Laporan Praktikum

Kisi Difraksi

Disusun Oleh :

Ridho Pasopati (XI aksel 1 / 21)

SMA NEGERI 1 SURAKARTA

TAHUN PELAJARAN 2013/2014

Laporan Resmi

Kisi Difraksi

A. Tujuan Percobaan

Menentukan merah, kuning, dan biru.

B. Alat dan Bahan

1. Power Supply

2. Lampu 12 Volt

3. Kisi

4. Layar

5. Lensa

6. Mistar

C. Konsep Fisis

Saat Power Supply dalam keadaan off (1), lampu tidak menyala. Saat Power Supply

dalam keadaan on (0), lampu menyala. Saat lensa dijauhkan dari layar, titik fokus pada layar

menjadi besar. Sebaliknya jika lensa didekatkan ke layar, maka titik fokus mengecil dari

ukuran semula. Jika kisi didekatkan ke layar, maka bayangan hasil dispersi tidak terlihat.

Sebaliknya jika kisi didekatkan ke lensa, maka bayangan hasil dispersi terlihat besar.

D. Landasan Teori

Suatu sifat gelombang yang menarik adalah bahwa gelombang dapat dibelokkan oleh

rintangan. Salah satu gelombang adalah cahaya. Cahaya adalah energi berbentuk gelombang

elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang

fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata

maupun yang tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi

tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut dualisme

gelombang partikel. Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual

oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika,

merupakan area riset yang penting pada fisika modern.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari

besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya.

Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial

geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi,

difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika

geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Salah satu studi optik fisis yang paling menarik adalah difraksi. Difraksi ialah

penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan,

penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens. Pada

animasi pada gambar sebelah kanan atas terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu

disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling

berinterferensi satu sama lain. Secara makroskopis, difraksi dikenal sebagai gejala penyebaran

arah yang dialami seberkas gelombang ketika menjalar melalui suatu celah sempit atau tepi

tajam sebuah benda. Gejala ini juga dianggap sebagai salah satu ciri khas gelombang yang

tidak memiliki partikel, karena sebuah partikel yang bergerak bebas melalui suatu celah tidak

akan mengalami perubahan arah.

Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat ini terdiri

dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat dibuat dengan cara

memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat kaca dengan mesin terukur berpresisi

tinggi. Celah di antara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan area itu

bertindak sebagai celah-celah yang terpisah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per

sentimeter. Dari data banyaknya garis per sentimeter kita dapat menentukan jarak antar celah

atau yang disebut dengan tetapan kisi (d), jika terdapat N garis per satuan panjang, maka

tetapan kisi d adalah kebalikan dari N, yaitu :

d= 1N

Difraksi adalah penyebaran atau pelenturan gelombang yang disebabkan olehadanya

penghalang berupa celah. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombangsemakin besar. Hal

ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens, tiap bagian celah berlaku sebagai sebuah sumber

gelombang. Dengan demikian cahaya dari satu bagian celah dapat berinterferensi dengan

cahaya dari bagian yang lain dan intensitas resultannya pada layar bergantung pada arah θ. Bila

cahaya yang dijatuhkan polikromatik (cahaya putih atau banyak warna), selain akan

mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi

menghasilkan pola warna pelangi.

Hal yang paling tidak kalah dari interferensi dan difraksi adalah kisi. Kisi adalah celah

sempit sejajar yang jumlahnya sangat banyak. Sekali sebuah gelombang seperti cahaya

terpancar dan masuk kisi, cahaya akan terurai menjadi warna pelangi yang mana peristiwa ini

disebut difraksi. Konstanta kisi (d) adalah jarak antara dua celah yang berdekatan.

d . pl

=m

d = Konstanta kisi

p = Jarak titik terang pusat

l = Jarak kisi ke layar

m = Orde

= Panjang gelombang cahaya

E. Cara Kerja

1. Menyusun alat dan bahan disesuaikan seperti pada gambar.

2. Menyalakan power supply agar lampu dapat hidup dan cahaya dapat mengenai layar.

3. Mengatur lensa dengan menggeser ke kiri ataupun ke kanan agar mendapat titik fokus

yang besar sehingga dapat mempermudah pengamatan.

4. Menentukan kisi yang akan digunakan sesuai bahan yang ada.

5. Mengatur posisi lensa dan kisi dengan menggeser ke kiri atau kanan sehingga pada layar

terjadi pola garis terang-gelap.

6. Mengukur jarak kisi ke layar untuk diambil datanya (l).

7. Mengukur jarak salah satu warna terang ke terang pusat (p).

8. Menentukan konstanta kisi (d) dengan melihat spesifikasi kisi yang digunakan.

9. Mengisi hasil pengataman pada tabel hasil pengamatan.

Power SupplyLayar

LensaLampu

Kisi

Dengan :d : lebar celahm : ordep : jarak titik ke terang pusat : Panjang gelombang cahayal : Jarak kisi ke layarN : banyak celah/cm

F. Hasil Pengamatan

No.Kisi yang

digunakan

Warna

Cahayal(m) m p (m) d(m) (m)

1100

celah/mm

Merah 2,97 x 10-1 1 2 x 10-2 1,000 x 10-5 6,734 x 10-7

Kuning 2,97 x 10-1 1 1,8 x 10-2 1,000 x 10-5 6,061 x 10-7

Biru 2,97 x 10-1 1 1,4 x 10-2 1,000 x 10-5 4,714 x 10-7

2300

celah/mm

Merah 1,30 x 10-1 1 2,8 x 10-2 0,333 x 10-5 7,179 x 10-7

Kuning 1,30 x 10-1 1 2,3 x 10-2 0,333 x 10-5 5,897 x 10-7

Biru 1,30 x 10-1 1 1,8 x 10-2 0,333 x 10-5 4,615 x 10-7

3600

celah/mm

Merah 8,00 x 10-2 1 3,3 x 10-2 0,167 x 10-5 6,875 x 10-7

Kuning 8,00 x 10-2 1 2,7 x 10-2 0,167 x 10-5 5,625 x 10-7

Biru 8,00 x 10-2 1 2,2 x 10-2 0,167 x 10-5 4,583 x 10-7

G. Analisis data

Rumus umum : d . p

l=m

¿ d . pl . m

Rumus untuk menemukan d : d= 1N

Jadi, bisa disimpulkan untuk mencari nilai tiap warna menggunakan rumus berikut :

❑mera h=pmera h→ pusat

N . l . m

❑kuning=pkuning → pusat

N . l .m

❑biru=pbiru→ pusat

N .l .m

Pelaporan hasil percobaan : ❑mera h±❑mera h ;❑kuning ±❑kuning ;dan❑biru ±❑biru

Untuk mencari : ¿1N √ N∑❑2−¿¿¿¿¿

Pada percobaan I dengan menggunakan kisi 100 celah/mm :

Nilai ❑mera h=d . pmera h → pusat

l . m=1,000 × 10−5 .2 ×10−2

2,97 ×10−1 . 1≈ 6,734 ×10−7

meter.

Nilai ❑kuning=d . pkuning→ pusat

l .m=1,000× 10−5 .1,8 × 10−2

2,97 ×10−1 . 1≈ 6,061 ×10−7

meter.

Nilai ❑biru=d . pbiru→ pusat

l . m=1,000 ×10−5 . 1,4 × 10−2

2,97 ×10−1 . 1≈ 4,714 ×10−7

meter.

Pada percobaan II dengan menggunakan kisi 300 celah/mm :

Nilai ❑mera h=d . pmera h → pusat

l . m=0,333× 10−5 . 2,8× 10−2

1,30 ×10−1 .1≈ 7,179 ×10−7

meter.

Nilai ❑kuning=d . pkuning→ pusat

l .m=0,333 ×10−5 .2,3 ×10−2

1,30 ×10−1 . 1≈5,897 × 10−7

meter.

Nilai ❑biru=d . pbiru→ pusat

l . m=0,333 ×10−5 .1,8 ×10−2

1,30× 10−1 .1≈ 4,615 ×10−7

meter.

Pada percobaan III dengan menggunakan kisi 600 celah/mm :

Nilai ❑mera h=d . pmera h → pusat

l . m=0,167 ×10−5 . 3,3× 10−2

8,00×10−1 .1≈ 6,875 × 10−7

meter.

Nilai ❑kuning=d . pkuning→ pusat

l .m=0,167 ×10−5 .2,7 ×10−2

8,00 ×10−1 . 1≈ 5,625× 10−7

meter.

Nilai ❑biru=d . pbiru→ pusat

l . m=0,167 × 10−5 .2,2 ×10−2

8,00× 10−1 .1≈ 4,583 ×10−7

meter.

Untuk mencari nilai dan kesalahan relatif, cari dengan menggunakan tabel.

Rumus :

¿ 1N √ N∑❑2−¿¿¿¿¿

kesala h an relatif =❑❑

×100 %

Nilai ❑mera h=1N √ N∑❑2−¿¿¿¿¿

Nilai ❑kuning=1N √N ∑❑2−¿¿¿¿¿

Nilai ❑biru=1N √ N∑❑2−¿¿¿¿¿

Kesalahan relatif ❑mera h=❑mera h

❑mera h

×100%=0,131×10−7

6,929×10−7 ×100%≈ 1,897%

Kesalahan relatif ❑kuning=❑kuning

❑kuning

×100 %=0,127 × 10−7

5,861 ×10−7 × 100 %≈ 2,168 %

Kesalahan relatif ❑biru=❑biru

❑biru

×100%=0,039×10−7

4,638×10−7 ×100% ≈ 0,846%

Pelaporan hasil perhitungan :

❑mera h±❑mera h=6,93× 10−7 ± 0,131×10−7 meter

❑kuning ±❑kuning=5,86× 10−7 ± 0,127 ×10−7 meter

❑biru ±❑biru=4,683× 10−7 ± 0,03925× 10−7 meter

H. Jawab Pertanyaan

1. Warna apa yang paling dekat dengan terang pusat ?

Merah

2. Sebutkan urutan panjang gelombang warna cahaya dari yang paling besar !

Merah, Kuning, Biru

I. Kesimpulan

1. Hasil Laporan

❑mera h±❑mera h=6,93× 10−7 ± 0,131×10−7 meter

❑kuning ±❑kuning=5,86× 10−7 ± 0,127 ×10−7 meter

❑biru ±❑biru=4,683× 10−7 ± 0,03925× 10−7 meter

2. Perbandingan ukuran

Setelah dihitung dengan teliti dan hasilnya dibandingkan dengan referensi yang

ada, dapat ditarik kesimpulan bahwa merah, kuning, dan biru hampir mendekati

dari besar merah, kuning, dan biru menurut referensi dan ketetapannya, yaitu besar

merah = 6 x 10-7 m, kuning = 5 x 10-7 m, dan biru = 4 x 10-7 m. Pengukuran ini

terdapat beberapa kesalahan, diantaranya :

Mata pengamat tidak sesuai dengan cara mengukur dengan tepat.

Kurangnya pengalaman yang dilakukan oleh pengamat sehingga menghambat

percobaan.

Ketidaktelitian dalam perhitungan.

Ketidaktepatan dalam pengukuran.