TUGAS FISIKA DASAR 3

NAMA: YADI SETIAWANKELAS: 2IC05NPM: 27411477

FISIKA DASAR 3UNIVERSITAS GUNADARMABEKASI, 2012TUGAS 1 Buatlah resume teoritis tentang :1. INTERFERENSI GELOMBANG CAHAYAAda dua jenis cahaya, yaitu cahaya polikromatik dan cahaya monokromatik. Cahaya polikromatik adalah cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Contoh cahaya polikromatik adalah cahaya putih. Adapun cahaya monokromatik adalah cahaya yang hanya terdiri atas satu warna dan satu panjang gelombang. Contoh cahaya monokromatik adalah cahaya merah dan ungu.Cahaya merupakan gelombang yaitu gelombang elektromagnetik. Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru. Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar maka interferensinya sulit diamati. Interferensi terjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini:(1) Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.(2) Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitude yang hampir sama.Terjadi dan tidak terjadinya interferensi dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.3.

Gambar (a) tidak terjadi interferensi, (b) terjadi interferensiUntuk menghasilkan pasangan sumber cahaya kohern sehingga dapat menghasilkan pola interferensi adalah :(1) sinari dua (atau lebih) celah sempit dengan cahaya yang berasal dari celah tunggal (satu celah). Hal ini dilakukan oleh Thomas Young.(2) dapatkan sumber-sumber kohern maya dari sebuah sumber cahaya dengan pemantulan saja. Hal ini dilakukian oleh Fresnel. Hal ini juga terjadi pada pemantulan dan pembiasan (pada interferensi lapisan tipis).(3) Gunakan sinar laser sebagai penghasil sinar laser sebagai penghasil cahaya kohern.

CONTOH SOAL NYA:Cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5000 A melewati celah ganda yang terpisah pada jarak 2 mm. Jika jarak celah layar 1 meter, tentukanlah jarak terang pusat dengan garis terang orde ketiga pada layar. Penyelesaian:Diketahui: d = 2 mm; l = 1 meter = 1 103 mm; = 5000 A = 5 10-4 mm; m = 3

2. INTERFERENSI GELOMBANG PADA RIAK AIRInterferensi terjadi jika dua gelombang permukaan air berpadu di suatu tempat. Interferensi gelombang permukaan air dapat diamati dengan jelas pada tangki riak. Syarat terjadinya interferensi pada gelombang permukaan air adalah kedua sumber getaran harus bergetar serentak (memiliki fase yang sama) dengan amplitudo dan frekuensi yang sama. Dua sumber getar yang memiliki fase, amplitudo dan frekuensi yang sama dinamakan dua sumber koheren. Dua sumber kohern hanya dapat dihasilkan dari satu sumber getar. Pada tangki riak, dua sumber koheren adalah dua pembangkit gelombang berbentuk bola yang digetarkan oleh salah satu batang penggetar. Muka gelombang yang dihasilkan pembangkit bola berbentuk lingkaran.Akibat interferensi antara dua gelombang permukaan air, tampak pola gelombang. Ada alur-alur di permukaan air yang tampak bergelombang, tetapi ada juga alur-alur yang tenang. Seolah-olah gelombang tidak pernah melaluinya. Pola ini adalah interferensi antara dua gelombang.Alur-alur yang tenang ditandai oleh garis tipis D. D disini, kedua gelombang berlawanan fase. Puncak satu gelombang bertemu dnegan lembah gelombang lainnya menghasilkan simpangan resultan nol. Peristiwa ini disebut interferensi destruktif (saling meniadakan), karena sepanjang garis tipis D. Kedua gelombang saling meniadakan.Alur-alur yang bergelombang dengan amplitudo paling besar ditandai oleh garis tebal C. Disini, kedua gelombang memiliki fase sama. Puncak satu gelombang bertemu dengan puncak gelombang lainnya, menghasilkan simpangan paling besar yang mungkin dicapai. Peristiwa ini disebut interferesi konstruktif (saling menguatkan). Buatlah pemaparan tentang TEORI YOUNG !TEORI YOUNGThomas Young, (lahir 13 Juni 1773, Milverton, Somerset, Inggris-meninggal 10 Mei 1829, London), dokter Inggris dan fisikawan yang mendirikan prinsip interferensi cahaya dan dengan demikian dibangkitkan teori abad ke-tua gelombang cahaya. Dia juga seorang Egyptologist yang membantu menguraikan Batu Rosetta (lihat foto). Pada tahun 1799 set muda membuka praktik medis di London. Bunga utamanya adalah dalam persepsi akal, dan, ketika masih menjadi mahasiswa kedokteran, ia telah menemukan cara di mana lensa mata berubah bentuk untuk fokus pada objek yang berbeda di jarak. Ia menemukan penyebab Silindris pada tahun 1801, tahun yang sama ia berbalik untuk mempelajari cahaya. Dengan memungkinkan cahaya untuk melewati dua lubang kecil erat diatur ke layar, muda menemukan bahwa cahaya balok terbuka lebar dan tumpang tindih, dan, di daerah tumpang tindih, band dari cahaya terang diselingi dengan band kegelapan. Dengan ini demonstrasi gangguan cahaya, muda pasti membentuk sifat gelombang cahaya. Dia menggunakan gelombang barunya teori cahaya untuk menjelaskan warna film tipis (seperti gelembung sabun), dan, berkaitan dengan panjang gelombang warna, ia menghitung perkiraan panjang gelombang dari tujuh warna yang diakui oleh Newton. Pada 1817 ia mengusulkan bahwa gelombang cahaya yang transversal (bergetar pada sudut kanan ke arah perjalanan), bukan membujur (bergetar dalam arah perjalanan) sebagaimana telah lama diasumsikan, dan dengan demikian menjelaskan polarisasi, penyelarasan gelombang cahaya bergetar pada bidang yang sama. Modulus Young, juga dikenal sebagai modulus tarik, adalah ukuran kekakuan dari elastis bahan dan kuantitas yang digunakan untuk mengkarakterisasi bahan. Hal ini didefinisikan sebagai rasio dari uniaksial stres atas uniaksial ketegangan di kisaran stres di mana hukum Hooke berlaku. Dalam mekanika padat , kemiringan kurva tegangan-regangan pada setiap titik disebut modulus tangen . Modulus tangen dari bagian, awal linier dari kurva tegangan-regangan disebut modulus Young. Hal ini dapat eksperimental ditentukan dari kemiringan dari kurva tegangan-regangan dibuat selama tes tarik dilakukan pada sampel material. Dalam anisotropik bahan, modulus Young mungkin memiliki nilai yang berbeda tergantung pada arah gaya yang diberikan sehubungan dengan struktur material.Gelombang teori cahaya Dalam penilaian sendiri Young, dari sekian banyak prestasi yang paling penting adalah untuk membangun teori gelombang cahaya . Untuk melakukannya, ia harus mengatasi pandangan abad ke-tua, dinyatakan dalam Isaac Newton terhormat "Optik", cahaya yang partikel. Namun demikian, pada awal abad 19 muda mengajukan sejumlah alasan teoritis mendukung teori gelombang cahaya, dan ia mengembangkan dua demonstrasi abadi untuk mendukung sudut pandang ini. Dengan tangki riak ia mendemonstrasikan ide gangguan dalam konteks gelombang air. Dengan percobaan interferensi Young , atau celah ganda percobaan , ia menunjukkan gangguan dalam konteks cahaya sebagai gelombang. "Percobaan Aku akan berhubungan ... dapat diulang dengan sangat mudah, setiap kali matahari bersinar, dan tanpa peralatan lain daripada yang di tangan untuk setiap orang." Ini adalah bagaimana Thomas berbicara muda pada tanggal 24 November 1803, ke Royal Society of London, mulai deskripsi tentang percobaan bersejarah. Ceramahnya diterbitkan dalam Philosophical Transactions tahun berikutnya, [8] dan ditakdirkan untuk menjadi klasik, masih dicetak ulang dan membaca hari ini. [9] Dalam Percobaan kertas selanjutnya berhak dan Perhitungan Sehubungan dengan Optik Fisik, yang diterbitkan pada 1804, Young menjelaskan sebuah percobaan di mana ia ditempatkan kartu sempit (sekitar 1/30th masuk) dalam berkas cahaya dari pembukaan tunggal di jendela dan mengamati pinggiran warna dalam bayangan dan sisi kartu. Ia mengamati bahwa menempatkan kartu lain sebelum atau setelah sempit sehingga mencegah cahaya dari balok dari satu mencolok ujungnya menyebabkan pinggiran menghilang. [10] Hal ini mendukung anggapan bahwa cahaya terdiri dari gelombang . [11] Muda dilakukan dan dianalisis sejumlah percobaan, termasuk gangguan cahaya dari refleksi dari pasangan terdekat dari alur mikrometer, dari refleksi dari film tipis sabun dan minyak, dan dari cincin Newton . Dia juga tampil dua percobaan difraksi penting menggunakan serat dan strip sempit panjang. Dalam Kursus nya Lectures on Filsafat Alam dan Seni Mekanikal (1807) ia memberikan Grimaldi kredit untuk pertama mengamati pinggiran dalam bayangan obyek yang ditempatkan dalam berkas cahaya. Dalam sepuluh tahun, banyak karya Young direproduksi dan kemudian diperpanjang oleh Fresnel . ( Tony Rothman di Fables Semuanya relatif dan lain dari Sains dan Teknologi berpendapat bahwa tidak ada bukti jelas bahwa muda benar-benar melakukan percobaan dua celah Lihat juga. Newton Dualitas gelombang-partikel .) Buatlah Pemaparan tentang perbedaan Interferensi dan Difraksi !Perbedaan Interferensi dan Difraksi !Difraksi :Cahaya adalah gelombang elektromagnetik transversal. Refleksi, refraksi, difraksi, dan interferensi adalah fenomena diamati dengan semua gelombang.Gelombang mekanik periodik adalah gangguan periodik yang bergerak melalui medium. Media itu sendiri kemana-mana. Atom dan molekul individu dalam medium berosilasi tentang posisi keseimbangan mereka, tapi rata-rata posisi mereka tidak berubah. Ketika mereka berinteraksi dengan tetangga mereka, mereka mentransfer sebagian energi mereka untuk mereka. Atom-atom tetangga pada gilirannya mentransfer energi ini ke tetangga mereka di telepon. Dengan cara ini energi yang diangkut seluruh media, tanpa transportasi dari masalah apapun. Setiap titik pada muka gelombang yang demikian dapat dianggap sebagai titik sumber untuk produksi gelombang baru. Dalam tiga dimensi, gelombang baru gelombang bola disebut wavelet, yang merambat keluar dengan karakteristik kecepatan gelombang dalam medium. Wavelet yang dipancarkan oleh semua titik pada wavefront mengganggu satu sama lain untuk menghasilkan gelombang bepergian. Hal ini disebut Prinsip Huygen s '. Hal ini juga berlaku untuk gelombang elektromagnetik. Ketika mempelajari propagasi cahaya, kita bisa mengganti wavefront apapun oleh koleksi sumber didistribusikan secara merata pada bagian depan gelombang, memancar dalam fase.

Ketika cahaya melewati lubang kecil, sebanding dengan ukuran l panjang gelombang cahaya, dalam sebuah kendala jika buram, wavefront di sisi lain dari pembukaan menyerupai wavefront ditunjukkan di bawah ini.

Cahaya menyebar di sekitar tepi penghalang. Ini adalah fenomena difraksi. Difraksi merupakan fenomena gelombang dan juga diamati dengan gelombang air dalam tangki riak Air gelombang di tangki riak

Sebuah celah tunggal yang besar:

Sebuah celah kecil tunggal:

Interferensi:Dua atau lebih gelombang bepergian dalam perjalanan media yang sama secara independen dan dapat melewati satu sama lain. Di daerah-daerah di mana mereka tumpang tindih kita hanya mengamati gangguan tunggal. Kami mengamati gangguan. Ketika dua atau lebih gelombang mengganggu, perpindahan yang dihasilkan adalah sama dengan penjumlahan vektor perpindahan individu. Jika dua gelombang dengan amplitudo yang sama tumpang tindih dalam fase, yaitu jika puncak bertemu puncak dan palung bertemu melalui, maka kita amati gelombang resultan dengan dua kali amplitudo. Kami memiliki interferensi konstruktif. Jika dua gelombang yang tumpang tindih, bagaimanapun, adalah benar-benar keluar dari fase, yaitu jika puncak bertemu melalui, maka dua gelombang membatalkan satu sama lain sepenuhnya. Kami memiliki interferensi destruktif. Celah ganda Jika cahaya adalah insiden ke hambatan yang berisi dua celah yang sangat kecil d terpisah jarak, maka wavelet yang berasal dari masing masing celah konstruktif akan mengganggu belakang rintangan.

Jika kita membiarkan jatuh cahaya ke layar di belakang rintangan, kita akan mengamati pola garis-garis terang dan gelap pada layar. Pola garis-garis terang dan gelap yang dikenal sebagai pola pinggiran. Garis terang menunjukkan interferensi konstruktif dan garis-garis gelap mengindikasikan interferensi destruktif.

Pinggiran terang di tengah-tengah diagram di atas disebabkan oleh interferensi konstruktif dari cahaya dari dua celah bepergian jarak yang sama ke layar. Hal ini dikenal sebagai pinggiran orde nol. Crest memenuhi puncak dan palung bertemu melalui. Pinggiran gelap di kedua sisi pinggiran orde nol disebabkan oleh interferensi destruktif. Cahaya dari satu celah perjalanan jarak yang 1/2 panjang gelombang lebih panjang dari jarak yang ditempuh oleh cahaya dari celah lainnya. Puncak memenuhi palung di lokasi tersebut. Pinggiran gelap diikuti oleh orde pertama pinggiran, satu di setiap sisi pinggiran orde nol. Cahaya dari satu celah perjalanan jarak yang satu panjang gelombang lebih panjang dari jarak yang ditempuh oleh cahaya dari celah lain untuk mencapai posisi tersebut. Crest lagi memenuhi puncak. Diagram menunjukkan geometri untuk pola pinggiran. Jika cahaya dengan panjang gelombang l melewati dua celah dipisahkan oleh jarak d, kita akan mengamati konstruktif gangguan pada sudut tertentu. Ini sudut ditemukan dengan menerapkan kondisi untuk interferensi konstruktif, yang dsin q = m l, m = 0, 1, 2, .... Sudut di mana pinggiran gelap terjadi dapat ditemukan akan menerapkan kondisi gangguan yang merusak, yang dsin q = (M +1 / 2) l, m = 0, 1, 2, .... Jika pola interferensi dilihat pada layar L jarak dari celah, maka panjang gelombang dapat ditemukan dari jarak dari pinggiran. Kami memiliki dosa q = z / (L 2 + z 2) 1/2 dan l = ZD / (m (L 2 + z 2) 1/2) di mana z adalah jarak dari pusat pola interferensi garis terang mth dalam pola. Jika L >> z kemudian (L 2 + z 2) 1/2 @ L dan kita dapat menulis l = ZD / (mL).

Celah tunggal Ketika cahaya melewati celah tunggal yang lebar w berada di urutan panjang gelombang cahaya, maka kita mengamati pola difraksi celah tunggal. Prinsip Huygen mengatakan kepada kita bahwa setiap bagian dari celah dapat dianggap sebagai emitor gelombang. Semua gelombang ini mengganggu untuk menghasilkan pola difraksi. Pertimbangkan celah w lebar seperti yang ditunjukkan dalam diagram di bawah.

Untuk cahaya meninggalkan celah dalam arah tertentu, kita mungkin memiliki interferensi destruktif antara ray di tepi atas (ray 1) dan sinar menengah (ray 5). Jika kedua sinar mengganggu destruktif, begitu juga sinar 2 dan 6, 3 dan 7, dan 4 dan 8. Akibatnya, cahaya dari satu setengah dari pembukaan mengganggu destruktif dan membatalkan cahaya dari setengah lainnya. Ray 1 dan 5 ray adalah setengah panjang gelombang keluar dari fase jika ray 5 harus perjalanan 1/2 panjang gelombang lebih jauh dari sinar 1. Kita perlu (W / 2) sin q = l / 2 atau wsin q = l interferensi destruktif untuk menghasilkan pinggiran gelap pertama. Pinggiran gelap lainnya dalam pola difraksi yang dihasilkan oleh celah tunggal ditemukan di sudut q yang wsin q = m l. Jika pola interferensi dilihat pada layar L jarak dari celah, maka panjang gelombang dapat ditemukan dari jarak dari pinggiran. Kami memiliki l = zw / (m (L 2 + z 2) 1/2), di mana z adalah jarak dari pusat pola interferensi garis gelap mth dalam pola. Jika L >> z kemudian (L 2 + z 2) 1/2 @ L dan kita dapat menulis l = zw / (mL),

3FISIKA DASAR 3