PRAKTIKUM GELOMBANGNama: RETNA KUSUMA ASTUTI

NIM: 4201408032

Fakultas: FMIPA

Jurusan: Fisika

Prodi: Pend. Fisika, S1

Judul Percobaan KISI DIFRAKSITanggal Percobaan :

Nama Dosen : Sutikno

Kawan Kerja : 1. Emillia Mayasari (4201408034)

2. Olimvia Dien S (4201408039)

3. Andhyka Eddy C (4201408041)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENEGTAHUAN ALAM (FMIPA)

UNIVERSITAS ENGERI SEMARANG (UNNES)

2009/2010

KISI DIFRAKSIA. TUJUANAdapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengamati peristiwa difraksi pada celah tunggal dan kisi difraksi.

2. Untuk mengukur panjang gelombang melalui peristiwa difraksi3. Untuk mengukur lebar celah pada percobaan kisi difraksi dan pada celah tunggal

B. LANDASAN TEORIKetika gelombang cahaya melewati sebuah celah kecil, suatu pola interferensi akan teramati agak seperti spot tajam. Hal ini menunjukkan bahwa cahaya terus kebelakang celah ke daerah di mana suatu bayangan akan diharapkan jika cahaya menjalar dalam garis-garis lurus. Gelombang lain seperti suara dan air juga mempunyai sifat seperti ini yang dapat membelok pada sekitar sudut-sudut. Fenomena ini dikenal sebagai difraksi yang juga dipandang sebagai interferensi dari sejumlah besar sumber-sumber gelombang koheren. Umumnya difraksi dapat terjadi bila gelombang lewat melalui lubang kecil (celah sempit) disekitar rintangan atau melewati sisi yang tajam.

Kisi Difraksi

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 gelas dengan mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah tra nsparan terhadap cahaya dank arena 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 =1/N

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin 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 yang dirumuskan sebagai berikut: I = Io [sin dengan Io adalah intensitas cahaya awal dan beda fase yang besarnya adalah dsin Agar mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua sumber cahaya yang koheren (cahaya dengan beda fase tetap). Percobaan Young menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren, sehingga pada layar terjadi pola-pola terang (interferensi konstruktif = maksimum) dan gelap (interferensi destruktif = minimum). Pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang. Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada sebuah celah sempit juga akan mengalami lenturan. Difraksi cahaya terjadi juga pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama. Celah sempit yang demikian disebut kisi difraksi. Semakin banyak celah pada sebuah kisi, semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar. (Widiatmoko, 2008)Ketika seberkas cahaya dilewatkan melalui sebuah kisi, maka setiap kisi menjadi sumbber gelombang cahaya baru dan cahaya cahaya tersebut mengalami difraksi yang kemudian berinterferensi pada jarak tertenytu dari kisi.

Pada difraksi kisi, cahaya dengan panjang gelombang tertentu (seperti ungu dan merah ) akan membentuk pita-pita terang ketika :

d sin = m Dimana:

m = 0, 1, 2,3, ...

d = 1/N

d = Konstanta kisi; N= jumlah kisi persatuan panjang

Gambar Pola Cahaya Interferensi dan DifraksiPola cahaya yang diamati pada layar dihasilkan dari kombinasi efek difraksi dan interferensi. Tiap celah menghasilkan difraksi, dan berkas difraksi ini berinterferensi dengan yang lain untuk menghasilkan pola akhir

Difraksi pada celah tunggal

tunggal

YJika seberkas cahaya dilewatkan secara sejajar melalui sebuah celah sempit, maka cahaya akan mengalami difraksi dan menyebar di belakang celah. Sebaran cahaya difraksi ini dapat menimbulkan interferensi yang menimbulkan pola gelap terang pada lyar di belakang celah.

Celah tunggal dapat dianggap terdiri dari beberapa celah sempit yang dibatasi titik-titik dan setiap celah itu merupakan sumber cahaya sehingga satu sama lainya dapat berinterferensi. Intensitas pita-pita terang mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh dari pita pusat. Daerah gelap (intensitas minimum) yang terjadi setelah terang pusat diperoleh ketika bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan :

d sin = m atau d Y/L = m dimana :

m = orde pola difraksi (0,1,2,.........)

d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi)

N = Jumlah kisi per satuan panjang

= panjang gelombang cahaya yang digunakan

= sudut lenturan (difraksi)

C. ALAT DAN BAHANAdapun alat dan bahan yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :1. Laser He-Ne2. Layar

3. Grating (celah/ kisi)4. Celah tunggal (single slit)

5. Penggaris

6. Statif

Gambar 3.1 Layar

Gambar 3.2 Laser

Gambar 3.3 Kisi

Gambar 3.3 Rangkaian difraksi pada kisi

D. LANGKAH KERJAAdapun langkah-langkah yang dilakukan dalam percoban ini adalah :

1. Percobaan Pada Kisi Difraksi1.1 mengukur panjang gelombang laser He-Nea. Mengatur keluaran sinar laser dengan kisi 100/mm sama tinggi.

b. Menempatkan kisi di depan laser sejauh beberapa cm dan jarak layar sekitar 20 cm..

c.Menghidupkan laser dan mengamati bayangan pada layar untuk maksimum orde ke-nol dan ke-1.d. Mengukur jarak antara terang maksimum dengan terang ke -1e. Mengulangi percobaan a-d dengan mengganti jumlah kisi difraksi yang digunakan dengan kisi 200 /mm dan 300 /mm serta mengamati mengamati hasilnya.f. Mengulangi percobaan a-d dengan mengubah jarak antara layar dan kisi/ celah menjadi 10 cm, 15 cm, 25 cm, dan 30 cm lalu mengamati hasilnya.

g. Menulis hasil praktikum pada tabel pengamatan1.2 Mengukur lebar celah kisi difraksi

a. Mengatur keluaran sinar laser dengan kisi sama tinggi.

b. Menempatkan kisi yang belum diketahui jumlah kisinya di depan laser sejauh beberapa cm dan jarak layar sekitar 50 cm..

c.Menghidupkan laser dan mengamati bayangan pada layar untuk maksimum orde ke-nol dan ke-1, ke-2, ke-3.h. Mengukur jarak antara terang maksimum dengan terang ke 1,2,dan 3.

i. Menulis hasil praktikum pada tabel pengamatan

2. Percobaan Pada Celah Tunggal

a. Mengatur keluaran sinar laser dengan slit sama tinggi.b. Menghidupkan laser dan mengamati pola difraksi pada dinding (membuat jarak laser dengan slit sekitar beberapa cm dan jarak slit dengan diding sekitar 3 m).

d. Mengukur jarak antara terang pusat dengan gelap ke-1, ke-2, dan ke-3.

e. Mengukur jarak antara celah dan dinding.

f.menulis hasilnya pada tabel pengamatan.TABEL PENGAMATNTabel 1.1 Mengukur pada pada percobaan kisi difraksi (variasi N)NoL (meter)m (orde)Y (meter)N (/mm)d = 1/N (meter)

Tabel 1.2 Mengukur pada percobaan kisi difraksi (variasi L)

NoL (meter)m (orde)Y (meter)N (/mm)d = 1/N (meter)

Tabel 1.3 Mengukur lebar celah kisi difraksi dengan variasi m (orde)NoL (meter)m (orde)Y (meter) (meter)

Tabel 1.4 Mengukur lebar celah tunggal dengan variasi m (orde)Laser He-Ne = 625,7 8,2 nm

NoL (meter)m (orde)Y(meter) (meter)

ANALISIS DATA

m

Kesalahan Relatif = rat-rata X 100%Ketelitian : 100%-KRE. DATA PERCOBAAN

1. Mengukur panjang gelombang () pada percobaan kisi variasi N

NoL(m)MY(m)ND=1/N(m)

10.211.4 x 10-210010-5

20.214.1 x 10-23000.33 x 10-5

30.218.6 x 10-26000.17 x 10-5

2. Mengukur panjang gelombang () pada percobaan kisi variasi L (jarak layar ke sumber cahaya)

NoL(m)mY(m)ND = 1/N(m)

10.211.4 x 10-210010-5

20.2511.7 x 10-210010-5

30.3012 x 10-210010-5

40.3512.4 x 10-210010-5

50.4012.7 x 10-210010-5

60.4513 x 10-210010-5

3. mengukur lebar celah kisi difraksi dengan variasi m (orde)NoL(m)mY(m)

10.710.5 x 10-2625,7 x10-9

20.720.8 x 10-2625,7 x10-9

30.731.3 x 10-2625,7 x10-9

4. Mengukur lebar celah tunggal dengan variasi m (orde)Laser He-Ne = 625,7 8,2 nm

NoL(m)mY(m)

13.4512 x 10-2625,7 x10-9

23.4523 x 10-2625,7 x10-9

33.4524 x 10-2625,7 x10-9

43.4545 x 10-2625,7 x10-9

F. ANALISIS DATA

1. Percobaan kisi difraksi

Pada percobaan kisi difraksi berlaku rumus

d.sin = m.atau d. = m.

dengan demikian

= dimana:

d = lebar celah (m)

Y = Jarak antara terang pusat dengan pola terang ke-n (m)

L = Jarak antara kisi dengan layar (m)

m = Orde terang ke-n

Panjang gelombang (m)

a. Mengukurpada percobaan kisi difraksi (variasi N)

Data tabel pengamatan 11) L = 0.2 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 1.4 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 1.4x10-2 m)

(0.2 m x 1)

= 7 x 10-7 m = 700 nm 2) L = 0.2 m

N = 300/mm

m = 1

Y = 4.1 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 0.33 x 10-5 m

=

= (0.33 x 10-5 m x 4.1x10-2 m)

(0.2 m x 1)

= 6.77 x 10-7 m = 677 nm

3) L = 0.2 m

N = 600/mm

m = 1

Y = 8.6 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 600 x 10-3 m

= 0.17 x 10-5 m

=

= (0.17 x 10-5 m x 8.6 x10-2 m)

(0.2 m x 1)

= 7.31 x 10-7 m = 731 nm

b. Mengukurpada percobaan kisi difraksi (variasi L) 4) L = 0.2 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 1.4 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 1.4x10-2 m)

(0.2 m x 1)

= 7 x 10-7 m = 700 nm

5). L = 0.25 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 1.7 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 1.7x10-2 m)

(0.25 m x 1)

= 6.80 x 10-7 m = 680 nm

6). L = 0.3 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 2 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 2x10-2 m)

(0.3 m x 1)

= 6.67 x 10-7 m = 667 nm 7). L = 0.35 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 2.4 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 2.4x10-2 m)

(0.35 m x 1)

= 6.86 x 10-7 m = 686 nm 8). L = 0.40 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 2.7 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 2.7x10-2 m)

(0.40 m x 1)

= 6.75 x 10-7 m = 675 nm 9). L = 0.45 m

N = 100/mm

m = 1

Y = 3 x10-2 m

d = 1/N

d = 1/ 100 x 10-3 m

= 1 x 10-5 m

=

= (1 x 10-5 m x 3x10-2 m)

(0.45 m x 1)

= 6.67 x 10-7 m = 667 nmdari data di atas diperoleh:

nmnmnm nm nm nm nm nm nm = = (nm Karena menggunakan sumber cahaya yang sama maka panjang gelombang yang dihasilkan pun seharusnya memiliki panjang gelombang yang sama, maka ralatnya: =687 nmN0i i(i- )( i)2

170013169

2677-10100

3731441936

470013169

5680-749

6667-20400

7686-11

8675-12144

9667-20400

( i)23368

=(( i)2/n)1/2=(3368/9)1/2=19.34 nm=(68719.34) nmKesalahan relatif= / x 100%=(19.34/687) x 100%=0.028 x 100% = 2.8 %Ketelitian = 100%-KR = 100% - 2.8%= 97.2% 2. Mencari lebar celah

a. Mengukur lebar celah kisi difraksi dengan variasi m (orde)

Data tabel pengamatan 3

d.Y/L = m. d = m.L

YLaser He-Ne = 625,7 8,2 nm

1) m =1

625,7 x10-9 m

L = 0.7 m

Y = 0.5 x10-2m

d = m.L Y d = 1. 625,7 x10-9 m. 0.7 m 0.5 x10-2m

d = 8.75 x 10-5 m

2) m =2

625,7 x10-9 m

L = 0.7 m

Y = 0.8 x10-2m

d = m.L Y d = 2. 625,7 x10-9 m. 0.7 m 0.8 x10-2m

d = 10.95 x 10-5 m

3) m =3

625,7 x10-9 m

L = 0.7 m

Y = 0.5 x10-2m

d = m.L Y d = 3. 625,7 x10-9 m. 0.7 m 1.3 x10-2m

d = 10.10 x 10-5 m

analsis lebar celah difraksi:

=(8.75+10.95+10.10)/3=(9.93x 10-5) mNoL (meter)M (orde)Y (meter) (meter)d = 1/N (meter)d2( meter2 )

150 x10-219,6 x10-2625,7 x10-98.75 x 10-576.56x10-10

250 x10-2218,9x10-2625,7 x10-910.95 x 10-5119.9 x10-10

350 x10-2329,1x10-2625,7 x10-910.10 x 10-5102.01 x10-10

29.8 x 10-5298.41 x 10-10

=[{298.41 x 10-10-3(9.93x 10-5)2}/6]1/2=0.43x10-5d={(9.93+0.43)x 10-5}m

Kesalahan relatif = (0.43/9.93)x100%=4.3%

Ketelitian = 100%-4.3%=95.7%

b. Mengukur lebar celah tunggal dengan variasi m (orde)

Data tabel pengamatan 4

Difraksi destuktif terjadi apabila memenuhi persamaan :

d sin = m atau d Y/L = m

sehingga

d = m.L

Y

1) m =1

625,7 x10-9 m

L = 3.45 m

Y = 2 x10-2m

d = m.L

Y d = 1. 625,7 x10-9 m. 3.45 m

2 x10-2m

d =1.08 x 10-4 m

2) m =2

625,7 x10-9 m

L = 3.45 m

Y = 3 x10-2m

d = m.L

Y

d = 2. 625,7 x10-9 m. 3.45 m

3 x10-2m

d =1.44 x 10-4 m3) m =3

625,7 x10-9 m

L = 3.45 m

Y = 4 x10-2m

d = m.L

Y

d = 3. 625,7 x10-9 m. 3.45 m

4 x10-2m

d =1.61 x 10-4 m4) m =4

625,7 x10-9 m

L = 3.45 m

Y = 5 x10-2m

d = m.L

Y

d = 4. 625,7 x10-9 m. 3.45 m

5 x10-2m

d =1.73 x 10-4 m

=(1.08+1.44+1.61+1.73)/4=5.86/4=(1.47 x 10-4)m

NoL (meter)m (orde)Y (meter) (meter)d = 1/N (meter)d2( meter2 )

13.4512 x10-2625,7 x10-91.08 x 10-41.1664x10-8

23.4523x10-2625,7 x10-91.44 x 10-42.0736x0-8

33.4534x10-2625,7 x10-91.61 x 10-42.5921x10-8

43.4544x10-2625,7 x10-91.73 x 10-42.9929 x 10-8

5.86 x10-48.825 x 10-8

=[{(8.825 x 10-8)-3(1.47 x 10-4)2}/6]1/2=(0.39 x 10-4)md=(1.47+ x 10-4+0.39 x 10-4 )m

Kesalahan relatif = (0.39/1.47)x100%=26%

Ketelitian = 100%-26%=74%

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum difraksi cahaya ada dua jenis praktikum yang dilakukan, yaitu praktikum dengan menggunakan kisi difraksi dan menggunakan celah tunggal, serta mempunyai tujuan yaitu menentukan panjang gelombang sinar laser dan lebar celah yang digunakan. 1. Kisi Difraksi

Pada praktikum kisi difraksi jalannya sinar yang terjadi kurang lebih seperti berikut :

Sebagai sumber cahaya digunakan laser He-Ne dengan panjang gelombang 625,7 8,2 nm. Sinar laser dilewatkan sejajar melalui kisi dan celah sehingga pada layar akan nampak pola gelap terang secara bergantian. Dari hasil pengamatan menunjukkan sinar laser yang melalui kisi difraksi tampak menyebar. Semakin jauh jarak kisi ke layar, titik terang dari terang pusat maka pola yang tampak akan semakin redup/lemah .Untuk menganalisis data praktikum, rumus utama yang digunakan adalah d sin m

Untuk praktikum difraksi menggunakan kisi sendiri digunakan bebrapa variasi, yang pertama untuk mencari panjang gelombang laser He-Ne digunakan variasi jumlah kisi , yaitu 100;300;dan 600 dari variasi tersebut didapat besar panjang gelombang yang digunakan adalah (6,87x10-7 19.34 x 10-7 )m dengan ketelitian 97.2% dan kesalahan relatif 2.8% .

Sedangkan untuk varisai yang kedua adalah variasi jarak antara layar dan kisi yaitu 20 cm;25 cm; 30 cm; 35 cm; 40cm; 45 cm dan pnjang gelombang yang terukur sama dengan hasil yang diatas, karena menggunakan sumber yang sama. Dari data hasil praktikum menunjukkan bahwa ada selisih yang cukup besar jika dibandingkan dengan data dari refernsi hal ini mungkin disesbabkan ketidakakuratan dalam mengukur L ( jarak antara kisi dengan layar) sehingga hasil yang didapat masih ada kekurangan, dan juga dalam menentukan Y (jarak antar pola baik itu terang atau gelap.

Selain untuk menentukan panjang gelombang percobaan kisi difraksi juga digunakan untuk menentukan lebar celah atau banyaknya kisi yang digunakan pada percobaan dengan mengitung Y atau jarak antara terang pusat dengan pola terang ke-1; ke-2 ; dan ke-3,ke-3-4, ke-5, dari analisis data pengamatan yang didapat terhitung lebar kisi yang digunakan dalam praktikum adalah (1.47+ x 10-4+0.39 x 10-4 )m, dengan ketelitian 74% dan kesalahan relatif 26% dari data tersebut maka jumlah kisi yang digunakan 10 kisi / mm.

Praktikum berikutnya yaitu mengukur lebar celah dengan menggunakan celah tunggal, langkah kerja dan susunan alatnya sama, hanya saja kisi yang digunakan diganti dengan sebuah celah tunggal.Agar terjadi pola gelap terang pada layar maka lebar celah harus lebih kecil dari sumber cahaya. Praktikum dengan menggunakan celah tunggal ternyata lebih sulit jika dibandingkan dengan menggunakan kisi difraksi karena pola yang terbentuk kurang fokus atau tidak berupa titik seperti pada praktikum menggunakan kisi melainkan berupa garis. Untuk mendapatkan pola garis gelap terang yang jelas, jarak antara layar dan celah harus dibuat cukup jauh yakni 3.45 m. Dalam difraksi pada celah tunggal tiap bagian celah dapat berinteraksi dengan cahaya dari bagian lainnya, yakni berkas sinarnya dapat saling berinteraksi.

H. KESIMPULANDari percobaan difraksi maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. a. Dalam peristiwa difraksi, jarak antara terang pusat dengan terang ke-n ( Y) berbanding lurus dengan jarak celah ke layar (L) b. Difraksi pada kisi menyebabkan terjadinya pola berupa titik gelap terang pada layar

c. Semakin banyak celah yang yang digunakan maka intensitas pola gelap terang akan semakin besar (terang) / pola semakin tajam.

d. Semakin jauh jarak titik terang dengan terang pusat maka titik yang dihasilkan akan semakin redup .e. Pola interferensi yang dihasilkan oleh difraksi celah tunggal terlalu menyebar (kurang tajam) .

f. Pola yang terbentuk pada praktikum celah tunggal berbentuk garis gelap dan terang bukan titik2. Panjang gelombang yang terukur dari praktikum menggunakan kisi difraksi adalah: (6,87x10-7 19.43 x 10-7 )m dengan ketelitian 97.2%.

3. Lebar celah kisi yang terukur adalah d={(9.93+0.43)x 10-5}m dengan ketelitian 95.7% sehingga diperkirakan ada 10 kisi / mm. Lebar celah tunggal yang terukur adalah (1.47x10-4 0.39 x10-4 )m dengan ketelitian 74%Daftar Pustaka

Beiser,Arthur.1987.Konsep Fisika Modern Edisi Keempat.Jakartaa:Erlagga.

Sears, Zemansky.Fisika Universitas Jilid 2. Jakatrta : Erlangga.

Sembiring, Suwah dan M. Sudrajat.2007.Kupas untas 12 SMA IPA jilid 1 semester 1. Bandung: Yrama Widya.

http://www.wikipedia.co.id/Difraksi, jumat 26 Maret 2010

http://books.google.co.id/Difraksi+celah+tunggal, jumat 26 Maret 2010

PHOTO PHOTO

_1330108326.unknown

_1330110005.unknown

_1330119756.unknown

_1330120543.unknown

_1330110270.unknown

_1330108706.unknown

_1330108256.unknown