Interferensi pada Lapisan TipisDalam keseharian Anda sering mengamati garis-garis berwarna yang tampak pada lapisan tipis bensin atau oli yang

tumpah di permukaan air saat matahari menyoroti permukaan oli tersebut. Di samping itu, Anda tentu pernah main

air sabun yang ditiup sehingga terjadi gelembung. Kemudian saat terkena sinar matahari akan terlihat warna-warni.

Cahaya warna-warni inilah bukti adanya peristiwa interferensi cahaya pada lapisan tipis air sabun. Interferensi ini

terjadi pada sinar yang dipantulkan langsung dan sinar yang dipantulkan setelah dibiaskan.

 

Interferensi antar gelombang yang dipantulkan oleh lapisan atas dan yang dipantulkan oleh lapisan bawah

ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7   Interferensi pada selaput tipis

 

Selisih lintasan yang ditempuh oleh sinar datang hingga menjadi sinar pantul ke-1 dan sinar pantul ke-2 adalah

ΔS = S2 – S1 = n(AB + BC) – AD = n(2AB) – AD  ...........................2.8

dengan n adalah indeks bias lapisan tipis.

Jika tebal lapisan adalah d, diperoleh d = AB cos r sehingga AB = d/cos r dan AD = AC sin i, dengan AC = 2d tan r.

Dengan demikian, persamaan (2.8) menjadi:

Sesuai dengan hukum Snellius, n sin r = sin I, selisih jarak tempuh kedua sinar menjadi:

ΔS = 2nd cos r ..............................................2.9

Supaya terjadi interferensi maksimum, ΔS harus merupakan kelipatan dari panjang gelombang (λ), tetapi karena

sinar pantul di Bmengalami perubahan fase  , ΔS menjadi

..........................................2.10

Jadi, interferensi maksimum sinar pantul pada lapisan tipis akan memenuhi persamaan berikut.

=   2.11

 

dengan n = indeks bias lapisan tipis

d = tebal lapisan

r = sudut bias

m = orde interferensi (0, 1, 2, 3, …)

λ = panjang gelombang sinar

contoh soal

Tentukanlah tebal lapisan minimum yang dibutuhkan agar terjadi interferensi maksimum pada sebuah lapisan tipis

yang memiliki indeks bias 4/3 dengan menggunakan panjang gelombang 5.600.

 

Penyelesaian:

Interferensi maksimum pada lapissan tipis mmenuhi persamaan (2.11)

Supaya tebal lapisan minimum, m = 0 dan cos r = 1, maka diperoleh

 

Adapun untuk memperoleh interferensi minimum, selisih lintasan ΔS kedua sinar pantul harus merupakan kelipatan

 dan beda fase   sehingga akan diperoleh:

ΔS = 0, λ, 2λ  , 3λ, 4λ …= mλ

Interferensi minimum dalam arah pantul akan memenuhi persamaan

2nd cos r = mλ  ....................................................

Contoh 2

Tentukanlah panjang gelombang sinar yang digunakan, jika terjadi interferensi minimum orde 2 pada lapisan di udara

dengan ketebalan 103 nm, sudut bias 60°, dan indeks bias lapisan 1,5.

 

Penyelesaian:

Dengan menggunakan persamaan (2.12) diperoleh

2nd cos r = mλ

2(1,5) (103 nm) (cos 60°) = 2λ

λ = 0,75 × 103 nm = 750 nm.

Jadi, panjang gelombang cahaya yang digunakan 750 nm.