Interferensi Cahaya (Celah Young) Ainul Millah Assyahidah, Faridawati, M.SiJurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111E-mail: millah.firsyah@gmail.com

Abstraktelah dilakukan percobaan interferensi cahaya dengan tujuan untuk mengetahui pola gelap terang pada lepeng aluminium dengan 2 lubang yang berdekatan kemudian ditembakkan dengan sinar laser. Pada percobaan ini menggunakan prinsip dari Young yang dilakukan dengan menggunakan 2 celah pada alminium dengan variasi yakni jarak dekat antar celah, jaraj sedikit jauh dari celah dan jarak jauh dari celah, dapat disimpulkan bahwa Pola terang dihasilkan akibat adanya peristiwa interferensi konstruktif atau interferensi maksimum, sedangkan pola gelap dihasilkan karena interferensi destruktif atau inteferensi minimum dan untuk jarak 2 lubang yang sangat dekat akan menghasilkan pola gelap terang yang sangat jelas, sebaliknya jika jarak 2 lubang semakin jauh maka pola gelap terang yang dihasilkan akan semakin tidak terlihat.

Kata Kunciinterferensi, cela YoungPENDAHULUANSemua benda dapat dilihat karena adanya cahaya yang dating dari benda tersebut dan masuk ke mata. Benda-benda yang dapat memancarkan cahaya iru disebut sebagai suber cahaya, contohnya : sumber cahaya matahari, sumber cahaya lampu lilin, sumber cahaya nyala api, sumber cahaya kunang-kunang, sumber cahaya laser, dll. Selain sumber cahaya, ada juga benda gelap terang. Dimana benda gelap terang tersebut merupakan benda yang tidak dapat memancarkan cahaya dengan sendirinya, contohnya: meja, kursi, buku, pensi, dll. Benda gelap terang ini dapat dilihat karena benda-benda iinii memantulkan cahaya yang berasal dari sumber cahaya tersebut. [2]

1.1 Interferensi cahaya Interferensi cahaya merupakan perpaduan dari 2 gelombang cahaya atau lebih akibat adanya sebuah celah ganda yang membuat gelombang bertabrakan. Gelombang cahaya yang diberikan harus bersifat koheren ( memiliki frekuensi dan amplitude yang sama serta selisih fase tetap ) sehingga interferensi yang akan membentuk pola yang teratur. Pola hasil iterfrensi dapat ditangkap oleh layar, yaitu :a. Garis terang, yang merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif)b. Garis gelap, yang merupakan hasil interferensi minimum (saling melemahkan atau destruktif)

Gambar 1. Paduan gelombang yang saling menguatkan

Gambar 2. Paduan gelombang yang saling melemahkan

Jarak tempuh cahaya yang melewati dua celah sempit akana mempunyai perbedaan(beda lintasan), hal ini akan menghasilkan pola interferensi.

Gambar 3. Kondisi interferensi

Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase), yaitu jika selisih lintasanya sama dengan nol atau bilangan bulat kali panjang gelombang. [3] Dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah ini :

d sin = m, dengan m = 0, 1, 2, . .(1.1)

ini disebut terang ke 1, dan seterusnya. Karena jarak celah ke layar 1 jaui lebih besar dari jarak kedua celah d ( I >> d ), maka sudut sangat kecil, sehingga :

sin = tan = .(1.2)dengan demikian :

= m (1.3)Dimana : p = jarak terang ke m pusat terangInterfernsi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180o, yaitu selisih lintasanya sama dengan bilangan ganjil kali setengah . Dapat dinyatakan dengan persamaan :

d sin = (m - , dengan m = 1, 2, 3 (1.4)

disebut gelap ke 1, dan seterusnya. Mengingat

sin = tan = (1.5)

dengan demikian

= (m - (1.6)1.2 Interferensi celah gandaPada tahun 1801 pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young, dimana ketika dua gelombang cahaya yang koheren akan menyinari da celah sempiy, sehingga akan terbentuk pola interferenssi gelap dan terang pada layar. Pada percobaan Young setiap celah bertindak sebagai sumber garis, yang ekivalen dengan sumber titik dalam dua dimensi. Pola Interferensi diamati pada layar yang jauh dari celah tadi, yang dipisahkan sejarak d. Pada jarak yang sangat jauh dari celah, garis-garis dari kedua celah ke satu titik P di layar akan hampir sejajar, dan perbedaan lintasan kira-kira d sin , dengan demikian terdapat interferensi maksimum pada suatu sudut.[4]Pada eksperimen Young ini, dua sumber cahaya koheren diperoleh dari cahaya monokromatis yang dilewatkan dua celah. Kedua berkas cahaya kohern itu akan bergabung membentuk pola-pola interferensi. Interferensi Young ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

Gambar 4. Pola interferensi Young

1.3 KoherensiPada ercobaan Young, untuk dapat menghasilkan pola gelap dan terang yang merupakan hasil interferensi gelombang cahaya yang keluar dari kedua celah, gelombang cahaya yang merambatdari celah 1 dan celah 2 ke sembarang titik pada layar harus memiliki beda fase yang jelas dan tetap konstan terhadap waktu. Jika ini terpenuhi, maka akan diperoleh garis interferensi yang baik dan stabil. Pada titik-titik tertentu dilayar, dapat memiliki harga n, dengan n = 1, 3, 5 yang tidak tergantung pada waktu, sehingga intensitas resultan akan sama dengan nol dan tetap akan demikian sepanjang waktu pengamatan. [1]

1.4 Kisi difrksiJika cahaya dilewatkan pada sebuah celah, maka cahaya tersebut akan mengalami difraksi yang akan mengalami interferensi, ditandai dengan adanya pola gelap terang pada layar. Pada dasarnya setiap gelombang cahaya yang melalui suatu penghalang akan mengalami pembelokan arah rambat. Suatu penghalang yang terdiri dari banyak sekali celah dimana jarak antar celah tersebut seragam (jarak antar celah sama dan teratur) disebut dengan kisi difraksi. Jumlah celah dalam suatu kisi dapat mencapai orde ribuan celah tiap cm. kis difraksi memiliki beberapa kelebihan dibandingkan elah tunggal atau celah ganda. Ketika cahaya melalui kisi, setiap celah pada kisi tersebut dapatt dianggap sebagai sumber gelombang cahaya. Setiap cahaya yang dibelokkan dengan besar sudut tertentu sehingga cahaya-cahaya tersebut memiliki lintasan yang berbeda satu dengan yang lainnya. [5]

Gambar 5. Kisi difraksi

1.5 Laser LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik pada daerah infrared, visible aatau ultraviolet. Cahaya yang dipancarkan oleh laser dihasilkan dari stimulasi emisi radiasi dari medium yang terdapat laser. biasanya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal, melalui proses pancaran terstimulasi. Sinar laser dapat mencapai jarak jauh melalui angkasa luar tanpa menyebar dan menjadi lemah. Karena itulah, sinar laser menjadi alat komunikasi penting dalam berkomunikasi dalam jaman angkasa luar. [5]Sinar laser bergerak dalam arah yang sama persis. Sinar laser tidak menyebar dan tidak melemah. Semua sinar di dalam laser berada dalam step. Yaitu, kulit satu berkas sinar berbaris dengan kerak dari semua sinar lain. Ketika cahaya berada dalam step seperti ini, cahaya saling menguatkan. Itulah sebabnya sinar laser sangat kuat. Sinar laser berawal di dalam alat laser dari berkas cahaya lemah yang mempunyai panjang gelombang yang sama dengan sinar itu. [5]Tulisan ini bertujuan untuk mengetahui pola gelap terang pada lepeng aluminium dengan 2 lubang yang berdekatan kemudian ditembakkan dengan sinar laser. METODESebelum dilakukan percobaan intensitas cahaya (Young) semua alat dan bahan yang akan diperlukan dalam percobaan, diantaranya : lampu laser (sebagai sumber cahaya), lempeng aluminium dengan 2 lubang ( sebagai media celah young), layar objek (sebagai tempat hasil pola interferensi), power suplay (sebagai sumber tegangan), statip rangkaian percobaan.Langkah pertama dalam percobaan ini yakni, dirangkai alat dan bahan yang digunakan seperti gambar 2.1, kemudian sumber cahaya (laser) dinyalakan, sampai mengenai lempeng aluminium dan dipastikan bahwa hasil yang didapatkan menunjukkan pola gelap terang yang sangat jelas. Jika dirasa kurang jelas maka membuat lagi lubang dengan jarak lebih dekat dari sebelumnya. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan gambar pola gelap terang pada kisi dengan menggunakan sumber cahaya laser. Pecobaan ini dilakukan dengan keadaan gelap (lampu ruangan di matikan) sehingga pola gelap terang yang terbentuk dapat dilihat jelas pada layar.laseraluminiumLayar

Cahaya laser

Gambar 2.11. HASIL DAN PEMBAHASANPada percobaan interferensi cahaya (cela young) dengan tujuan untuk mengetahui pola gelap terang pada lepeng aluminium dengan 2 lubang yang berdekatan kemudian ditembakkan dengan sinar laser. Dimana celah yang digunakan adalah 2 lubang yang saling berdekatan dan hanya sebagian kecil cahaya dari sumber cahayay tersebut dapat diteruskan, dikarenakan cahaya yang dating hanya bisa melewati sedikit ruang, sehingga akan terbentuk pola gelap terang yang akan muncul pada layar, sehingga dari pola tersebut dapat mengetahui karakteristik dari pola gelap terang yang dihasilkan dari percobaan ini. Pola terang pada hal ini menunjukkan bahwa adanya interferensi maksimum (cahaya yang saling menguatkan atau konstruktif), karena pada saat interferensi ini, cahaya memiliki fase yang sama, sehingga superposisi akan saling menambah, bukan saling mengurangi, sedangkan pola gelap yang terbentuk menunjukkan adanya interferensi minimum (cahaya yang saling melemahkan atau destruktif) dikarenakan cahaya yang sedang bersuperposisi pada interferensi destruktif ini mempunyai beda fase sedemikian sehingga total superposisinya akan saling mengurangi. Untuk didapatkan pola gelap terang (interferensi) yang baik maka dibutuhkan cahaya yang memiliki sifat koheren yakni dimana cahaya tersebut memiliki beda fase yang tetap dan konstan terhadap waktu, sehingga hasil yang muncul pada layar tidak cenderung random (sama). Salah satu sifat dari gelombang adalah dapat mengalami superposisi, iterferensi dan difraksi cahaya. Namun pada percobaan ini, sifat gelombang yang dimanfaatkan adalah iterferensi, dimana interferensi in terjadi karena adanya gabungan 2 cahaya atau lebih karena adanya celah. Pola yang terbentuk yakni pola gelap dan pola terang, yang sesuai dengan besarnya intensitas pada masing-masing titik. Intensitas tinggi ditunjukkan pada pusat dari hasil percobaan, semakin kebelakang nilai intensitas semakin turun. Pola gelap terang yang terjadi sebagai hasil interferensi menunjukkan pola yang ritmik. Dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.1 pola gelap terang dengan jarak dekat antar celah

Gambar 3.2 pola gelap terang dengan jarak sedikit jauh dengan celah

Gambar 3.3 pola gelap terang dengan jarak jauh antar celah

Dapat terliat hasil dari variasi jarak antar celah yakni jarak dekat dengan celah, jarak sedikit jauh dari celah dan jarak yang jauh dari celah, dapat dikatakan bahwa semakin dekat jarak antar celah yang diberikan, maka hasil yang terlihat pada layar semakin baik pola gelap dan pola terang yang dihasilkan, sedangkan jika jarak antar celah semakin jauh maka pola gelap terang yang dihasilkan pada layar juga semakin tidak terlihat (buram). 1. KESIMPULANDari hasil percobaan interfeensi cahaya (celah young) yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa Pola terang dihasilkan akibat adanya peristiwa interferensi konstruktif atau interferensi maksimum, sedangkan pola gelap dihasilkan karena interferensi destruktif atau inteferensi minimum dan untuk jarak 2 lubang yang sangat dekat akan menghasilkan pola gelap terang yang sangat jelas, sebaliknya jika jarak 2 lubang semakin jauh maka pola gelap terang yang dihasilkan akan semakin tidak terlihat..

UCAPAN TERIMA KASIHPada kesempatan ini penulis mengucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dosen pembimbing praktikum Optika Modern untuk percobaan Difraksi celah ganda yang bernama Ibu Faridawati yang telah membantu dalam percobaan ini, baik pada saat sebelum dilaksanakannya percobaan maupun pada saat pembuatan jurnal. Tidak lupa saya mengucapkan terima kasih kepada teman-teman satu kelompok atas kerjasamanya.

DAFTAR PUSTAKABueche, Frederick J. 1989. Fisika edisi VIII. Erlangga, JakartaFishbane, P.M., et.al. 2005. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 3rd Edition. New Jersey: Prentice Hall, Inc. Microsoft Encarta Premium 2009 Tipler, P.A. and Mosca, G. Physics For Scientist and Engineers: Extended Version, 5th Edition. W.H. Freeman & Company.Young, Freedman. 2008. Sears and Zemankys University Physics with Modern Physics, 12th Edition. Pearson Education Inc.Saragih, Sylvester dkk. 2012. Menentukan Fokus Lensa Konvergen. UPT LAB Dasar dan Analitik, Universitas Palangkaraya