.
Berkas cahaya jatuh pada celah tunggal, akan dibelokkan dengan sudut belok θ. Pada layar akan terlihat pola gelap dan terang. Pola gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensi.
Syarat
terjadinya difraksi pada celah tunggal
Pola difraksi
minimum (pita gelap) : d sin θ = mλ; m = 1, 2, 3, …
Pola difraksi
maksimum (pita terang) : d sin θ = (m- ½)λ; m = 1, 2, 3, …
2. Difraksi
melalui kisi
Kisi difraksi
merupakan suatu piranti atau alat untuk menganalisis sumber cahaya. Kisi adalah
celah sempit yang dibuat dengan menggores sebuah lempengan kaca dengan intan.
Sebuah kisi dapat dibuat 300 sampai 600 celah setiap 1 mm. pada kisi, setiap
goresan merupakan celah. Celah diantara goresan-goresan adalah transparan
terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah-celah yang terpisah.
Sebuah kisi memiliki konstanta atau tetapan kisi yang menyatakan banyaknya goresan tiap satu satuan panjang, yang dilambangkan dengan d, yang juga sering dikatakan menjadi lebar celah atau jarak antar celah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Banyaknya goresan tiap satuan panjang dinyatakan dengan N. Jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah kebalikan dari N, yaitu:
d = 1/N
Sebuah kisi memiliki konstanta atau tetapan kisi yang menyatakan banyaknya goresan tiap satu satuan panjang, yang dilambangkan dengan d, yang juga sering dikatakan menjadi lebar celah atau jarak antar celah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Banyaknya goresan tiap satuan panjang dinyatakan dengan N. 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 pita-pita (garis) terang pada layar.
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 :
d sin θ = n λ atau dY/L = n λ
d sin θ = n λ atau dY/L = n λ
Sedangkan pita
gelap akan terjadi bila memenuhi persamaan :
d sin θ = (n+ ½) λ
d sin θ = (n+ ½) λ
dimana :
n = orde pola difraksi (0,1,2,………)
n = 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= jarak layar
ke kisi difraksi
Jika cahaya
yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat suatu spectrum
warna. Spektrum yan paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde pertama
(m=1). Garis gelap dan
terang atau pembentukan spektrum akan lebih jelas dan tajam jika lebar celahnya
semakin sempit atau konstanta kisinya semakin banyak atau besar. Garis gelap
dan terang dan spektrum tersebut merupakan hasil interferensi dari cahaya yang
berasal dari kisi tersebut yang jatuh pada layar titik atau tempat tertentu.
Pengaruh
difraksi pada daya urai alat optik
Daya urai alat optik adalah kemampuan alat optik untuk menghasilkan bayangan yang terpisah dari dua benda yang berdekatan. Apabila suatu alat optik memiliki diameter diafragma D, maka dua sumber cahaya dengan panjang gelombang λ masih dapat dipisahkan secara tepat dengan persamaan :
Sin θ_m = 1,22
λ/D
Dengan :
θ_m = sudut pemisahan atau sudut resolusi minimum
θ_m = sudut pemisahan atau sudut resolusi minimum
D = diameter
diafragma alat optik
λ = panjang
gelombang cahaya yang digunakan
Untuk θ_m yang
sangat kecil, kita dapat memperoleh daya urai alat optik dengan persamaan :
d_m= 1,22 λL/D
Dengan :
d_m = daya urai alat optik
d_m = daya urai alat optik
L = jarak benda
dari alat optik
D = diameter
diafragma alat optik
λ = panjang
gelombang cahaya yang digunakan
METODE
PRAKTIKUM
Metode yang kami
gunakan adalah metode penelitian.
Ø 1
buah kisi difraksi dengan 300 garis/mm
Ø 1
buah layar
Ø Seperangkat
bangku optic
Ø Bantalan
kayu secukupnya.
3.5 Langkah-Langkah
Kerja.
1) Susunlah
alat seperti gambar berikut ini.
2) Jatuhkan
cahaya senter laser ke kisi difraksi lalu amati pola difraksi yang terjadi di
layar. Tandai terang pusat, terang 1 disebelah kanan dan terang 1 disebelah
kiri. Ukurlah jarak terang 1di sebelah kanan maupun disebelah kiri itu ke pusat
terang. Ukurlah jarak layar ke kisi ( L ).
3) Ulangi
kegiatan diatas dengan menambahkan jarak layar ke kisi. Masukan hasil pengamatan ke dalam tabel
berikut :
|
No
|
L
( m )
|
Orde
ke n
|
Simpangan
x2 ( kiri
)
|
Simpangan
x2 ( kiri
)
|
X =
 |
λ =
 |
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
λ rata-rata =….
4) Ulangi
kegitan (2) diatas, tetapi sekarang yang diukur adalah jarak terang II ke pusat
terang. Dengan mengubah-ubah jarak layar ke kisi. Masukan hasil pengamatan ke
dalam tabel berikut :
|
No
|
L
( m )
|
Orde
ke n
|
Simpangan
x2 ( kiri
)
|
Simpangan
x2 ( kiri
)
|
X =
|
λ =
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
λ rata-rata =….
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel
1 :
|
No
|
L
( m )
|
Orde
ke
n
|
Simpangan
x2
( kiri )
|
Simpangan
x2
( kiri )
|
X
=
|
λ
=
|
|
1
|
0,1
|
1
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
5.280 A0
|
|
2
|
0,15
|
1
|
0,025
|
0,025
|
0,025
|
5.500 A0
|
|
3
|
0,3
|
1
|
0,04
|
0,04
|
0,04
|
5.280 A0
|
λ rata-rata = 
= 5.353.33 A0
Tabel 2 :
|
No
|
L
(
m )
|
Orde
ke n
|
Simpangan
x2 (
kiri )
|
Simpangan
x2 (
kiri )
|
X =
|
λ
=
|
|
1
|
0,1
|
2
|
0,032
|
0,032
|
0,032
|
5.280 A0
|
|
2
|
0,15
|
2
|
0,05
|
0,05
|
0,05
|
5.500 A0
|
|
3
|
0,3
|
2
|
0,08
|
0,08
|
0,08
|
5.280 A0
|
λ rata-rata =
= 5.353.33 A0
A. Ordo
1
1. Dik
: L = 0,1 m
X = 16 x 10-3 m
N = 300 grs/mm
n = 1
Dit = λ ..?
Jawab
N = 
= 3 x 10 5 grs/m
= 3 x 10 5 grs/m
d = 
= 
=
= 3,3 x 10-6 m/grs
λ =
λ = 3,3
x 10-6 . 16 x 10-3
1 . 1 x 10-1
=
52,8 x 10 -9
1 x 10-1
= 52,8 x 10 -8 m
2. Dik
: L = 0,15 m
X = 25 x 10-3 m
N = 300 grs/mm
n = 1
Dit = λ ..?
Jawab
N = = 3 x 10 5 grs/m
= 3 x 10 5 grs/m
d = =
=
= 3,3 x 10-6 m/grs
λ =
λ = 3,3
x 10-6 . 25 x 10-3
1 . 15 x 10-2
=
82,5 x 10 -9
15 x 10-2
= 55 x 10 -8 m
3. Dik
: L = 25 x 10-2 m
X = 4 x 10-2 m
N = 300 grs/mm
n = 1
Dit = λ ..?
Jawab
N = = 3 x 10 5 grs/m
= 3 x 10 5 grs/m
d = =
=
= 3,3 x 10-6 m/grs
λ =
λ = 3,3
x 10-6 . 4 x 10-2
1 . 25 x 10-2
=
13,2 x 10 -8
25 x 10-2
= 52,8 x 10 -8 m
λ
rata-rata = 52,8
x 10 -8 + 55 x 10 -8 +
52,8 x 10 -8
3
=
160,6 x
10 -8
3
=
53,53 x 10 -8 m = 5.353 A0
B. Ordo
2
1. Dik
: L = 0,1 m
X
= 32 x 10-3 m
N
= 300 grs/mm
n
= 2
Dit
= λ ..?
Jawab
N = = 3 x 10 5 grs/m
= 3 x 10 5 grs/m
d = =
=
= 3,3 x 10-6 m/grs
λ =
λ = 3,3
x 10-6 . 32 x 10-3
2 . 1 x 10-1
=
105,6 x 10 -9
50
x 10-1
= 52,8 x 10 -8 m
2. Dik
: L = 15 x 10-2 m
X
= 5 x 10-2 m
N
= 300 grs/mm
n
= 2
Dit
= λ ..?
Jawab
N = = 3 x 10 5 grs/m
= 3 x 10 5 grs/m
d = =
=
= 3,3 x 10-6 m/grs
λ =
λ = 3,3
x 10-6 . 5 x 10-2
2 . 15 x 10-2
=
16,5 x 10 -8
30 x 10-2
= 0,55 x 10 -6 m
= 55 x 10 -8 m
4. Dik
: L = 25 x 10-2 m
X = 8 x 10-2 m
N = 300 grs/mm
n = 2
Dit = λ ..?
Jawab
N = = 3 x 10 5 grs/m
= 3 x 10 5 grs/m
d = =
=
= 3,3 x 10-6 m/grs
λ =
λ = 3,3
x 10-6 . 8 x 10-2
2 . 25 x 10-2
=
26,4 x 10 -8
50 x 10-2
= 0,528 x 10 -6 m
=
52,8 x 10 -8 m
λ
rata-rata = 52,8
x 10 -8 + 55 x 10 -8 +
52,8 x 10 -8
3
=
160,6 x
10 -8
3
=
53,53 x 10 -8 m = 5.353 A0
5.3
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini kami mencoba
menentukan panjang gelombang dari sumber sinar senter
berwarna hijau dan
mempelajari peristiwa kisi difraksi. Dalam menentukan panjang gelombang di
gunakan satu macam kisi difraksi
yakni 300 grs/mm. Dalam kegiatan ini yang diubah-ubah
hanyalah jarak layar ke
kisi difraksi
(L)
Kisi diletakkan sejauh L di depan layar, pada praktikum ini digunakan L sejauh 0,1 ,0,1dan 0,25 m. Sinar yang melewati kisi kemudian jatuh pada layar atau dinding. Cahaya yang tampak pada dinding berupa gelombang-gelombang yang terlihat sebagai garis-garis warna. Cahaya pada layar terbagi menjadi dua arah yang pusatnya berada ditengah-tengah dan memiliki sinar (berupa titik) yang paling terang, yang merupakan terang pusat. Semakin menjauhi pusat maka titik cahaya pada layar akan semakin redup. Kemudian dilakukan pengukuran jarak X antara titik terang pusat pada layar dengan titik terang berikutnya, atau dari titik terang pusat ke terang pada orde pertama (n = 1).
untuk L = 0,1 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 m, L = 0,15 didapatkan panjang gelombang 55 x 10 -8 m dan untuk L = 0,25 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 m. Sedangkan untuk ordo 2, L = 0,1 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 m, L = 0,15 didapatkan panjang gelombang 55 x 10 -8 m dan untuk L = 0,25 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 .
Kisi diletakkan sejauh L di depan layar, pada praktikum ini digunakan L sejauh 0,1 ,0,1dan 0,25 m. Sinar yang melewati kisi kemudian jatuh pada layar atau dinding. Cahaya yang tampak pada dinding berupa gelombang-gelombang yang terlihat sebagai garis-garis warna. Cahaya pada layar terbagi menjadi dua arah yang pusatnya berada ditengah-tengah dan memiliki sinar (berupa titik) yang paling terang, yang merupakan terang pusat. Semakin menjauhi pusat maka titik cahaya pada layar akan semakin redup. Kemudian dilakukan pengukuran jarak X antara titik terang pusat pada layar dengan titik terang berikutnya, atau dari titik terang pusat ke terang pada orde pertama (n = 1).
untuk L = 0,1 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 m, L = 0,15 didapatkan panjang gelombang 55 x 10 -8 m dan untuk L = 0,25 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 m. Sedangkan untuk ordo 2, L = 0,1 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 m, L = 0,15 didapatkan panjang gelombang 55 x 10 -8 m dan untuk L = 0,25 didapatkan panjang gelombang 52,8 x 10 -8 .
PENUTUP
Dengan berpedoman dari hasil
kegiatan 3 dan 4 maka panjang gelombang senter adalah 5.353 A0 dan hasil ini sesuai dengan ketentuan
yang ada pada tabel yakni panjang gelombang warna hijau kisaran 4.920-5.770 A0
. Dari hasil percobaan ini maka saya dapat meyimpulkan bahwa jarak layar ke
kisi difraksi (L) tidak mempengaruhi panjang gelombang.
5.2 Saran
Sebaiknya
materi Difraksi dan Interferensi cahaya ini perlu dikaji dan dipahami lebih
dalam, agar materi Difraksi cahaya ini dapat dikuasai dengan sempurna oleh
siswa.
Praktikum fisika perlu dilakukan menyeluruh dan diterapkan di kehidupan sehari-hari.
Praktikum fisika perlu dilakukan menyeluruh dan diterapkan di kehidupan sehari-hari.
MAKASIH SANGAT MEMBANTU...SALAM
ReplyDelete