Difraksi (Diffraction)

Perilaku Partikel Perilaku Gelombang

Pola Difraksi

Difraksi (Diffraction)

Difraksi adalah pembelokan cahaya dari lintasan

lurusnya ketika cahaya melewati bukaan atau berada di

sekitar suatu halangan. Difraksi diakibatkan oleh sifat

cahaya sebagai gelombang.

Menurut prinsip Huygens ‘setiap titik pada front

gelombang cahaya dapat dianggap sebagai sumber

sekunder gelombang bola.

Gelombang ini merambat ke luar dengan kecepatan

karakteristik gelombang. Gelombang yang dipancarkan

oleh semua titik pada muka gelombang mengganggu

satu sama lain untuk menghasilkan gelombang berjalan.

Prinsip Huygens ‘juga berlaku untuk gelombang

elektromagnetik.

Pola Difraksi Frounhofer

a

mgelap

sin (m = ±1, ± 2, ± 3, …… )

Pola difraksi Fraunhofer yang dihasilkan oleh celah tunggal

selebar a pada layar terdiri atas suatu terang pusat dan rumbai-

rumbai terang dan gelap yang berselang selng dengan intensitas

yang jauh lebih rendah. Sudut gelap di mana difraksinya

berintensitas nol yang bersesuaian dengan inteferensi distruktif

adalah:

Single Slit Diffraction Equation

Intensity of Single-Slit Diffraction Patterns

(a)A plot of light intensity I versus

b/2 for the single-slit Fraunhofer

diffraction pattern.

(b)Photograph nof a single-slit

Fraunhofer diffraction pattern.

b sin

2a

Two Slit Diffraction Equation

Intensity of Two-Slit Diffraction Patterns

The combined effects of

diffraction and interference.

This is the pattern produced

when 650-nm light waves pass

through two 3.0-m slits that are

18 m apart. Notice how the

diffraction pattern acts as an

“envelope” and controls the

intensity of the regularly

spaced interference maxima.

Contoh Soal: Maksimum dari difraksi celah tunggal. Cahaya

dengan panjang gelombang 750 nm melewati celah yang

lebarnya 1,0x10-3 mm. Berapa lebar maksimum pusat (a)

dalam derajat, dan (b) dalam sentimeter, pada layar yang

jaraknya 20 cm?

75,0m 101

m105,7sin

6

7

a

049 (a)

cm 46)49cm)(tan 20(22 (b) 0 x

Resolusi Bukaan Celah Tunggal dan Bukaan

Celah Lingkaran

(RESOLUTIONa OF SINGLE-SLIT AND CIRCULAR APERTURES)

Kemampuan system optik untuk membedakan antara

benda-benda yang saling berdekatan sangat terbatas

karena sifat dari gelombang cahaya.

Resolusi Bukaan Celah Tunggal

dan Bukaan Celah Lingkaran

(RESOLUTIONa OF SINGLE-SLIT AND CIRCULAR APERTURES)

Jika sumber terpisah cukup jauh, maksimum pusatnya tidak

saling tumpang tindih, maka citra mereka dapat terbedakan

(resolved) (Gambar a). Jika sumber saling berdekatan,

maka kedua maksimum pusatnya akan saling tumpeng

tindih sehingga citra tidak terbedakan (gambar b).

RESOLUTION OF SINGLE-SLIT AND

CIRCULAR APERTURES

Kriteria Rayleigh, yang merupakan syarat batas bagi resolusi,

menyatakan bahwa dua citra yang dibentuk oleh suatu bukaan akan

nyaris tak terbedakan jika maksimum pusat dari pola difraksi citra yang

satu jatuh pada minimum pertama dari pola difraksi citra yang lainnya.

Sudut pembatas resolusi untuk sebuah celah selebar a adalah:

RESOLUTION OF SINGLE-SLIT AND

CIRCULAR APERTURES

Therefore, the limiting angle of resolution for a slit

of width a is

Analysis shows that the limiting angle of resolution

of the circular aperture is

where D is the diameter of the aperture

RESOLUTION OF SINGLE-SLIT AND

CIRCULAR APERTURES

Resolusi Mata

Perkirakan sudut resolusi pembatas untuk mata manusia, dengan asumsi

bahwa resolusinya hanya dibatasi oleh difraksi.

Solusi. Dengan memilih panjang gelombang 500 nm, yang dekat dengan

tengah-tengah spectrum tampak, dan perkiraan diameter pupil manusia di

sianghari 2 mm maka:

Untuk titik dekat mata 25 cm,maka:

Diffraction Grating

Diffraction Grating

Spektrum

DIFFRACTION OF X-RAYS BY CRYSTALS

Schematic diagram of the technique used to observe the diffraction of

x-rays by a crystal. The array of spots formed on the film is called a

Laue pattern

DIFFRACTION OF X-RAYS BY CRYSTALS

the condition for constructive interference

DIFFRACTION OF X-RAYS BY CRYSTALS

Crystalline structure of sodium chloride (NaCl). The blue spheres represent

Cl ions, and the red spheres represent Na+ ions. The length of the cube

edge is a 0.562 737 nm.

Latihan

(a) Cahaya yang merambat dalam medium

dengan indeks bias n1 datang dengan sudut

pada permukaan sebuah medium berindeks bias

n2. Sudut antara sinar pantul dan sinar biasnya

adalah b. Tunjukkan bahwa:

(b) Tunjukkan bahwa persamaan untuk ini

menjadi hukum Brewster ketika b=90°, n1=1 and

n2=n.

Gunakan: sin(A+B) = sin A cos B + cos A sin B)

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

Polarization by Reflection

(a) When unpolarized

light is incident on a

reflecting surface, the

reflected and refracted

beams are partially

polarized.

(b) The reflected beam is

completely polarized

when the angle of

incidence equals the

polarizing angle p ,

satisfying the equation

n = tan p .

Brewster’s law

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

Polarization by Selective Absorption

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

Polarization by Scattering

The scattering of

unpolarized sunlight by air

molecules. The light

observed at right angles

is linearly polarized

because the vibrating

molecule has a horizontal

component of vibration

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

Optical Activity

(a) When crossed polarizers are used, none of the polarized light can pass

through the analyzer. (b) An optically active material rotates the direction of

polarization through the angle, enabling some of the polarized light to pass

through the analyzer.

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

Applications

POLARIZATION OF LIGHT WAVES

Applications