Interferensi Dan Difraksi Cahaya Pada Cahaya

5/22/2018 Interferensi Dan Difraksi Cahaya Pada Cahaya

1/7

Andi Sulistiawan (M0213006) 1

Interferensi dan Difraksi Cahaya pada

Cahaya

A. Interferensi Cahaya

Yaitu perpaduan dari dua gelombang cahaya yang datang bersama di suatu tempat.

Syarat untuk mendapatkan pola interferensi yang baik :

1. Gelombang cahaya harus koheren, yaitu mempunyai beda fase yang selalu tetap danfrekuensi yang sama. Kedua beda fase boleh nol, tetapi tidak harus nol.

2. Amplitudonya harus sama.Gejala yang ditimbulkan yaitu garis terang yang terjadi pada interferensi maksimum

(konstruktif), dan garis gelap terjadi pada ineterferensi minimum (destruktif).

Interferensi ada 2, yaitu :

1. Interferensi Celah Ganda ( Percobaan Thomas Young )

Selisih lintasan cahaya sumber S1 dan S2

adalah S :

S = S2PS1P

= d . sin

a. Interferensi Maksimum ( Terang )Interferensi maksimum akan terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang

sama, yaitu ketika beda lintasannya sama dengan nol atau bilangan bulat kali

Rumus : m = 0, 1, 2, . . . . .

Bilangan mdisebut orde terang. Untuk m= 0 disebut terang pusat,m= 1 disebut

terang ke-1, dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d

(l > d), maka sudut sangat kecil, sehingga sin = tan = y , dengan demikian :

L

Berarti :

d sin = m.

s = d sin y . d = m.

L

y . d = m.

L


2/7


b. Interferensi Minimum ( Gelap )Interferensi minimum pada celah ganda akan terjadi jika kedua gelombang

berbeda fase sebesar 180

0

, yaitu ketika beda lintasannya sama dengan bilangan ganjil kalisetengah .Rumus : m = 1, 2, 3, . . . .

Bilangan mdisebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untukm= 1 disebut gelap

ke-1, dst. Mengingat sin = tan = y , dengan demikian :

L

Berarti :

Keterengan :

- s = beda lintasan antara kedua gelombang (m) - = sudut fase (o)

- y = jarak titik ke terang pusat (m) - d = jarak kedua celah (m)

- L =jarak celah ke layar (m) - m= orde interferensi

- = panjang gelombang cahaya (m)

2. Interferensi Lapisan Tipis

a. Interferensi Saling Menguatkan (Terang)Dengan m = 0, 1, 2, 3, . . . .

Jika cahaya yang jatuh pada lapisan tipis membentuk sudut yang relatif besar,

maka :

s = d sin

y . d

= ( m+1

/2 )

L

2 n d = (m+ 1/2 )

2 n d cos = (m+ 1/2 )

d sin = ( m+ 1/2 )

y . d = ( m+ 1/2 )

L


3/7


b. Interferensi Saling Melemahkan (Gelap)Dengan m = 1, 2, 3, . . . .

Jika cahaya yang jatuh pada lapisan tipis membentuk sudut

yang relatif besar,maka :

Keterangan :

n = Indeks bias lapisan - d = tebal lapisan tipis (m)

= Panjang Gelombang (m) - m = bilangan orde

B. Difraksi CahayaYaitu peristiwa pembelokan gelombang cahaya setelah melewati suatu penghalang.

Pada peristiwa difraksi ini juga dihasilkan garis terang dan garis gelap.

1. Difraksi Celah Tunggal

Dimana m= 1, 2, 3, . . . . .

2. Difraksi Celah Majemuk (Kisi)a. Tetapan Kisi

Yaitu jarak antara dua celah yang berdekatan.

b. Menentukan Panjang Gelombang dengan Kisi Difraksi

2 n d = m.

2 n d cos = m.

dsin = m.

d= 1N


4/7


Jika cahaya putih dijatuhkan pada kisi difraksi, untuk m = 0 akan

terbentuk garis putih terang. Sedangkan untuk harga m yang lain akanterbentuk warna-warna pelangi.

Aplikasi Difraksi Dalam kehidupan Sehari-hari

1. Analisa Struktur Kristal Spektroskopi difraksi sinar-X(X-ray difraction/XRD)

Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untukmendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal (Lusty,2011). Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjanggelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi

peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnyamendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi.Ukuran atom dalam orde angstrom () maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjanggelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (). Metode yangdigunakan dslam menentukan struktur Kristal dengan difraksi sinar x ini terdiri dari metodeKristal tunggal dan metode serbuk. Pada metoda kristal tunggal, sebuah kristal yang berkualitasbaik diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi pada salah satu sumbu kristalnya.Ketika kristal itu diputar pada salah satu sumbu putar, seberkas sinar X monokromatikdipancarkan ke arah kristal. Jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidangkristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antarkisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian

diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalamsampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul padapola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tigadimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan denganstandar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS (JointCommittee Powder Diffractionn Standard).

2. GLV (Gratting Light Valve)

Disebut juga kisi katup cahaya, dimana teknologi ini memanfaatkan kisi difraksi untukmenampilkan visual yang lebih baik daripada visual dari LCD yang selama ini ada. GLV

menggunakan sistem mikro ( MEMS ) teknologi dan fisika optik agar bagaimana cahayatercermin dari masing-masing struktur pita-seperti beberapa yang mewakili "tertentu gambar"titik atau pixel. Pita dapat memindahkan jarak kecil, mengubah panjang gelombang cahaya yangdipantulkan. Nada Grayscale atau warna yang tepat dapat dicapai dengan memvariasikankecepatan piksel yang diberikan adalah dinyalakan dan dimatikan. Gambar yang dihasilkandapat diproyeksikan dalam sebuah auditorium besar dengan sumber cahaya terang atau padasebuah alat kecil dengan menggunakan LED low-power sebagai sumber cahaya. Teknologi GLVdapat memberikan resolusi tinggi, daya rendah sehingga lebih murah . Tetapi kualitas pixel yang

dsin

m


5/7


bagus. Konsep kerja GLV yaitu, prangkat GLV dibangun pada silikon dan terdiri dari barisparalel yang sangat reflektif. Pita-pita ukuran mikro dengan lapisan atas aluminium tergantung diatas sebuah celah udara yang dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga pita alternatif (pita aktifyang interlaced dengan pita statis) dapat secara dinamis ditekan. Sambungan listrik untukmasing-masing elektroda pita aktif menyediakan aktuasi independen. Pita dan substrat adalahelektrik konduktif sehingga defleksi dari pita dapat dikontrol secara analog: Bila tegangan dari

pita aktif diatur ke ground, semua pita yang undeflected, dan perangkat bertindak sebagai cerminsehingga insiden cahaya kembali pada lajur yang sama. Ketika tegangan diberikan antarakonduktor pita dan dasar medan listrik yang dihasilkan, dapat mengalihkan ke bawah pita aktifterhadap substrat. Defleksi ini dapat sebesar seperempat panjang gelombang sehinggamenimbulkan efek difraksi pada cahaya insiden yang tercermin pada sudut yang berbeda dariinsiden ringan. Panjang gelombang untuk defleksi ditentukan oleh frekuensi spasial pita. Karenaini frekuensi spasial ditentukan oleh muka sisi photolithographic digunakan untuk membentukperangkat GLV dalam CMOS proses fabrikasi, sudut datang bisa sangat akurat yang bergunauntuk aplikasi switching optik. Perpindahan dari undeflected defleksi maksimum pita sangatcepat, yang dapat beralih di 20 nanodetik yang merupakan satu juta kali lebih cepatdibandingkan konvensional LCD layar perangkat, dan sekitar 1000 kali lebih cepat dibandingkan

TI DMD teknologi. Selain itu, tidak ada kontak fisik antara elemen bergerak yang life time dariGLV selama 15 tahun tanpa berhenti (lebih dari 210 miliar siklus switching). Untuk membangunsistem tampilan menggunakan perangkat GLV pendekatan yang berbeda dapat diikuti: mulai daripendekatan sederhana menggunakan perangkat GLV tunggal dengan cahaya putih sebagaisumber sehingga memiliki monokrom sistem untuk solusi yang lebih kompleks menggunakantiga GLV perangkat yang berbeda masing-masing untuk satu sumber RGB primary 'yang pernahterdifraksi memerlukan filter optik yang berbeda untuk titik cahaya ke layar atau menengahdengan menggunakan sumber putih tunggal dengan perangkat GLV. Selain itu, cahaya dapatterdifraksi oleh perangkat GLV ke lensa mata bagi tampilan virtual retina , atau ke sistem optikuntuk proyeksi gambar ke layar ( proyektor dan belakang proyektor ).

3. Holografi

Adalah teknik penghamburan cahaya dari sebuah objek untuk direkam dan kemudiandirekonstruksi sehingga dia akan muncul jika objek itu memiliki posisi yang relatif samaterhadap rekaman medium saat direkam. Bayangan akan berubah selama posisi dan sudutpandang berubah dalam cara yang sama sehingga objek masih tetap terlihat ada dan rekamanbayangan (hologram) muncul dalam bentuk tiga dimensi. Adapun teknik holografi sehinggamendapatkan hologram, sebagian dari sinar yang tersebar dari objek atau sekumpulan objekjatuh di atas media perekam. Sinar kedua, yang dikenal sebagai sinar acuan, juga menerangimedia perekam sehingga terjadi gangguan antara kedua sinar tersebut. Hasil dari bidang cahayatersebut adalah sebuah pola acak dengan intensitas yang bervariasi yang disebut hologram. Dapat

ditunjukkan bahwa jika hologram diterangi oleh sinar acuan asli, sebuah bidang cahayaterdifraksi oleh sinar acuan yang mana identik dengan bidang cahaya yang disebarkan oleh objekatau objek-objek. Dengan demikian, seseorang yang memandang ke hologram tetap dapatmelihat objek walaupun objek tersebut mungkin sudah tidak ada lagi.

4. Penerapan Pada Resolusi Sistem Pencitraan

Jarak antara titik pusat dengan cincin minimum pertama adalah :

Jika adalah sudut yang terukur, maka

Airy ring/disk akan menyebar sepanjang sudut


6/7


Resolving power untuk sistem pembentukan citra

secara umum didefinisikan :


7/7


Daftar Pustaka

Herlina, Wahyuni Dra. 2008.Buku Pintar Belajar Fisika.Sagufindo Kinarya

Umar, Efrizon. 2007.Fisika dan Kecakapan Hidup. Jakarta : Ganeca Exact

http://kumpulanmakalah6ratis.blogspot.com

Interferensi Dan Difraksi Cahaya Pada Cahaya

Documents

Transcript of Interferensi Dan Difraksi Cahaya Pada Cahaya