LAPORAN AKHIR

OSILOSKOP

(M-5)

Nama : Siti Nurjannah Sudrajat

NPM : 140310100099

Hari/Tanggal : Senin, 16&23 April 2012

Waktu : Pkl 12.30-15.00 WIB

Asisten : Kang Rizqi R.S

Laboratorium Fisika Menengah

Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Padjadjaran

2010

LEMBAR PENGESAHAN

OSILOSKOP

(M-4)

Nama : Siti Nurjannah Sudrajat

NPM : 140310100099

Nama Partner : Wildan Putra Sonjaya

NPM : 140310100068

Hari/Tanggal : Senin, 16&23 April 2012

Waktu : Pkl 12.30-15.00 WIB

Asisten : Kang Rizqi R.S

AsistenNILAI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Praktikum kali ini adalah mengenai osiloskop dimana disini kita

ingin mengetahui bagaimana osiloskop bekerja serta fungsinya seperti apa.

Osiloskop merupakan alat ukur besaran listrik yang dapat menentukan

sinyal listrik yang masuk pada osiloskop. Sinyal generator merupakan

pemberi sinyal (frekuensi) yang kemudian ditampilkan oleh osiloskop.

Dengan osiloskop kita dapat mengukur besarnya tegangan, baik tegangan

AC maupun DC, beda fasa, frekuensi, perioda serta amplitudo. Osiloskop

adalah alat ukur listrik yang dengannya bisa mengamati sinyal yang

dihasilkan dari suatu rangkaian. Pada praktikum ini kita akan mempelajari

prinsip kerja osiloskop serta fungsinya, dimana dengan mengamati sinyal

pada osiloskop, kita dapat mengetahui dan menghitung tegangan, perioda,

amplitudo, frekuensi serta beda fasanya.

1.2. Identifikasi Masalah

Bagaimana prinsip kerja osiloskop?

Bagaimana karakteristik dari suatu rangkaian RC, RL, dan RLC

dengan menggunakan osiloskop sebagai alat ukurnya?

Bagaimana mengetahui besaran tegangan?

Bagaimana pengaruh resistor terhadap redaman?

Bagaimana cara menghitung tegangan, frekuensi, amplitudo, perioda,

dan sudut fasa pada osiloskop.

1.3. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari cara kerja osiloskop

2. Menentukan posisi intensitas maksimum pertama yang berhubungan

dengan celah tunggal. Menghitung lebar celah.

3. Menentukan distribusi intensitas pada pola difraksi dari celah kelipatan 3,

4 dan 5.

4. Menentukan posisi dan puncak beberapa orde dari difraksi untuk grid

transmisi dengan konstanta kisi yang berbeda. Menghitung panjang

gelombang.

BAB II

TEORI DASAR

Cahaya sebagai salahsatu bentuk dari gelombang juga memiliki sifat-sifat

seperti pemantulan (refleksi), pelenturan (difraksi), perpaduan (interferensi), dan

lain-lain. Ketika gelombang cahaya berdifraksi, gelombang cahaya tersebut

mengalami pelenturan. Pelenturan akan semakin jelas apabila celah yang dilewati

cahaya berukuran sangat sempit. Interferensi terjadi apabila beberapa gelombang

cahaya mengalami pelenturan tersebut berpadu. Perpaduan tadi berupa interferensi

maksimum dan interferensi minimum.

Untuk memperoleh dua sumber gelombang cahaya yang koheren, layar

A diberi sebuah celah sempit So. Layar B yang dipasang sejajar dengan layar A

diberi dua buah celah sempit S1 dan S2 yang sama jaraknya ke celah S0. Layar C

untuk menampung bayangan pada jarak L dari layar B. Thomas Young pertama

kali menggunakan cahaya matahari menembus celah sempit So. Dari celah So

cahaya berdifraksi ke celah sempit S1 dan S2. Maka S1 dan S2 menjadi dua

sumber gelombang dan setelah berdifraksi, berpadu pada layar C. jarak layar D,

jauh lebih besar dari pada jarak d antara S1 dan S2.

r1 y

S2 r2

a O

b

S1

X

f

Lensa

B C

Pada gambar di atas celah So, S1 dan S2, dibuat celah-celah sempit yang sejajar. Kemudian cahaya monokromatik dijatuhkan ke atas layar A. Kalau layar C diganti dengan film potret, dan jarak d kira-kira 1 mm, maka Interferensi pada celah ganda.

Intensitas cahaya di P adalah resultan dari intensitas cahaya yang

datang dari kedua celah. Pada gambar tampak bahwa lintasan yang ditempuh

oleh cahaya dari S1 (S1P) lebih pendek daripada cahaya dari S2(S2P). Selisih

antara keduanya disebut beda lintasan. Dalam kasus ini jarak antara celah ke

layar C jauh lebih besar dibandingkan dengan jarak antar kedua celah

(L>>d), sehingga sinar S1P dapat dianggap sejajar dengan sinar S2P Jadi

beda lintasannya adalah :

Perhatikan bahwa adalah siku-siku;

sehingga

Interferensi cahaya diperlukan sumber cahaya yang koheren yaitu

sumber cahaya yang memiliki beda fasa tetap. Dua sumber cahaya yang

koheren dapat diperoleh dari sumber cahaya tunggal dengan 2 cara, yaitu :

1. Pemecahan muka gelombang menjadi dua bagian menghasilkan

dua berkas sinar yang berkoherensi ruang /spiral, kemudian

keduanya dipertemukan kembali didaerah interferensi.

2. Pembagi amplitudo gelombang menjadi dua bagian dengan

menggunakan keping kaca yang mempunyai lapisan pemantul

yang tidak penuh dan dipasang sehingga sudut datang berkas

cahaya primer yang tunggal = 45o.

Syarat interferensi adalah :

1. Sumber cahaya harus koheren (mempunyai fase yang sama).

2. Sumber sinar harus memancarkan sinar yang bersift

monokrimatik (mempunyai satu panjang gelombang).

3. Berlaku prinsip superposisi.

Difraksi merupakan efek interferansi yang dihasilkan dari penggabungan

banyak gelombang. Pola-pola interferensi yang muncul adalah dua gelombang

cahaya yang digabungkan pada gambar a menunjukkan sebuah gelombang datang

jatuh tegak urus pada celah sempit yang lebarnya d.

Pada gambar titik senter adalah Po pada layar C. Semua sinar sejajar dari

celah ke Po memiliki lintasan optis yang sama. Titik sentral pola difraksi yang

tiba pada layar C memiliki intensitas maksimum.

Prinsip franshofer

Jika sumber , rintangan, dan layar cukup jauh sehingga semua garis

dari sumber ke rintangan dapat dianggap sejajar dan semua garis dari rintangan ke

sebuah titik dalam pola itu dapat dianggap sejajar, maka fenomena itu dinamakan

difraksi medan jauh.

Prinsip fresnel

Jika kedua sumber titik dan layar secara relatif dekat ke rintangan

yang membentuk pola difraksi itu. Situasi ini dideskripsikan sebagai difraksi

dekat.

Interferensi Pada Celah Ganda

Intensitas cahaya di P adalah resultan dari intensitas cahaya yang datang

dari kedua celah. Pada gambar tampak bahwa lintasan yang ditempuh oleh

cahaya dari S1 (S1P) lebih pendek daripada cahaya dari S2 (S2P). Selisih antara

keduanya disebut beda lintasan. Dalam kasus ini jarak antara celah ke layar C

jauh lebih besar dibandingkan dengan jarak antara kedua celah (L >> d),

sehingga sinar S1P dapat dianggap sejajar dengan sinar S2P Jadi beda

lintasannya adalah :

S2P - S1P = S2R

perhatikan S2RS1 siku-siku :

Sin O = = S2R = d sin O

Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang yang berpadu

memiliki fase yang sama. Fase antara dua gelombang yang terjadi jika beda

lintasan antara keduanya sama dengan nol atau kelipatan genap dari setengah

panjang gelombang. Secara matematis :

d sin O = (2n) x ½ ; n = 1,2,3,…= bil. cacah

Bilangan n disebut orde atau nomor terang. Untuk n = 0 disebut maksimum

orde nol atau garis terang ke nol, disebut juga garis terang pusat (terang

utama). Untuk n = 1 disebut maksimum orde ke-1 atau garis terang ke-1, begitu

juga selanjutnya.

Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika gelombang berbeda fase

180o. Beda fase 180o terjadi jika beda lintasan antara kedua gelombang sama

dengan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang. Secara matematis :

d sin O = (2n - 1) x ½ ; n = 1,2,3,…= bil. asli

Bilangan n disebut orde atau nomor gelap. Untuk n = 1 disebut minimum orde

ke-1 atau garis gepal ke-1. Untuk n = 2 disebut minimum orde ke-2 atau garis

gelap ke-2, dan seterusnya.

Jarak Garis Terang atau Garis Gelap ke-n dari Terang Pusat

Adalah sangat bermanfaat untuk dapat menyatakan kedudukan garis terang

ke-n atau garis gelap ke-n diukur vertikal dari O ke P. Pada gambar

kedudukan ini dinyatakan oleh y. Karena jarak antara celah dan layar sangat

jauh dibandingkan dengan jarak antara kedua celah (L >> d), maka sudut

bernilai sangat kecil. Jadi dapat digunakan pendekatan sin = tan .

Perhatikan POQ siku-siku pada gambar.

Sin = tan =

Untuk garis terang ke-n

Dari persamaan diatas : d sin = (2n) ½

d (y/L ) = (2n) ½

= (2n) ½

Untuk garis gelap ke-n

Dari persamaan diatas : d sin = (2n - 1) ½

d (y/L ) = (2n - 1) ½

= (2n - 1) ½

Proses yang menyebabkan difraksi akan hadir dalam perambatan setiap

gelombang, apabila sebagian gelombang itu dipancing oleh suatu rintangan, maka

kita mengamati efek difraksi yang dihasilkan dari interferensi dari bagian

sebaliknya muka gelombang itu.

Pada prktikum ini, sumber cahaya yang digunakan adalah sinar laser yang

dilewatkan pada celah tunggal dan dua buah lensa dikonversi digunakan untuk

membantu pembentukan bayangannya dengan bantuan milimeter okuler. Panjang

cahaya lase dan lebarnya celah ganda dapat diketahui melalui perhitungan data

yang diperoleh.

Pada percobaan ini kita akan melihat interferensi maksimum dan

minimum yang digambarkan dengan difraksi cahaya oleh kisi dengan bantuan

lensa positif.

PP1 min = n f / dl

Untuk celah ganda interferensi maksimum dapat dinyatakan :

PP1 max = n f / dg

Dimana :

PP’min = jarak orde minimum celah tunggal.

PP’max = jarak maksimum celah ganda.

N = bil. bulat positif.

= panjang gelombang natrium.

f = jarak fokus lensa.

dl = jarak celah tunggal.

dg = jarak celah ganda.

BAB III

PROSEDUR

3.1. Alat dan bahan

1. He-Ne Laser, 1.0 mW. 220V AC

2. Amplifier pengukur universal

3. Dudukan optic (optical protile bench) 1=60cm

4. Base f. opt. profile-bench, adjust.

5. Slide dengan pengatur ketinggian f optic

6. Slide mount, lateral,adjust,cal.

7. Pemegang lensa (lens holder) dan pemegang objek 535cm.

8. Lensa +20mm, lensa f+100mm

9. Fotoelemen, f.opt base plt.

10. Diafagma, 3 celah tunggal ; 4 celah ganda

11. Grating difraksi 4 garis/mm; 8 garis/mm,10 garis/mm, 50 garis/mm.

12. Multi-range meter A 07028.011

13. Karbon resistor PEK 1 W5 2.2 kohm

14. Kabel koneksi 750 mm, merah dan biru.

3.2. Prosedur Percobaan

1. Menyusun alat percobaan seperti pada gambar 1.

2. Menyalakan lampu. Dengan bantuan lensa f =+20mm dan f=+100mm, atur

sinar laser yang lebar dan sejajar agar jatuh tepat di pusat foto sel dengan

gap celah. Tempatkan foto sel kira-kira di tengah-tengah hajak pergeseran.

Pasang objek difraksi di pemegang objek dan sinar laser uniform.

3. Menghubungankan foto sel dengan input 10 pangkat 4 ohm, dari amplifier

pengukur. Hubungkan resistor 2.2 kOhm parallel dengan foto sel. Saat

factor amplikasi di ubah, titik nol dari amflifier pengukuran arus diperiksa

di mana fotosel ditutup, koreksi jika diperlukan.

4. Menentukan harga intensitas difraksi untuk celah ganda dengan menggeser

fotosel sejauh 0,1mm-0,2mm.

5. Menentukan posisi puncak difraksi untuk grid transmisi, kemudian hiung

panjang gelombang sinar laser yang digunakan. Untuk grid transmisi 50

garis/mm, puncak sekunder berada di luar jangkauan pergeseran dari

fotosel, oleh kare itu dalam kasus ini posisi dari difraksi yang refleksi harus

ditandai pada gambar selembar kertas dan jaraknya diukur dengan

menggunakan mistar.

BAB IV

PENGOLAHAN DATA

Kisi M L (cm) R(kanan) R(kiri) R pusat Y (kanan)cm Y (kiri) cm

8

130

1,06 7,139,98

0,2 0,22 0,17 3,26 0,4 0,43 0,15 0,24 0,6 0,64 0,22 0,15 0,8 0,81

404,85 7,57 5,41 0,2 0,2

2 0,86 0,7 0,4 0,43 0,16 0,13 0,6 0,64 0,22 0,12 0,8 0,81 50 3,3 2,94 5,64 0,3 0,32 1,42 0,75 0,6 0,63 0,16 0,04 0,9 0,94 0,06 0,14 1,2 1,2

10

130

3,12 7,43 13,85 0,2 0,22 0,21 0,18 0,4 0,43 0,18 0,05 0,6 0,64 0,05 0,03 0,8 0,81

406,29 10,72

13,870,3 0,3

2 1,72 0,85 0,6 0,63 0,24 0,12 0,9 0,94 0,06 0,16 1,2 1,21

505,89 5,40

9,370,4 0,4

2 4,25 3,82 0,8 0,83 0,24 0,17 1,2 1,24 0,17 0,04 1,6 1,6

50

130

2,62 3,3911,42

1 12 0,14 0,05 2 23 0,12 0,15 3 34 0,21 0,2 4 41

405,02 9,34

13,301,4 1,4

2 0,69 0,07 2,8 2,83 0,16 0,17 3,2 3,24 0,22 0,22 4,6 4,61

502,04 5,09

13,751,8 1,8

2 0,06 0,13 3,6 3,63 0,14 0,22 5,4 5,44 0,22 0,23 7,2 7,2

1. Menghitung panjang gelombang

Rumus untuk mencari panjang gelombang untuk interferensi yaitu

, maka

, maka di dapat :

d = lebar antar celah;

y = jarak antara terang pusat dengan terang orde ke- m;

L = jarak antara celah ke layar;

= panjang gelombang.

m = orde

Untuk perhitungan pada orde pertama (untuk kisi 50)

d = 1/50 mm = 0.0002 cm;

L = 30 cm

y = 1 cm

m = 1

=

=

= 0,067 x 10-5cm

Dari hasil perhitungan maka diperoleh

Y (kanan)cm Y (kiri) cm M L (cm)d

kanan kiri

0,2 0,2 1 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7

0,4 0,4 2 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7

0,6 0,6 3 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7

0,8 0,8 4 30 0,000125 8,33x10-7 8,33x10-7

0,2 0,2 1 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6

0,4 0,4 2 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6

0,6 0,6 3 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6

0,8 0,8 4 40 0,000125 6,25x10-6 6,25x10-6

0,3 0,3 1 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7

0,6 0,6 2 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7

0,9 0,9 3 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7

1,2 1,2 4 50 0,000125 7,5 x10-7 7,5 x10-7

0,2 0,2 1 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7

0,4 0,4 2 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7

0,6 0,6 3 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7

0,8 0,8 4 30 0,0001 6,67 x10-7 6,67 x10-7

0,3 0,3 1 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7

0,6 0,6 2 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7

0,9 0,9 3 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7

1,2 1,2 4 40 0,0001 7,5 x10-7 7,5 x10-7

0,4 0,4 1 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7

0,8 0,8 2 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7

1,2 1,2 3 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7

1,6 1,6 4 50 0,0001 8 x10-7 8 x10-7

1 1 1 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7

2 2 2 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7

3 3 3 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7

4 4 4 30 0,00002 6,67 x10-7 6,67 x10-7

1,4 1,4 1 40 0,00002 7 x10-7 7 x10-7

2,8 2,8 2 40 0,00002 7 x10-7 7 x10-7

3,2 3,2 3 40 0,00002 5,33 x10-7 5,33 x10-7

4,6 4,6 4 40 0,00002 5,75 x10-7 5,75 x10-7

1,8 1,8 1 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7

3,6 3,6 2 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7

5,4 5,4 3 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7

7,2 7,2 4 50 0,00002 7,2 x10-7 7,2 x10-7

Menghitung KSR

Kiri &kanan

kisi 8

rata = 7,36x10-7

Kisi 10

rata = 7,38x10-7

Kisi 50

rata = 6,71x10-7

Maka

KSR kisi 8

KSR = |(6,328 x 10-6 – 7,36 x 10-7) / 6,328 x 10-6 | x 100%

KSR = 0,883 x 100%

KSR = 88,3 %

KP= 100%-KSR

KP = 11,7%

KSR kisi 10

KSR = |(6,328 x 10-6 – 7,38 x 10-7) / 6,328 x 10-6 | x 100%

KSR = 0,8834 x 100%

KSR = 88,34 %

KP= 100%-KSR

KP = 11,6%

KSR kisi 50

KSR = |(6,328 x 10-6 – 6,71 x 10-7) / 6,328 x 10-6 | x 100%

KSR = 0,893 x 100%

KSR = 89,3 %

KP= 100%-KSR

KP = 10,7%

BAB V

ANALISA DATA

Percobaan ini adalah mengenai difraksi celah dan grid ganda dimana pada

percobaan ini kami mengambil data diantaranya mengukur jarak dari lensa ke

layar, menghitung tegangan pusan serta tengangan kana dn tengangan kiri,

kemudian juga mengukur jarak antar celah(dari celah pusat ke celah-celah

berikutnya), dari hasil percobaan dapat diperoleh bahwa semakin kisinya banyak,

maka jarak antar celah akan semakin lebar. Serta semakin jauh jarak antara laser

dan layar maka intensitasnya akan semakin kuat jika menurut teori.

Pada percobaan ini terdapat beberapa kesalahan dalam pengambilan data,

terutama dalam mengukur tegangan pusan serta tegangan pada setiap celah, itu

dikarenakan dalam menggeser-geser celah praktikan menggunakan tangan

sehingga tidak stabil dan mengakibatkan tegangan tidak akurat, berbah-ubah

sehingga pada saat diambil data tidak tepat. Terdapat beberapa kesulitan juga

dimana praktikan kurang memahami prosedur percobaan dalam praktikum kali ini

sehingga itu sedikit menggangu.

Ksr pada praktikum ini cukup besar sehingga tingkat kepercayaannya

sangat kecil. Tingkat kesalahan relatifnya berkisar antara 88-89%, kesalahan itu

kemungkinan diakibatkan karena kesalahan atau ketidak akuratan dalam

pengambilan data serta kesalahan terjadi kemungkinan dalam pengolahan data

atau perhitungan yang dilakukan oleh praktikan.

Dalam praktikum ini diperoleh data jarak antar celah Ykiri dan Ykanan

sama sehingga jika diplotkan grafik maka ada diperoleh satu titik dimana itu

menunjukan bahwa datanya sama.

BAB VI

KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli,Douglas C.2001. Fisika Jilid 2. Erlangga : Jakarta

Halliday Resnick. 1988. Fisika Untuk Universitas Jilid 1. Jakarta Pusat: Erlangga.

Sears Zemansky. 1987. Fisika Untuk Universitas Jilid 2: OPTIKA. Jakarta : BinaCipta.