laporan interferometer pak yunus jadi

7/22/2019 Laporan Interferometer Pak Yunus Jadi

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-interferometer-pak-yunus-jadi 1/8

INTERFEROMETER MACH ZHENDER

Abstrak : Cahaya merupakan salah satu gelombang elektomagnetik yang memiliki

cepat rambat diruang hampa sebesar 3.108 m/s. salah satu sifat dari cahaya sebagai

gelombang elektromagnetik adalah sifat superposisi yaitu bertemunya dua

gelombang pada suatu titik yang menghasilkan gelombang gabungan pada titik tersebut. Salah satu cahaya yang digunakan pada praktikum ini adalah sinar laser,

karena sinar laser memiliki kelebihan antara lain intensitasnya yang tinggi,

monokromatis dan tingkat koherensinya yang tinggi. Salah satu metode yang dapat

diterapkan untuk mendeteksi gelombang adalah Interferometer Mach Zhender.

Prinsip kerja Interferometer Mach-Zhender didasarkan pada seberkas

cahaya yang terbelah menjadi dua berkas yang selanjutnya dipadukan

lagi yang hasil perpaduannya dapat ditangkap olch detektor (layar) sebagai

interferensi optikal. Hasil percobaan menunjukkan bahwa distribusi intensitas frinji

yang berbeda. frinji pertama nilai maksimum 0,856789 dan nilai minimum

0,09578. Dan Frinji ke dua nilai maksimum 0,570347 dan nilai minimum 0,033614.

Sedangkan untuk frinji ketiga nilai maksimum 0,893893 dan nilai minimum

0.049959. hal ini disebabkan oleh pengaruh suhu, cahaya lampu lingkungan, set alat

yang kurangtepat, keadaan alat yang kurang bagus.

Kata Kunci : gelombang, laser, frinji, interferometer, mach zhender, interfernsi.

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Interferometer merupakan alat

optik yang disusun berdasarkan peristiwa interferensi gelombang

cahaya, dikaitkan dengan pola

frinji yang terbentuk akibat

adanya perbedaan lintasan optik dari

cahaya yang berinteferensi. Frekuensi

gelombang cahaya memilik orde =

1015 Hz menyebabkan retina mata

tidak mampu menangkap hasil

interferensi gelombang cahaya

tersebut, sehingga harus diupayakan

supaya pola interferensi dapat

diamati. Hasil interferensi

gelombang tersebut. Hasil

interferensi gelombang cahaya

berupa pola gelap terang yang dapat

diamati. Pola terang menandakan

intensitas maksimum yang

merupakan akibat dari

interferensi yang saling

memperkuat dan pola gelap

menandakan intensitas minimum

yang diakibatkan oleh interferensi

yang salin melemahkan.

Interferometer Mach-Zhender

merupakan salah satu jenis

Interferometer yang telah berhasil

dikembangkan untuk keperluan

eksperimen dibidang optikal yang

didasarkan pada prinsip

interferensi gelombang cahaya.

Prinsip kerja Interferometer

Mach-Zhender didasarkan pada

seberkas cahaya yang terbelah



menjadi dua berkas yang

selanjutnya dipadukan lagi yang

hasil perpaduannya dapat

ditangkap oleh detektor (layar)

sebagai interferensi optikal.

Beberapa manfaat dari

Interferometer Mach-"Zender antara

lain dapat digunakan untuk

menentukan pergantian fase yang

disebabkan oleh obyek kecil yang

pengukur kecepatan suara disamping itu dapat juga

digunakan untuk menyelidiki

sifat-sifat bahan tembus cahaya

dengan cara menempatkan bahan

tersebut pada salah satu

lengannya.

1.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. mendapatkan dan mengamati pola

frinji garis dari hasil interferensi

2. mendapatkan nilai distribusi

intensitas frinji

3. mendapatkan nilai maksimum dan

minimum dari distribusi intensitas

frinji.

2. DASAR TEORI

2.1 Gelombang dan Cahaya

Gelombang adalah getaran yang

merambat. Hal unik yang dimiliki oleh

gelombang adalah gejala superposisi.

Sebagai contoh sifat ini memungkinkan

dua buah gelombang yang bertemu pada

sebuah titik menghasilkan gangguan

gabungan disebuah titik itu. Gangguan ini

dapat lebih besar atau lebih kecil dari

pada gangguan yang dihasilkan pada

masing-masing gelombang secara

terpisah. namun sifat-sifat dari perpaduan

gelombang yang dipancarkan dari titik

tumbukan itu sama sekali tidak mengalami

perubahan karena tumbukan itu.

Cahaya adalah suatu jenis

gelombang elektromagmetik yang apabiladi dalam ruang hampa merambat dengan

kecepatan c sebesar 3 x 108 m/s. Oleh

karena cahaya memenuhi hukum-hukum

elektromagnet yang secara keseluruhan

tercakup dalam sistem persamaan Maxwell

Lourent, semua sifat-sifat fisis cahaya yang

berkaitan dengan perambatannya dalam

medium dapat dijelaskan misalnya pada

proses pemantulan dan pembiasan diantara

dua medium yang memiliki kerapatan yang

berbeda, proses pembiasan dalam medium

tak seragam, proses interferensi, difraksi

dan polarisasi, dapat ditunjukkan dan

diselidiki dengan menggunakan sifat

gelombang yang dimiliki oleh cahaya.

Tetapi sifat fisis cahaya

berkenaan dengan interaksinya dengan

materi yang terdiri dari atom-atom dan

molekul-molekul, memerlukan pula teori

kuantum, misalnya proses pemancaran

dan serapan cahaya olch materi, dimana

dipostulatkan bahwa besaran- besaran

gelombang elektromagnetik tersebut tak



semuanya dapat memiliki nilai

sembarang tetapi sebagian dari

padanya harus memenuhi sejumlah

syarat-syarat kuantum

tertentu. Hal ini akan

mengakibatkan bahwa

berbagai variabel dinamik

yang dimiliki oleh gelombang

tersebut misalnya tenaga,

momentum linier dan

momentum sudut, akan

mengalami perkuantuman,

yaitu deretan nilai-nilai yang

bersifat diskrit (tak kontinu),

yang tidak terjadi pada

pembahasan secara klasik

yang senantiasa

menghasilkan deretan nilai-

nilai yang kontinu. Menurut

teori kuantum cahaya, tenaga

gelombang cahaya

monokromat harus

merupakan kelipatan bulat

suatu kuantum tenaga

sebesar hv , dengan telapan h

merupakan letapan alam

yang bemilai 6.63 x 10 34

Joule detik dan dinamakan

tetapan Planck.. Jadi menurut

teori kuantum cahava dapat

dipandang sebagai butiran-

butiran yang bergerak dengan

laju c dan membawa tenaga

hv cahaya ini dapat

menerangkan proses radiasi

termis olch sumber-sumber

cahaya, jenis spektrum

gelombang yang dipancarkan

oleh berbagai sumber

cahaya, efek foto listrik,

serapan resonan dan

polarisasi cahava dalam

laser yang merupakan

proses yang penting dalam

kajian sifat- sifat optik materi

dan penggunaannya dalam

alas-alat optik modern seperti

laser.

2.2. Laser

Laser (Light Aplication by

Stimulated Emission of Radiation)

atau polarisasi cahava dengan

rangsangan pancaran radiasi

merupakan cahaya dengan

kemurnian dan intensitas yang

sangat tinggi, yang tidak dapat

dijumpai dalam sumber-sumber

radiasi elektromagnetik. Laser

banyak digunakan dalam

telekomunikasi. meteorologi,

biologi dan rangkaian komputer

dan lain-lain.

Laser memiliki kelebihan

yang sangat menonjol



dibandingkan dengan cahaya

lain seperti cahaya matahari dan cahaya

lampu pijar. Kelebihan itu antara lain : (1)

rahnya (2) intensitas yang tinggi, (3)

monokromatis dan (4) tingkat

koherensinya yang tinggi.

2.3 Interferensi Mach Zhender

Interferensi optikal adalah interaksi

antara dua atau lebih gelombang cahaya

yang resultanya bervariasi terhadap

komponen pembentuknya. Pada

interferensi berlaku prinsip superposisi,

dan menghasilkan pita cahaya terang dan

gelap yang disebut frinji. Pita terang terjadi

ketika sejumlah gelombang bersama-sama

menghasilkan intensitas maksimum dan

disebut interferensi konstruktif. Sebaliknya

pita gelap terjadi bila sejumlah gelombang

cahaya menghasilkan intensitas minimumyang disebut interferensi destruktif. Secara

keseluruhan distribusi frinji yang

dihasilkan dari fenomena interferensi.

dikenal dengan pola interferensi. Pola

interferensi ini terbentuk bila dua atau lebih

gelombang berasal dari sumber yang sama.

3. METODOLOGI

Salah satu metode yang dapat diterapkan

untuk mendeteksi gelombang adalah

interferometer Mach Zhender, dimana

suatu sumber berkas cahaya koheren yang

berasal dari laser He-Ne diarahkan pada

beam splitter pertama. Berkas sinar

tersebut dipecah oleh Beam splitter

pertama pada dua arah yang berbeda

dimana berkas sinar pertama diarahkan

menuju Beam splitter kedua yang

kemudian diteruskan ke cermin obyek yang

bervibrasi akibat denyut nadi ditangan

yang ditempelkan ke cermin dan terpantul

kembali Beam splitter kedua lalu ke Beam

splitter ketiga kemudian dipantulkan ke

detector dan disebut sebagai berkas

referensi. Frinji hasil kedua berkas akan

dideteksi oleh detector dan direkam untuk

selanjutnya dapat diolah di computer. Pola

interferensi ini terbentuk bila dua atau lebih

gelombang berasal dari sumber yang sama.

3.1 Prinsip Kerja Interferometer.

Penggambaran secara sederhana dari kerja

interferometer adalah sebagai berikut.

1. Kecepatan cahaya di udara

mendekati kecepatan cahaya di vakum

yaitu c.

2. Dalam bentuk indeks refraksi

n=c/v dimana v adalah keceptan

cahaya di medium, indeks refraksi di

udara adalah 1.

3. indeks refraksinya adalah antara

1,5 atau lebih.

4. Ketika pancaran cahaya

menumbuk permukaan dan material di

sisi lain dari permukaan memiliki

indeks refraksi yang lebih tinggi

kemudian pancaran sinar yang

direfleksikan diganti dalam fasenya

dengan tepat 1,5 dari panjang

gelombang.

5. Indeks refraksi dari sebuah cermin

yang benar dapat mencapai tak hingga.



Cahaya direfleksikan oleh cermin

dengan fasenya diubah oleh1,5 panjang

gelombang.

6. Ketika pancaran cahaya

menumbuk pada permukaan dan

material di sisi lain memiliki indeks

refraksi yang lebih rendah, cahaya

direfleksikan tidak terjadi perubahan

fase.

7. Ketika cahaya berpindah dari

medium satu ke medium lain arahnya

berubah bergantung pada tapi tidak

terjadi perubahan fase pada permukaan

dua medium.

8. Ketika cahaya bergerak dari satu

medium, seperti piring kaca fasenya

akan bergantung pada jumlah indeks

refraksi dari medium dan bagian

panjang dari cahaya pada medium.

Skema sederhana perlengkapan

interferometer seperti gambar di bawah ini:

Jalannya sinar dari Source (sumber cahaya)

melewati collimated beam menuju beam

splitter menjadi dua yaitu sinar yang

direfleksikan dan sinar yang ditransmisikan

(diteruskan).

Jalannya sinar yang direfleksikan

(dipantulkan) :

1. Direfleksikan oleh depan bagian

beam spiltter pertama memberikan

perubahan fae 1,5 panjang

gelombang.

2. Direfleksikan oleh bagian atas

cermin kiri memberikan perubahan

fase yang lebih lanjut pada 1,5

panjang gelombang

3. Diteruskan melalui beam splitter

bagian atas kanan memberikan

perubahan fase yang konstan.

Jalannya sinar yang ditransmisikan

(diteruskan) :

1. Ditransmisikan melalui beam

splitter kiri bagian bawah

memberikan perubahan fase yang

konstan.

2. Direfleksikan oleh depan pada

cermin kiri bawah memberikan

perubahan fase pada 1.5 panjang

gelombang.

3. Direfleksikan oleh depan beam

splitter yang kedua memberikan

perubahan fase pada 1,5 panjang

gelombang.

Pada intinya sinar masuk detektor

pertama melalui dua bagian dalam fase.

Sehingga didapatkan interferensi yang

konstruktif untuk cahaya yang memasuki

detektor pertama

Untuk cahaya yang melalui

detektor kedua prosesnya adalah:

Jalannya sinar direfleksikan (dipantulkan ):


beam splitter pertama yang

memberikan perubahan fase pada

1,5 panjang gelombang.



2. Direfleksikan oleh bawah cermin

kir yang memberikan perubahan

fase lebih lanjut pada 1,5 panjang

gelombang


splitter kedua yang memberikan

perubahan fase yang konstan

4. Direfleksikan oleh permukaan

bagian dalam pada beam splitter

bagian 2 yang tidakmemberikan

perubahan fase


splitter pada waktu kedua yang

memberikan sebuah penambahan

perubahan fase yang konstan.

Jalannya sinar yang ditransmisikan

(diteruskan ) :

1. Ditransmisikan melalui bagian

bawah beam splitter kiri yang

memberikan perubaha fase

konstan.


cermin kiri bagian bawah yang

memberikan perubahan fase 1,5

panjang gelombang.


splitter kedua yang memberikan

perubahan fase yang konstan

Sehingga akan didapakan perbedaan total

antara sinar yang direfleksikan

(dipantulkan ) dan transmisikan

( diteruskan ), dan akan terjadi interferensi

destruktif, tidak ada cahaya yang sampai di

detektor kedua.

3.2 Set Peralatan

Peralatan yang dipakai pada

praktikum interferometer Mach

Zehnder adalah:

1. Sumber cahaya laser He-Ne 5mW

max pada 632,8 nm

2. Cermin

3. Beam splitter atau “half silvered

mirror”

4. Attenuator

5. Web cam

6. komputer

7. Layar detektor

3.3 Prosedur Kerja

1. Suatu sumber berkas koheren yang

berasal dari laser He-Ne diarahkan

pada beam splitter pertama.

2. Berkas sinar tersebut dipecah oleh

beam splitter pertama pada dua

arah yang berbeda dimana berkas

sinar pertama diarahkan menuju

beam splitter kedua yang kemudian

diteruskan ke cermin objek dan

terpantul kembali ke beam splitter

kedua lalu ke beam splitter ketiga

terus ke detektor dan berkasnya

dinamakan berkas objek.

3. Untuk berkas sinar kedua

dipantulkan sedemikian rupa oleh

cermin menuju ke beam splitter

ketiga yang kemudian dipantulkan

ke detektor dan disebut berkas

referensi.

4. Frinji hasil interferensi kedua

berkas akan dideteksi oleh detektor



, il : .

50 100 150 200

50

100

150

200

250

50 100 150 2000

0.5

1

Distribusi Intensitas

Distribusi BARIS ke 100

Intererogram, e: 1. pg

200 400

100

200

300

00

500

50 100 150 200 250 300 350 4000

0.5

1



, il .j

100 200 300

00

200

300

400

50 100 150 200 250 3000

0.5



dan direkam untuk selanjutnya

dapat diolah di komputer.

5. Data yang diperoleh selanjutnya

diolah dengan menggunakan

software matlab 7 untuk

mengetahui pola distribusi

intensitasnya dan nilai maksimum

maupun nilai minimum distribusi

intensitasnya.

6. Dari software ini secara otomatis

data nilai distribusi intensitas akan

disimpan pada folder yang sama

dengan data gambar dalam format

excel.

4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Data

Dari hasil percobaan Interferometer

Mach zehnder diperoleh gambar frinji

sebagai berikut.

gambar 4.1 gambar 4.2

Gambar 4.3

4.2 Pembahasan

4.2.1 Frinji gambar 4.1 dan grafiknya



4.2.4 Tabel nilai minimum dan maksimum



4.2.4 Distribusi intensitas frinji

Terlampir

Berdasarkan pengolahan data (grafik yang

berupa sinusoidal dan pola distribusi frinji)

yang berasal dari sumber yang sama

ternyata memiliki distribusi intensitas frinji

yang berbeda, karena cahaya merupakan

gelmbang elektromagnetik yang dibuktikan

dengan grafik sinusoidal yang merupakan

fungsi waktu. Disamping itu karena adanya

perubahan suhu yang diakibatkan hidupnya

AC (air conditioner) pada saat percobaan

yang juga mempengaruhi distribusi

intensitas frinji.

Demikian juga pada waktu

percobaan ternyata cahaya lampu

dihidupkan, hal ini akan mempengaruhi

kualitas intensitas frinji karena adanya

cahaya dari luar.Cahaya lampu (sebagai

cahaya dari luar sumber ) ternyata

mengurangi kuliatas frinji dengan proses

superposisi.

5. KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan dapat

disimpulkan bahwa pada interferensi

berlaku prinsip superposisi dan

menghasilkan pita cahaya terang dan gelap

yang disebut frinji. Kualitas frinji dalam

percobaan ini sangat dipengaruhi oleh

perubahan waktu, intensitas cahaya lampu

dari luar serta perubahan suhu yang

dihasilkan dari AC sehingga menghasilkan

distribusi intensitas frinji yang berbeda.

Hal ini ditunjukkan dengan hasil

frinji yang berbeda-beda. Pada frinji

pertama (4.1) nilai maksimum 0,856789

dan nilai minimum 0,09578. Dan Frinji ke

dua (4.2) nilai maksimum 0,570347 dan

nilai minimum 0,033614. Sedangkan untuk

frinji ketiga ( 4.3) nilai maksimum

0,893893 dan nilai minimum 0.049959.

NilaiGambar Frinji

4.1 4.2 4.3Maks 0,856789 0,570347 0,893893

Min 0,09578 0,033614 0.049959

laporan interferometer pak yunus jadi

Documents