GELOMBANG MIKROEksperimen 1 : Difraksi Celah TunggalA. TUJUAN Mempelajari terjadinya difraksi gelombang pada celah tunggal Menentukan panjang gelombang mikroB. ALAT dan BAHAN Transmitter Receiver Gonoimeter Holder Partical Reflecors Lengan ekstender celah Komponen putarC. TEORI DASARPeristiwa pembelokan cahaya ke belakang penghalang disebut peristiwa difraksi. Difraksi pertama kali diungkapkan oleh Francesco Grimaldi, walaupun Newton tidak menerima kebenaran teori tentang gelombang cahaya, dan juga Huygens tidak mempercayai difraksi ini walaupun dia yakin akan kebenaran teori gelombang cahaya. Huygen berpendapat bahwa gelombang sekunder hanya efektif pada titik-titik singgung dengan selubungnya saja, sehingga tidak memungkinkan terjadinya difraksi.Gambar berikut menunjukan gejala difraksi dari suatu gelombang datar yang menjalar melalui suatu celah. Maka menurut prinsip Huygen-Frasnel, titik A dan B pada tepi celah, merupakan sumber skunder dengan fase yang sama. Efek dari difraksi ini diamati pada suatu titik P pada arah terhadap sumber celah. 0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000000050000000c025f03b104040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc02000000000102022253797374656d0003b10400002aea00007455110026e2823928af66020c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb02ceff0000000000009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616e0000000000000000000000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a2d0000000100040000000000b0045f0320821600040000002d010000030000000000Gambar Difraksi FrasnelApabila titik P tidak begitu jauh dari celah, atau sumber gelombang datang tidak begitu jauh dari celah, sehingga gelombang datang tidak dapat dianggap sebagai gelombang datar, maka peristiwa ini disebut dengan difraksi Frasnel. Dan sebaliknya bila sumber gelombang datang dan titik P cukup jauh dari celah, maka peristiwa ini disebut difraksi Fraunhofer.Difraksi Fraunhofer merupakan bentuk sederhana dari difraksi Fresnel Penyerdehanaan dilakukan dengan meletakkan sember S dan layer C jauh dari lebang difraksi. Muka gelombang yang tiba pada lubang difraksi dari sumber S yang jauh merupakan muka gelombang yang datar, sinar-sinarnya saling sejajar. Syarat ini dapat diperoleh dengan meletakkan dua lensa tipis konvergen. Lensa pertama akan mengubah gelombang divergen dari sumber menjadi gelombang datar, dan lensa kedua membuat gelombang datar yang keluar dari lubang difraksi menjadi mengumpul di titik P.Pada peristiwa difraksi ini, gelombang datang berupa gelombang datar dan jarak titik P ke celah, jauh lebih besar dari lebar celah, r>>d.Gambar Difraksi FraunhoferTitik-titik pada celah antara A dan B, dapat dipandang sebagai sumber-sumber gelombang sekunder. Jadi pola difraksi celah ini, dapat di dekati sebagai pola interferensi system banyak celah sempit. Apabila fungsi gelombang yang berasal dari celah sempit pertama (titik A) adalaht ie E E 0 1Maka fungsi gelombang dari celah yang ke n adalah( ) ( ) [ ] sin 10a n k t ine E E D. PROSEDUR PERCOBAAN1. Menyusun peralatan seperti gambar di bawah. Menggunakan lengan extender celah dan kedua reflector untuk menyusun celah vertical. Mengatur lebar celah sebesar 4 cm dan meluruskan celah sesimetri mungkin.2. Menyusun skala rotasional pada belakang transmitter maupun receiver untuk polarisasi (0 derajat). Mengatur control receiver untuk mendapatkan pembacaan skala penuh pada intensitas serendah mungkin.3. Memutar lengan goniometer yang dapat berputar (dimana receiver tetap diam) secara perlahan sekitar sumbunya. Mengamati pembacaan meter.4. Mengatur kembali lengan goniometer sehingga receiver secara langsung berhadapan dengan transmitter. Mengatur control receiver untuk memperoleh pembacaan meter 1.0. Sekarang memasang sudut lengan goniometer pada masing-masing harga yang ditunjukkan dalam tabel. Merekam pembacaan meter pada tabel di setiap posisi, dan mungkin juga diperlukan peningkatan setting intensitas untuk melihat semua maksimum dam minimum secara jelas. Jika sudah, meyakinkan dengan mengalikan semua data dengan harga yang cocok (yakni 30, 10, 5, atau 1) sehingga hasilnya benar-benar proporsional dengan intensitas sinyal.5. Mengubah lebar celah menjadi 10 cm. Menggerakkan transmitter menjauhi celah. Mengulangi pengukuran pada langkah 4. Mencoba lebar celah yang lain.E. DATA1. Lebar celah ; 4 cmSudut (o) Pembacaan Meter (mA) Sudut (o) Pembacaan Meter (mA)0 0.34 50 0,0310 0,70 55 0,0215 0,42 60 0,0220 0,52 65 0,0225 0,22 70 0,0230 0,08 75 0,0235 0,04 80 0,0240 0,04 85 0,0245 0,042. Lebar celah : 6 cmSudut (o) Pembacaan Meter (mA) Sudut (o) Pembacaan Mater (mA)0 0,72 50 0,0210 0,62 55 0,0215 0,70 60 0,0220 0,26 65 0,0225 0,08 70 0,0230 0,02 75 0,0235 0,02 80 0,0240 0,02 85 0,0245 0,02F. ANALISIS DATA1. Lebar Celah : 4 cm = 0.04 mGrafik hubungan sudut lengan Gonoimeter (0) dengan pembacaan ammeter (mA)GRAFIK HUBUNGAN SUDUT VS PEMBACAAN AMPERMETER00.20.40.60.80 10 20 30 40 50 60 70 80 90SUDUTPEMBACAAN AMPERMETERInterferensi minimum Interferensi maksimumRumus : Rumus:1sin2d n _ + ,sin d n Untuk n = 10010.04sin15 1230.04sin1520.007 _ + , _ ,00.04sin10 10.007 Untuk n = 20010.04si 35 1230.04sin3520.015 _ + , _ ,00.04sin 20 20.006o0.007 0.01520.011maksm+min0.006 0.00720.0065m+( )( )25 55211, 6.10 1, 6 102 11.6 101.3 10Sn nm _ ,+ ( )( )25 55312, 5.10 2, 5 102 12, 5 100.5 10Sn nm _ ,+ Ralat relatif: 3max 100%1.3 10100%0.01111.81%SR 3min 100%0.5 10100%0.00657.65%SR Jadi( )311 1.3 10maksm t Jadi( )3min6.5 0.5 10 m t 2. Lebar Celah : 6 cm = 0.06 mGrafik hubungan sudut lengan Gonoimeter (0) dengan pembacaan ammeter (mA)GRAFIK HUBUNGAN SUDUT VS PEMBACAAN AMPERMETER00.20.40.60.80 10 20 30 40 50 60 70 80 90SUDUTPEMBACAAN AMPRMETERInterferensi minimum Interferensi maksimumRumus : Rumus:1sin2d n _ + ,sin d n Untuk n = 10010.06sin10 1230.06sin1020.007 _ + , _ ,00.06sin15 10.015 Untuk n = 20010.06si 30 1230.06sin3020.02 _ + , _ ,00.06sin35 20.017o0.007 0.0220.012maksm+min0.015 0.01720.016m+( )( )25 55212, 5.10 0, 35 102 11.26 101.13 10Sn nm _ ,+ ( )( )24 452110.10 10 102 110 103,16 10Sn nm _ ,+ Ralat relatif: 3max 100%1.13 10100%0.0129.42%SR 2min 100%3.16 10100%0.0161.2%SR Jadi( )312 1.13 10maksm t Jadi( )3min16 3.16 10 m t G. PEMBAHASANDari analisis data di atas, grafik hubungan sudut lengan Gonoimeter (0) dengan pembacaan ammeter (mA) hampir sama dengan grafik yang ada di dasar teori. Dalam dasar teori grafiknya antara sudut dengan intensitas, namun dalam analisis data praktikum ini, grafik antara sudut dengan pembacaan ammeter. Dalam hal ini, pembacaan meter dianalogikan dengan intensitas. Adapun yang mengakibatkan kedua grafik yang diperoleh dari hasil praktikum ini kurang begitu bagus. Hal ini disebabkan :1. kurang dapat meggunakan alat-alat yang digunakan dalam praktikum2. Praktikan kurang memahami konsep dasar3. Kesalahan paralaks praktikan dalam membaca skalaSedangkan asumsi bahwa lebar celah dengan panjang gelombang adalah seorde.Secara teori panjang gelombang mikro mempunyai panjang gelombang antara 30 cm hingga 1.0 mm. dan berfrekuensi dari 109 Hz hingga lebih kurang 3x1011Hz. Sedangkan berdasarkan praktikum pada celah 4 cm, ( )311 1.3 10maksm t dan. ( )3min6.5 0.5 10 m t Pada celah 6 cm, ( )312 1.13 10maksm t dan ( )3min16 3.16 10 m t . Jadi panjang gelombang yang diperoleh dari percobaan sesuai dengan panjang gelombang mikro karena berada pada selang 30 cm -1 mm.G. Kesimpulan1. Difraksi merupakan gejala pembelokan ( penyebaran ) gelombang ketika menjalar melalui celah sempit dan difraksi tersebut terjadi bila ukuran celah lebih kecil dari panjang gelombang yang melaluinya.2. berdasarkan Praktikum yang telah dilakukan, diperoleh data sebagai berikut: pada lebar celah : 4 cm, ( )311 1.3 10maksm t dan. ( )3min6.5 0.5 10 m t pada lebar celah : 6 cm,( )312 1.13 10maksm t dan( )3min16 3.16 10 m t Eksperimen 3 : FABRY-PEROT INTERFEROMETERA. TUJUANMenentukan panjang gelombang dari radiasi gelombang mikroB. DASAR TEORISebuah Interferometer Febry-Perot terdiri dari dua reflector parsial parallel diantara sebuah sebuah sumber gelombang dan sebuah detector. Gelombang dari sumber memantul bolak balik di antara dua reflector parsial. Namun demikian, pada setiap lintasan, beberapa radiasi melintas reflector menuju detector. Jika jarak antara reflector parsial sama dengan n /2, dimana adalah panjang gelombang radiasi dan n bilangan bulat, maka semua gelombang yang melintasi detector pada suatu saat akan sefase. Dalam kasus ini, sebuah sinyal maksimum akan terdeteksi oleh receiver. Jika jarak antara reflector parsial bukan kelipatan dari/2, maka interferensi destruktif akan terjadi, dan sinyal akan tidak maksimum.Pada interferometer Fabry Perot pembelahan intensitas berkas gelombang dilakukan melalui pemantulan ganda ( multiple reflections ), pada dua keping cermin pantul sebagian C1 dan C2 yang identik dan dipasang sejajar. Berkas sinar yang datang pada cermin C1, sebagian dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan. Berkas sinar yang diteruskan oleh cermin C2 sebagian dipantulkan lagi dan sebagian diteruskan ke titik P yang jauh. Seterusnya berkas sinar diantara kedua cermin C1 dan C2, mengalami beberapa kali pemantulan dan pembiasan. Pola interferensi merupakan perpaduan dari berkas-berkas sinar di titik P, yang berasal dari pembiasan oleh cermin C2.Perbedaan jarak lintasan antara berkas-berkas yang berdampingan yang keluar dari cermin C2 adalah( )( )( )( ) cos 2cossincos122d rd r ;' Dan beda fasenya adalah( ) cos 2kdr k C. ALAT DAN BAHAN1. Transmitter 4. Holder (2)2. Receiver 5. Reflektor parsial3. GoniometerD. PROSEDUR PERCOBAAN1. Menyusun peralatan seperti ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Menghubungkan transmitter dan mengatur control receiver untuk sinyal yang dapat dibaca.2. Mengatur jarak antara jarak reflector dan mengamati minimum dan maksimum relative3. Mengatur jarak antara reflector parsial untuk mendapatkan pembacaan maksimum. Merekam d1, Jarak antar reflector.4. Sambil mengamati meter, secara perlahan menggerakkan salah satu reflector menjauhi lainnya. Menggerakkan reflector hingga pembacaan meter melewati paling tidak 10 minimum yang dilewati. Juga merekam d2, jarak baru di antara reflector.5. Menggunakan data tersebut untuk menghitung panjang gelombang radiasi gelombang mikro.6. Mengulangi pengukuran dengan memulai dengan jarak antar parsial reflector berbeda dan menghitung- nya.E. DATA PENGAMATAN1. d1 = 34 cmMinimum yang dilewati : 10 kalid2 = 46 cm2. d1 =38 cmMinimum yang dilewati : 10 kalid2 = 52 cmF. ANALISIS DATA22.102.(46 34)102, 4nddcm 1. Data In = 102. Data IIn = 1022.102.(52 38)102, 8nddcm Jadi diperoleh nilai Panjang Gelombang 2,4 cm dan 2,8 cmG. PEMBAHASANJawaban tugas1. Sebuah sinyal minimum dapat diterima oleh receiver jika jarak anatara kedua reflector adalah yang jaraknya bukan kelipatan 22. Pada interferometer Febry-Perot terjadi pola interferensi konsentris seri cincin konsentris. Hal ini disebabkan, pada interferometer Febry-Perot, memecah sebuah gelombang kemudian menyatukan kembali gelombang-gelombang terpecah sehingga bersuperposisi membentuk pola interferensi maksimum dan minimum..Dari hasil percobaan dan analisis data diatas dapat diperoleh bahwa panjang gelombang radiasi gelombang mikro adalah 2,4 cm dan 2,8 cm, dimana dari penjelasan pada dasar teori diatas disebutkan bahwa panjang gelombang mikro berkisar antara 1mm hingga 30cm. jadi hasil percobaan sesuai dengan teori yang ada.H. KESIMPULAN Dari hasil percobaan didapatkan panjang gelombang ( ) radiasi gelombang mikro adalah 1.8cm dan 2.2cm dimana dari penjelasan pada dasar teori diatas disebutkan bahwa panjang gelombang mikro berkisar antara 1mm hingga 30cm. jadi hasil percobaan sesuai dengan teori yang ada.I. DAFTAR PUSTAKAGiancoli, Douglas C. 1999. Fisika Jilid 2. Jakarta: Erlangga.Ramalis, Taufik Ramlan. 2001. Gelombang dan Optik. Bandung: Univ. Pendidikan Indonesia.