lapak eksper m5 sem
Post on 05-Dec-2014
109 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN AKHIR
OSILOSKOP
(M-5)
Nama : Siti Nurjannah Sudrajat
NPM : 140310100099
Hari/Tanggal : Senin, 16&23 April 2012
Waktu : Pkl 12.30-15.00 WIB
Asisten : Kang Rizqi R.S
Laboratorium Fisika Menengah
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Padjadjaran
2010
LEMBAR PENGESAHAN
OSILOSKOP
(M-4)
Nama : Siti Nurjannah Sudrajat
NPM : 140310100099
Nama Partner : Wildan Putra Sonjaya
NPM : 140310100068
Hari/Tanggal : Senin, 16&23 April 2012
Waktu : Pkl 12.30-15.00 WIB
Asisten : Kang Rizqi R.S
AsistenNILAI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Praktikum kali ini adalah mengenai osiloskop dimana disini kita
ingin mengetahui bagaimana osiloskop bekerja serta fungsinya seperti apa.
Osiloskop merupakan alat ukur besaran listrik yang dapat menentukan
sinyal listrik yang masuk pada osiloskop. Sinyal generator merupakan
pemberi sinyal (frekuensi) yang kemudian ditampilkan oleh osiloskop.
Dengan osiloskop kita dapat mengukur besarnya tegangan, baik tegangan
AC maupun DC, beda fasa, frekuensi, perioda serta amplitudo. Osiloskop
adalah alat ukur listrik yang dengannya bisa mengamati sinyal yang
dihasilkan dari suatu rangkaian. Pada praktikum ini kita akan mempelajari
prinsip kerja osiloskop serta fungsinya, dimana dengan mengamati sinyal
pada osiloskop, kita dapat mengetahui dan menghitung tegangan, perioda,
amplitudo, frekuensi serta beda fasanya.
1.2. Identifikasi Masalah
Bagaimana prinsip kerja osiloskop?
Bagaimana karakteristik dari suatu rangkaian RC, RL, dan RLC
dengan menggunakan osiloskop sebagai alat ukurnya?
Bagaimana mengetahui besaran tegangan?
Bagaimana pengaruh resistor terhadap redaman?
Bagaimana cara menghitung tegangan, frekuensi, amplitudo, perioda,
dan sudut fasa pada osiloskop.
1.3. Tujuan Percobaan
1. Mempelajari cara kerja osiloskop
2. Menentukan posisi intensitas maksimum pertama yang berhubungan
dengan celah tunggal. Menghitung lebar celah.
3. Menentukan distribusi intensitas pada pola difraksi dari celah kelipatan 3,
4 dan 5.
4. Menentukan posisi dan puncak beberapa orde dari difraksi untuk grid
transmisi dengan konstanta kisi yang berbeda. Menghitung panjang
gelombang.
BAB II
TEORI DASAR
Cahaya sebagai salahsatu bentuk dari gelombang juga memiliki sifat-sifat
seperti pemantulan (refleksi), pelenturan (difraksi), perpaduan (interferensi), dan
lain-lain. Ketika gelombang cahaya berdifraksi, gelombang cahaya tersebut
mengalami pelenturan. Pelenturan akan semakin jelas apabila celah yang dilewati
cahaya berukuran sangat sempit. Interferensi terjadi apabila beberapa gelombang
cahaya mengalami pelenturan tersebut berpadu. Perpaduan tadi berupa interferensi
maksimum dan interferensi minimum.
Untuk memperoleh dua sumber gelombang cahaya yang koheren, layar
A diberi sebuah celah sempit So. Layar B yang dipasang sejajar dengan layar A
diberi dua buah celah sempit S1 dan S2 yang sama jaraknya ke celah S0. Layar C
untuk menampung bayangan pada jarak L dari layar B. Thomas Young pertama
kali menggunakan cahaya matahari menembus celah sempit So. Dari celah So
cahaya berdifraksi ke celah sempit S1 dan S2. Maka S1 dan S2 menjadi dua
sumber gelombang dan setelah berdifraksi, berpadu pada layar C. jarak layar D,
jauh lebih besar dari pada jarak d antara S1 dan S2.
r1 y
S2 r2
a O
b
S1
X
f
Lensa
B C
Pada gambar di atas celah So, S1 dan S2, dibuat celah-celah sempit yang sejajar. Kemudian cahaya monokromatik dijatuhkan ke atas layar A. Kalau layar C diganti dengan film potret, dan jarak d kira-kira 1 mm, maka Interferensi pada celah ganda.
Intensitas cahaya di P adalah resultan dari intensitas cahaya yang
datang dari kedua celah. Pada gambar tampak bahwa lintasan yang ditempuh
oleh cahaya dari S1 (S1P) lebih pendek daripada cahaya dari S2(S2P). Selisih
antara keduanya disebut beda lintasan. Dalam kasus ini jarak antara celah ke
layar C jauh lebih besar dibandingkan dengan jarak antar kedua celah
(L>>d), sehingga sinar S1P dapat dianggap sejajar dengan sinar S2P Jadi
beda lintasannya adalah :
Perhatikan bahwa adalah siku-siku;
sehingga
Interferensi cahaya diperlukan sumber cahaya yang koheren yaitu
sumber cahaya yang memiliki beda fasa tetap. Dua sumber cahaya yang
koheren dapat diperoleh dari sumber cahaya tunggal dengan 2 cara, yaitu :
1. Pemecahan muka gelombang menjadi dua bagian menghasilkan
dua berkas sinar yang berkoherensi ruang /spiral, kemudian
keduanya dipertemukan kembali didaerah interferensi.
2. Pembagi amplitudo gelombang menjadi dua bagian dengan
menggunakan keping kaca yang mempunyai lapisan pemantul
yang tidak penuh dan dipasang sehingga sudut datang berkas
cahaya primer yang tunggal = 45o.
Syarat interferensi adalah :
1. Sumber cahaya harus koheren (mempunyai fase yang sama).
2. Sumber sinar harus memancarkan sinar yang bersift
monokrimatik (mempunyai satu panjang gelombang).
3. Berlaku prinsip superposisi.
Difraksi merupakan efek interferansi yang dihasilkan dari penggabungan
banyak gelombang. Pola-pola interferensi yang muncul adalah dua gelombang
cahaya yang digabungkan pada gambar a menunjukkan sebuah gelombang datang
jatuh tegak urus pada celah sempit yang lebarnya d.
Pada gambar titik senter adalah Po pada layar C. Semua sinar sejajar dari
celah ke Po memiliki lintasan optis yang sama. Titik sentral pola difraksi yang
tiba pada layar C memiliki intensitas maksimum.
Prinsip franshofer
Jika sumber , rintangan, dan layar cukup jauh sehingga semua garis
dari sumber ke rintangan dapat dianggap sejajar dan semua garis dari rintangan ke
sebuah titik dalam pola itu dapat dianggap sejajar, maka fenomena itu dinamakan
difraksi medan jauh.
Prinsip fresnel
Jika kedua sumber titik dan layar secara relatif dekat ke rintangan
yang membentuk pola difraksi itu. Situasi ini dideskripsikan sebagai difraksi
dekat.
Interferensi Pada Celah Ganda
Intensitas cahaya di P adalah resultan dari intensitas cahaya yang datang
dari kedua celah. Pada gambar tampak bahwa lintasan yang ditempuh oleh
cahaya dari S1 (S1P) lebih pendek daripada cahaya dari S2 (S2P). Selisih antara
keduanya disebut beda lintasan. Dalam kasus ini jarak antara celah ke layar C
jauh lebih besar dibandingkan dengan jarak antara kedua celah (L >> d),
sehingga sinar S1P dapat dianggap sejajar dengan sinar S2P Jadi beda
lintasannya adalah :
S2P - S1P = S2R
perhatikan S2RS1 siku-siku :
Sin O = = S2R = d sin O
Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang yang berpadu
memiliki fase yang sama. Fase antara dua gelombang yang terjadi jika beda
lintasan antara keduanya sama dengan nol atau kelipatan genap dari setengah
panjang gelombang. Secara matematis :
d sin O = (2n) x ½ ; n = 1,2,3,…= bil. cacah
Bilangan n disebut orde atau nomor terang. Untuk n = 0 disebut maksimum
orde nol atau garis terang ke nol, disebut juga garis terang pusat (terang
utama). Untuk n = 1 disebut maksimum orde ke-1 atau garis terang ke-1, begitu
juga selanjutnya.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika gelombang berbeda fase
180o. Beda fase 180o terjadi jika beda lintasan antara kedua gelombang sama
dengan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang. Secara matematis :
d sin O = (2n - 1) x ½ ; n = 1,2,3,…= bil. asli
Bilangan n disebut orde atau nomor gelap. Untuk n = 1 disebut minimum orde
ke-1 atau garis gepal ke-1. Untuk n = 2 disebut minimum orde ke-2 atau garis
gelap ke-2, dan seterusnya.
Jarak Garis Terang atau Garis Gelap ke-n dari Terang Pusat
Adalah sangat bermanfaat untuk dapat menyatakan kedudukan garis terang
ke-n atau garis gelap ke-n diukur vertikal dari O ke P. Pada gambar
kedudukan ini dinyatakan oleh y. Karena jarak antara celah dan layar sangat
jauh dibandingkan dengan jarak antara kedua celah (L >> d), maka sudut
bernilai sangat kecil. Jadi dapat digunakan pendekatan sin = tan .
Perhatikan POQ siku-siku pada gambar.
Sin = tan =
Untuk garis terang ke-n
Dari persamaan diatas : d sin = (2n) ½
d (y/L ) = (2n) ½
= (2n) ½
Untuk garis gelap ke-n
Dari persamaan diatas : d sin = (2n - 1) ½
d (y/L ) = (2n - 1) ½
= (2n - 1) ½
Proses yang menyebabkan difraksi akan hadir dalam perambatan setiap
gelombang, apabila sebagian gelombang itu dipancing oleh suatu rintangan, maka
kita mengamati efek difraksi yang dihasilkan dari interferensi dari bagian
sebaliknya muka gelombang itu.
Pada prktikum ini, sumber cahaya yang digunakan adalah sinar laser yang
dilewatkan pada celah tunggal dan dua buah lensa dikonversi digunakan untuk
membantu pembentukan bayangannya dengan bantuan milimeter okuler. Panjang
cahaya lase dan lebarnya celah ganda dapat diketahui melalui perhitungan data
yang diperoleh.
Pada percobaan ini kita akan melihat interferensi maksimum dan
minimum yang digambarkan dengan difraksi cahaya oleh kisi dengan bantuan
lensa positif.
PP1 min = n f / dl
Untuk celah ganda interferensi maksimum dapat dinyatakan :
PP1 max = n f / dg
Dimana :
PP’min = jarak orde minimum celah tunggal.
PP’max = jarak maksimum celah ganda.
N = bil. bulat positif.
= panjang gelombang natrium.
f = jarak fokus lensa.
dl = jarak celah tunggal.
dg = jarak celah ganda.
BAB III
PROSEDUR
3.1. Alat dan bahan
1. He-Ne Laser, 1.0 mW. 220V AC
2. Amplifier pengukur universal
3. Dudukan optic (optical protile bench) 1=60cm
4. Base f. opt. profile-bench, adjust.
5. Slide dengan pengatur ketinggian f optic
6. Slide mount, lateral,adjust,cal.
7. Pemegang lensa (lens holder) dan pemegang objek 535cm.
8. Lensa +20mm, lensa f+100mm
9. Fotoelemen, f.opt base plt.
10. Diafagma, 3 celah tunggal ; 4 celah ganda
11. Grating difraksi 4 garis/mm; 8 garis/mm,10 garis/mm, 50 garis/mm.
12. Multi-range meter A 07028.011
13. Karbon resistor PEK 1 W5 2.2 kohm
14. Kabel koneksi 750 mm, merah dan biru.
3.2. Prosedur Percobaan
1. Menyusun alat percobaan seperti pada gambar 1.
2. Menyalakan lampu. Dengan bantuan lensa f =+20mm dan f=+100mm, atur
sinar laser yang lebar dan sejajar agar jatuh tepat di pusat foto sel dengan
gap celah. Tempatkan foto sel kira-kira di tengah-tengah hajak pergeseran.
Pasang objek difraksi di pemegang objek dan sinar laser uniform.
3. Menghubungankan foto sel dengan input 10 pangkat 4 ohm, dari amplifier
pengukur. Hubungkan resistor 2.2 kOhm parallel dengan foto sel. Saat
factor amplikasi di ubah, titik nol dari amflifier pengukuran arus diperiksa
di mana fotosel ditutup, koreksi jika diperlukan.
4. Menentukan harga intensitas difraksi untuk celah ganda dengan menggeser
fotosel sejauh 0,1mm-0,2mm.
5. Menentukan posisi puncak difraksi untuk grid transmisi, kemudian hiung
panjang gelombang sinar laser yang digunakan. Untuk grid transmisi 50
garis/mm, puncak sekunder berada di luar jangkauan pergeseran dari
fotosel, oleh kare itu dalam kasus ini posisi dari difraksi yang refleksi harus
ditandai pada gambar selembar kertas dan jaraknya diukur dengan
menggunakan mistar.
BAB IV
PENGOLAHAN DATA
Kisi M L (cm) R(kanan) R(kiri) R pusat Y (kanan)cm Y (kiri) cm
8
130
1,06 7,139,98
0,2 0,22 0,17 3,26 0,4 0,43 0,15 0,24 0,6 0,64 0,22 0,15 0,8 0,81
404,85 7,57 5,41 0,2 0,2
2 0,86 0,7 0,4 0,43 0,16 0,13 0,6 0,64 0,22 0,12 0,8 0,81 50 3,3 2,94 5,64 0,3 0,32 1,42 0,75 0,6 0,63 0,16 0,04 0,9 0,94 0,06 0,14 1,2 1,2
10
130
3,12 7,43 13,85 0,2 0,22 0,21 0,18 0,4 0,43 0,18 0,05 0,6 0,64 0,05 0,03 0,8 0,81
406,29 10,72
13,870,3 0,3
2 1,72 0,85 0,6 0,63 0,24 0,12 0,9 0,94 0,06 0,16 1,2 1,21
505,89 5,40
9,370,4 0,4
2 4,25 3,82 0,8 0,83 0,24 0,17 1,2 1,24 0,17 0,04 1,6 1,6
50
130
2,62 3,3911,42
1 12 0,14 0,05 2 23 0,12 0,15 3 34 0,21 0,2 4 41
405,02 9,34
13,301,4 1,4
2 0,69 0,07 2,8 2,83 0,16 0,17 3,2 3,24 0,22 0,22 4,6 4,61
502,04 5,09
13,751,8 1,8
2 0,06 0,13 3,6 3,63 0,14 0,22 5,4 5,44 0,22 0,23 7,2 7,2
1. Menghitung panjang gelombang
Rumus untuk mencari panjang gelombang untuk interferensi yaitu
, maka
, maka di dapat :
d = lebar antar celah;
y = jarak antara terang pusat dengan terang orde ke- m;
L = jarak antara celah ke layar;
= panjang gelombang.
m = orde
Untuk perhitungan pada orde pertama (untuk kisi 50)
d = 1/50 mm = 0.0002 cm;
L = 30 cm
y = 1 cm
m = 1
=
=
= 0,067 x 10-5cm
Dari hasil perhitungan maka diperoleh
Y (kanan)cm Y (kiri) cm M L (cm)d
kanan kiri
0,2 0,2 1 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7
0,4 0,4 2 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7
0,6 0,6 3 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7
0,8 0,8 4 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7
0,2 0,2 1 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6
0,4 0,4 2 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6
0,6 0,6 3 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6
0,8 0,8 4 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6
0,3 0,3 1 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7
0,6 0,6 2 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7
0,9 0,9 3 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7
1,2 1,2 4 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7
0,2 0,2 1 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7
0,4 0,4 2 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7
0,6 0,6 3 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7
0,8 0,8 4 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7
0,3 0,3 1 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7
0,6 0,6 2 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7
0,9 0,9 3 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7
1,2 1,2 4 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7
0,4 0,4 1 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7
0,8 0,8 2 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7
1,2 1,2 3 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7
1,6 1,6 4 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7
1 1 1 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7
2 2 2 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7
3 3 3 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7
4 4 4 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7
1,4 1,4 1 40 0,00002 7 x10-7 7 x10-7
2,8 2,8 2 40 0,00002 7 x10-7 7 x10-7
3,2 3,2 3 40 0,00002 5,33 x10-7 5,33 x10-7
4,6 4,6 4 40 0,00002 5,75 x10-7 5,75 x10-7
1,8 1,8 1 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7
3,6 3,6 2 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7
5,4 5,4 3 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7
7,2 7,2 4 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7
Menghitung KSR
Kiri &kanan
kisi 8
rata = 7,36x10-7
Kisi 10
rata = 7,38x10-7
Kisi 50
rata = 6,71x10-7
Maka
KSR kisi 8
KSR = |(6,328 x 10-6 – 7,36 x 10-7) / 6,328 x 10-6 | x 100%
KSR = 0,883 x 100%
KSR = 88,3 %
KP= 100%-KSR
KP = 11,7%
KSR kisi 10
KSR = |(6,328 x 10-6 – 7,38 x 10-7) / 6,328 x 10-6 | x 100%
KSR = 0,8834 x 100%
KSR = 88,34 %
KP= 100%-KSR
KP = 11,6%
KSR kisi 50
KSR = |(6,328 x 10-6 – 6,71 x 10-7) / 6,328 x 10-6 | x 100%
KSR = 0,893 x 100%
KSR = 89,3 %
KP= 100%-KSR
KP = 10,7%
BAB V
ANALISA DATA
Percobaan ini adalah mengenai difraksi celah dan grid ganda dimana pada
percobaan ini kami mengambil data diantaranya mengukur jarak dari lensa ke
layar, menghitung tegangan pusan serta tengangan kana dn tengangan kiri,
kemudian juga mengukur jarak antar celah(dari celah pusat ke celah-celah
berikutnya), dari hasil percobaan dapat diperoleh bahwa semakin kisinya banyak,
maka jarak antar celah akan semakin lebar. Serta semakin jauh jarak antara laser
dan layar maka intensitasnya akan semakin kuat jika menurut teori.
Pada percobaan ini terdapat beberapa kesalahan dalam pengambilan data,
terutama dalam mengukur tegangan pusan serta tegangan pada setiap celah, itu
dikarenakan dalam menggeser-geser celah praktikan menggunakan tangan
sehingga tidak stabil dan mengakibatkan tegangan tidak akurat, berbah-ubah
sehingga pada saat diambil data tidak tepat. Terdapat beberapa kesulitan juga
dimana praktikan kurang memahami prosedur percobaan dalam praktikum kali ini
sehingga itu sedikit menggangu.
Ksr pada praktikum ini cukup besar sehingga tingkat kepercayaannya
sangat kecil. Tingkat kesalahan relatifnya berkisar antara 88-89%, kesalahan itu
kemungkinan diakibatkan karena kesalahan atau ketidak akuratan dalam
pengambilan data serta kesalahan terjadi kemungkinan dalam pengolahan data
atau perhitungan yang dilakukan oleh praktikan.
Dalam praktikum ini diperoleh data jarak antar celah Ykiri dan Ykanan
sama sehingga jika diplotkan grafik maka ada diperoleh satu titik dimana itu
menunjukan bahwa datanya sama.
BAB VI
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,Douglas C.2001. Fisika Jilid 2. Erlangga : Jakarta
Halliday Resnick. 1988. Fisika Untuk Universitas Jilid 1. Jakarta Pusat: Erlangga.
Sears Zemansky. 1987. Fisika Untuk Universitas Jilid 2: OPTIKA. Jakarta : BinaCipta.
top related