INTERFEROMETER DAN PRINSIP BABINET

ACENG SAMBAS

JURUSAN FISIKA

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2011

ABSTRAK

Pada praktikum hari sabtu di Institute Teknologi Bandung dipelajari bagaimana prinsip kerja

interferometer Michelson dan Mach zehnder untuk meneliti interfrensi suatu cahaya,membuktikan

adanya eter dan prinsip kerja babinet untuk mengukur ketebalan rambut.Setelah pengelohan data

diperoleh ketebalan rambut yaitu 0,05 cm.

Kata Kunci: Interferometer michelshon dan mach zehnder ,interperensi babinet

ABSTRACT

On praktikum Saturday at Institute Bandung's Technology is studied how interferometer job

principle Michelson and Mach Zehnder to analyze interfrensi a light,prove to mark sense ether and

babinet's job principle to measure hair thickness. After pengelohan data was gotten by thickness hair

which is 0,05 cm.

Key word: michelshon's interferometer and mach zehnder,interperensi babinet

BAB I

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Interferometer digunakan untuk menentukan panjang gelombang koheren. Seiring

berkembangnya ilmu pengetahuan Michelson Morley menggunakan interferometer ini untuk

melakukan pembuktian kekonstanan kecepatan cahaya dalam beberapa kerangka acuan

inersia.Interferometer Mach-Zender digunakan untuk menentukan pergerakan fase dari dua

gelombang yang berasal dari satu sumber cahaya koheren, dapat dengan tepat menentukan

panjang suatu gelombang.Prinsip Babinet menggunakan cahaya laser karena sifatnya

monokromatik dan koheren sehingga sulit menyebar atau terkolimasi, dan intensitas

cahayanya tinggi❑1.Dan pada dasarnya ketiga percobaan ini untuk mengetahui tentang

adanya eter dan ketebalan rambut.

1.2 Perumusan masalah

Perumusan masalah yang kami bahs dalam praktikum kali ini

yaitu prinsip kerja interferometer Michelson dan Mach-zehnder,

fungsi dari interfergaometer Michelson dan Mach-

zehnder,pengertian difraksi,interferensi dan eter pada percobaan

interferometer dan prinsip babinet dan kegunaan prinsip babinet

pada praktikum kali ini.

1.3 Pembatasan masalah

Pada praktikum Interferometer dan prinsip Babinet hanya membahas tentang i interfrensi suatu cahaya,membuktikan adanya eter dan prinsip kerja babinet untuk mengukur ketebalan rambut..

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Interferometer Michelson

Interferometer Michelson merupakan konfigurasi yang paling umum untuk optik

interferometer yang diciptakan oleh Albert Abraham Michelson. Interferometer ini juga bisa

secara tepat menentukan panjang gelombang koheren. Sebuah pola interferensi diproduksi

dengan memisahkan seberkas cahaya menjadi dua jalur, memantulkan sinar kembali dan

mengkombinasikan gelombang pantul tersebut. Michelson dan Edward morley menggunakan

interferometer ini untuk melakukan pembuktian kekonstanan kecepatan cahaya dalam

beberapa kerangka acuan inersia, yang dikenal dengan percoban Michelson-morley (1884).

Dari hasil percobaan tersebut membuktikan bahwa cahaya tidak memerlukan medium untuk

bergarak (etar) (nama orang,tahun).❑2

Gambar 1. Rangkaian interferometer Michelson

(sumber Wikipedia)

Dalam percobaan interferometer Michelson cahaya laser dibagi menjadi dua oleh

beam divider, kemudian satu bagian dipantulkan ke cermin datar 1, dan satu bagian yang lain

dipantulkan ke cermin datar 2, sinar refleksi dari cermin datar 1 dan 2 akan bertemu kembali

dibeam devider yang kemudian difokuskan oleh lensa sferis untuk kemudian berinterfesi dan

terdeteksi dilayar penampang. Disini bisa terjadi dua kemungkinan yaitu interferensi

konstruktif (penguatan sinar) terjadi ketika gelombang cahaya dalam keadan fase yang sama

saling bebaur, dan interferensi destruktif (pelemaha cahaya atau keadan gelap) terjadi ketika

dua gelombang cahaya yang memiliki beda fase 180o saling berbaur.

2.2 Interferometer Mach-Zendre

Interferometer Mach-Zender ditemukan lebih dari seratus tahun yang lalu,

interferometer ini fungsinya tidak jauh beda dari interferometer Michelson. Interferometer ini

d gunakan untuk menentukan pergerakan fase dari dua gelombang yang berasal dari satu

sumber cahaya koheren, dapat denagan tepat menentukan panjang suatu gelombang koheren.

❑3

(Sumber Wikipedia)

Gambar 2. . Rangkaian interferometer Mach-Zender

Dalam interferometer ini, sinar laser dibagi oleh beam devider 1 menjadi dua bagian

cahaya koheren. Satu bagian dari cahaya tersebut direfleksikan (dipantulkan) menuju cermin

datar 1, sedang satu bagian lainya ditrensmisikan (diteruskan) menuju cermin datar 2. Sinar

refleksi dari cermin datar 1 dan 2 akan berbaur kembali dibeamdevider 2 kemudian diteruskan

oleh lensa sferis untuk kemudian berinterferensi dan terdeteksi dilayar penampang.

Interferansi konstruktif atau destuktif tergantung pada beda fase kedua gelombang yang

berbaur.

2.3 Prinsip Babinet

Menurut prinsip Babinet, pola difraksi yang sama akan terjadi apabila suatu celah di

ganti dengan komponennya. Oleh karena itu difraksi pada suatu kawat yang memiliki tebal d

akan sama dengan difraksi yang dialami oleh sebuah rambut yang memiliki tebal d pula. Pada

percobaan ini digunakan cahaya laser karen sifatnya monokromatik (memiliki frekuensi yang

sama), koheren (tidak memiliki beda fase), sulit menyebar atau terkolimasi, dan intensitas

cahayanya tinggi.❑4

Selain mengalami interferensi cahaya juga mengalami difraksi, yaitu penyebaran

cahaya akibat melalui suatu celah sempit. Untuk cahaya monokromatik dengan panjang

gelombang λ, lebar celah d. Persaman difraksinya:

¿d sinθ .......(1)

Dengan θ menunjukan sudut difraksi. Jika jarak layar ke celah celah difraksi adalah

L, maka jarak antara terang pusat (untuk sudut difraksi kecil) adalah

∆ x= Ld

........(2).❑5

BAB III

METODE EKSPERIMEN

a. Interferometer Michelso

Rangkai cermin datar, beam devider, lensa sferis, dan layar seperti pada gambar 1.

Nyalakan laser, dan pastikan cahaya laser tersebut dibagi menjadi dua gelombang cahaya

koheren oleh beam devider. Pastikan cahaya hasil refleksi ditangkap oleh cermin datar 1 dan

cermin datar 2, pastikan juga kedua cermin tersebut merefleksikan kembali cahaya yang

diterimanya ke beam devider. Fokuskan cahaya sehinga masuk kedalam lensa sferis. Amati

pola interferensi yang tampak pada layar.

b. Interferometer Mach-Zendre

Rangkai cermin datar, beam devider, lensa sfreris, dan layar seperti pada gambar 2.

Nyalakan laser, dan pastikan cahaya laser tersebut dibagi menjadi dua gelombang cahaya

koheren oleh beam devider 1. Pastikan satu bagian cahaya tersebut direfleksikan ke cermin

datar 1, dan satu bagian lagi ditransmisikan ke cermin datar 2. Pastikan juga kedua cermin

datar tersebut merefleksikan cahaya yang ditangkapnya ke beam devider 2. Fokuskan kedua

cahaya yang direfleksikan kedua cermin datar tersebut sehingga berbaur dan masuk kedalam

lensa sferis. Amati pola interferensi yang tampak pada layar penampang.

c. Prinsip Babinet

Atur posisi laser, bola difraksi dengan komponen celah rambut, dan layar penanpang

sejajar. Nyalakan laser, dan pastikan cahaya laser tersebut tepat mengenai rambut pada bola

difraksi. Ukur jarak antara bola difraksi dengan layar penampang. Ukur jarak terang pertama

ke terang ke dua. Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan fariasi jarak antara bola difraksi

dengan penampang.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Interferometer Michelson

a. Interferometer Michelso

Interferometer Michelson-Morley

Hasil percobaan Referensi

Sumber Wikipedia

Gambar 3. Pola interferensi yang dibentuk oleh interferometer Michelson

Pola interferensi yang terbentuk pada interferometer Michelson adalah pola garis. Ini

membuktikan bahwa aliran eter tidaka ada karena disini jelas terlihat bahwa kecepatan cahaya

dan intensitasnya adalah konstan.❑6Sedangkan perbedaan fase gelombang yang berbaur pada

beam devider mempengaruhi pola terang dan gelap yang berselingan karena disini terjadi

pengurangan dan penambahan antara fase gelombang sehingga ada gelombang yang

terhapuskan (gelap) dan ada pula yang tetap (terang). Sedangkan jarak antara layar dengan

beam devider hanya mempengaruhi ketampakan pada hasil interferensi yang tampak pada

layar.

4.2 Interferometer Mach-Zendre

a. Interferometer Mach-Zendre

Interferometer Mach-Zehnder

Hasil percobaan Referensi

Gambar 4. Pola interferensi yang dibentuk oleh interferometer Mach-Zender

Pola interferensinya tidak terbentuk pada percobaan ini. Hal Ini disebabkan oleh

eksperimen yang telah dilakukan tidak mendapatkan hasil yang sesuai dengan teori, hasilnya

tidak terjadi interferensi sama sekali oleh seba itu tidak didapat pula pola interferensinya. Ini

dikarenakan sinar-sinar yang direfleksikan oleh cermin datar 1 dan cermin datar 2 sangat sulit

terfokus pada lensa sferis. Seharusnya eksperimen interferometer Mach-Zenderini

menghasilkan pola yang tidak jauh berbeda dari hasil eksperimen Michelson, karena

keduanya memakai prinsip yang sama dan memiliki tujuan yang sama yaitu untuk

membuktikan teori eter.

Karena disini hasil eksperimen interferometer Mach-Zender tidak memiliki pola interferensi,

sedangkan hasil eksperimen interferometer Michelson memiliki pola interferensi yang

berbentuk garis tentu saja terdapat perbedaan antara keduanya. Penyebabanya yaitu yang

telah di paparkan pada paragraf sebelumnya.

4.3 Prinsip Babinet

Dari persamaan diraksi yang telah dimilaiki:

∆ x= Ld

.......(2)

Dan dari data yang telah di dapat pada saat eksperimen, dapat diketahui tebal rambut (d)

0,005 cm..

Tabel 1. data hasil pengamatan peruban jarak

antara posisi pola difraksi dengan layar

penampang

λlaser = 633 nm = 0.0000633 cm

No. L

(cm)

∆x

(cm)

λL (cm) d (cm)

1 50 0.5 0.003165 0.00633

2 75 0.8 0.004747 0.00593

3 100 1.2 0.006330 0.00527

4 125 1.4 0.007912 0.00565

5 150 1.5 0.009495 0.00633

Berdasarkan tabel di atas maka diperoleh nilai d

sebesar 0.005902 cm.

0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.60

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

f(x) = 0.0058114124294 x + 0.000053474576271R² = 0.954792966155456

Grafik hubungan antara jarak rambut ke layar dan hasil

difraksinya

Δx (cm)

λL (c

m)

Grafik 1 Grafik hubungan antara jarak rambut ke

layar dan hasil difraksinya

Berdasarkan grafik di atas diperoleh gradien:

m=d=0.005cm

Bila d dibandingkan dengan d rambut manusia pada umumnya (70µm) memang tidak jauh berbeda

dengan hasil eksperimen yaitu 63,3µm.Hubungan grafik antara jarak rambut ke layar adalah

berbanding lurus

Maka d rata-rata adalah jumlah semua d dibagi oleh banyak data

d=d 1+d 2+d3+d 4+d55

d=0,00633+0,00593+0,00527+0,00565+0,006335

d=0,0059cm

Dengan nilai terkecil pengukuran (d) sebagai berikut:

d=√∑|(di−drata )|2

n−1

d=√|(0,00633−0,0059 )2+(0,00593−0,0059 )2+(0,00527−0,0059 )2

+(0,00565−0,0059)2+(0,00633−0,0059)2 |4

d=0,407 x10−3

d=d±d

d=0,0059±0,407 x 10−3 cm

Dan presisi ketelitiannya adalah:

(1−dd )x 100 %=(1−0,407 x 10−3

0,0091 ) x100 %=93,1%

Maka presisi kebenaran yang diperoleh dari perhitungan adalah sebesar 93,1%. Ini

menunjukan data yang d ambil cukup akurat, sedangkan untuk ketidak tepatanya dikarenakan

pembacaan alat ukur yang kurang tepat, pengambilan angka penting dibelakang koma, dan

pebulatan-pembulatan dalam perhitungan.

BAB V

SIMPULAN

Dari eksperimen interferometer Michelson, dan interferometer Mach-zender bisa di

ketahui pola interferensi suatu cahaya, dan dari pola interferensinya dapat dijelaskan bahwa

eter tidak ada yaitu dengan melihat pola yang terjadi. Karena polanya berbentuk garis maka

ini menunjukan bahwa kecepatan cahaya adalah konstan dan tidak terpengaruh oleh apapun.

Sedangkan dari eksperimen prinsip Babinet, yaitu tentang difraksi suatu cahaya

dengan komponen celah rambut dapat diketahu tebal rambut dari jarak terang keterang

slanjutnya pada pola difraksi sinar tersebut dan jarak bola difraksi pada layar.

BAB VI

DAFTAR PUSTAKA

1. Tipler,paul.1991.Fisika untuk saina dan teknik.Jakarta:Erlangga.

2. Foster,bob.2006.Fisika Terpadu.Jakarta:Erlangga

3. http://www.colorado.edu/physics/phys5430/phys5430_sp01/PDF%2520files/

Michelson%220Interferometer.pdf .

4. http://www.glafreniere.com/sa_Michelson.htm .

5. Modul eksperimen fisika I, laboratorium fisika lanjutan ITB, 2010.

6. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/PHYOPT/michel.html