Pengertian fisika-celah-tunggal-dan-majemuk-kisi-difraksi-sifat-gelombang-rumus-contoh-soal-jawaban" target="_blank">Difraksi Cahaya Fisika, Celah Tunggal dan Majemik, Kisi Difraksi, Sifat Gelombang, Rumus, Contoh Soal, Jawaban.
1. Pengertian Difraksi Cahaya
Difraksi cahaya ialah kejadian penyebaran atau pembelokan gelombang oleh celah sempit sebagai penghalang. Gelombang terdifraksi selanjutnya berinterferensi satu sama lain sehingga menghasilkan tempat penguatan dan pelemahan.
Tahun 1665 Francesco Grimaldi menunjukkan bahwa cahaya tampak berbelok dan memancar melebar jikalau melewati celah sempit. Ia menamakan pembelokan itu difraksi.
 |
| Gambar 1. Pola difraksi pada pisau cukur sehingga tampak diperbesar. |
2. Difraksi Celah Tunggal
Dalam topik ini akan dibahas difraksi Fraunhofer yang dihasilkan oleh celah tunggal. Salah satu jenis difraksi Fraunhofer, yaitu difraksi dengan sumber cahaya dan layar akseptor berada pada jarak tak terhingga dari benda penyebab difraksi, sehingga muka gelombang tidak lagi diperlakukan sebagai bidang sferis, melainkan sebagai bidang datar. Dengan kata lain, difraksi ini melibatkan berkas cahaya sejajar.
 |
| Gambar 2. Difraksi celah tunggal. |
Pada Gambar 2. mengatakan gelombang cahaya dengan panjang gelombang λ didifraksikan oleh celah sempit dengan lebar d. Pola gelap dan jelas terbentuk saat gelombang cahaya mengalami interferensi.
Beda lintasan ke titik P ialah (d/2) sinθ, dengan θ ialah sudut antara garis tegak lurus terhadap celah dan garis dari sentra celah ke P. Apabila beda lintasan yang terjadi ialah 1/2 λ maka kedua cahaya (Gambar 2) akan saling memperlemah dan menyebabkan terjadinya interferensi minimum sehingga pada layar terbentuk pola gelap.
Jadi, pola gelap (difraksi minimum) terjadi jika:
d.sin θ = n. λ ; n = 1, 2, 3 .................................... (1)
Sementara itu, pola jelas (difraksi maksimum) terjadi bila:
d.sin θ = (n- 1/2) λ; n = 1, 2, 3 ........................... (2)
3. Difraksi Celah Majemuk (Kisi Difraksi)
Kisi difraksi merupakan piranti untuk menghasilkan spektrum dengan memakai difraksi dan interferensi, yang tersusun oleh celah sejajar dalam jumlah sangat banyak dan mempunyai jarak yang sama (biasanya dalam orde 1.000 per mm).
 |
| Gambar 3. Kisi difraksi. |
Dengan memakai banyak celah, garis-garis jelas dan gelap yang dihasilkan pada layar menjadi lebih tajam. Bila banyaknya garis (celah) per satuan panjang, contohnya cm ialah N, maka tetapan kisi d adalah:
d = 1/N .............................................................. (3)
Bila cahaya dilewatkan pada kisi dan diarahkan ke layar, maka pada layar akan terjadi hal-hal berikut ini.
1. Garis jelas (maksimum), bila:
d.sin θ = n. λ ; n = 0, 1, 2, ........................... (4)
2. Garis gelap (minimum), bila:
d.sin θ = (n - 1/2) λ ; n = 1, 2, 3, .................... (5)
Kemampuan lensa untuk membebaskan bayangan dari dua titik benda yang sangat bersahabat disebut resolusi lensa. Jika dua titik benda sangat dekat, maka pola difraksi bayangan yang terbentuk akan tumpang tindih. Kriteria Rayleigh menyatakan bahwa “dua bayangan sanggup diuraikan jikalau sentra piringan difraksi salah satunya persis di atas minimum pertama pola difraksi yang lainnya”.
Ukuran kemampuan alat optik untuk membentuk bayangan terpisahkan dari benda-benda rapat atau untuk memisahkan panjang gelombang radiasi yang rapat disebut daya urai.
Contoh Soal :
Celah tunggal yang lebarnya 0,1 mm disinari berkas cahaya dengan panjang gelombang 4.000 . Apabila pola difraksi ditangkap pada layar yang jaraknya 20 cm dari celah, tentukan jarak antara garis gelap ketiga dan garis sentra terang!
Pembahasan / Penyelesaian:
Diketahui:
d = 0,1 mm = 10-4 m
λ = 4.000 Å = 4 × 10-7 m
l = 20 cm = 2 × 10-1 m Jarak garis gelap ketiga dari sentra jelas p sanggup dihitung dari rumus jarak gelap ke-n dari sentra terang. Jadi,
d.sin θ = n. λ
pd / l = n. λ
Untuk garis gelap ke-3 maka n = 3
Praktikum / Percobaan Fisika Sederhana
Tujuan : Melakukan percobaan difraksi pada celah tunggal.
Alat dan materi : Sumber cahaya laser atau lampu sorot yang kuat, celah tunggal yang terbuat dari kertas disilet sepanjang ± 2,5 cm, penggaris, layar.
Cara Kerja :
Tujuan : Melakukan percobaan difraksi pada celah tunggal.
Alat dan materi : Sumber cahaya laser atau lampu sorot yang kuat, celah tunggal yang terbuat dari kertas disilet sepanjang ± 2,5 cm, penggaris, layar.
Cara Kerja :
- Pasang alat percobaan ibarat gambar.
- Sinarilah celah itu dengan laser.
- Tangkaplah bayangannya dengan layar.
- Ukurlah jarak yang sesuai dengan orde yang ditinjau.
- Ukurlah jarak x.
Referensi :
Budiyanto, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 298.
