Laporan Praktikum OR02
-
Upload
prayogo-hartono-surya -
Category
Documents
-
view
26 -
download
0
description
Transcript of Laporan Praktikum OR02
-
Laporan Praktikum
Nama / NPM : Prayogo Hartono Surya /
1206252070
Fak / Prog. Studi : Teknik / Teknik Sipil
Group : B11
No. & Nama Percobaan : OR02 Pengukuran Lebar Celah
Minggu Percobaan : 3
Tanggal Percobaan : 14 Maret 2013
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia
-
I. Tujuan
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi.
II. Alat
Piranti laser dan catu daya
Piranti pemilih otomatis celah tunggal
Piranti scanner beserta detektor fotodioda
Camcorder
Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Teori
Gelombang merupakan getaran yang
merambat. Perambatan gelombang akan
membawa energi jika gelombang itu
bergerak. Berdasarkan medium rambatnya
gelombang terbagi menjadi gelombang
mekanik (merambat melalui medium) dan
gelombang elektromagnetik (merambat tidak membutuhkan medium). Selain itu,
gelombang yang merambat juga dapat menyebar yang mana penyebaran gelombang biasa
dikenal dengan istilah dispersi. Jika muka gelombang bidang tiba pada suatu celah sempit
(lebarnya lebih kecil dari panjang gelombang), maka gelombang ini akan mengalami
lenturan sehingga terjadi gelombang gelombang setengah lingkaran yang melebar di
belakang celah tersebut.
-
Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan.
Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan
oleh prinsip Huygens. Terlihat adanya pola gelap dan terang disebabkan wavelet-wavelet
baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling berinterferensi satu sama lain.
Contoh dari difraksi yaitu difraksi cahaya, karena
adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran
gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh
prinsip Huygens. Pada animasi pada gambar sebelah
kanan terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu
disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di
dalam celah sempit tersebut saling berinterferensi satu sama lain.
Untuk menganalisa atau mensimulasikan pola-pola tersebut, dapat digunakan Transformasi
Fourier atau disebut juga dengan Fourier Optik. Berkas sinar dengan panjang gelombang
yang dilewatkan pada sebuah celah sempit dengan lebar a akan mengalami difraksi. Pola
difraksi ini dapat dilihat pada layar atau diukur dengan sensor cahaya. Jika jarak antara celah
dengan layar jauh lebih besar dari pada lebar celah (L a), maka berkas yang sampai di
layar dapat dianggap paralel. Pada difraksi celah tunggal, pola gelap (intensitas minimum)
akan terjadi jika perbedaan panjang lintasan berkas (a sin ) antara berkas paling atas dan
berkas paling bawah sebesar , 2, 3, dst.
Difraksi oleh celah tunggal
-
Apabila suatu cahaya dengan panjang gelombang
mengenai suatu celah sempit, maka menurut
Christian Huygens setiap titik pada celah dapat
dianggap sebagai sumber gelombang cahaya yang
memancar ke segala arah dengan sudut fase yang
sama dan kecepatan yang sama pula. Kalau di depan
celah pada suatu jarak tertentu ditempatkan suatu layer, maka pada layer akan terbentuk
suatu pola difraksi (lenturan cahaya) sebagai akibat yang ditimbulkan oleh interferensi dari
sumber-sumber cahaya tersebut yang berasal dari celah itu.
Catatan : terang pusat lebarnya dua kali terang kedua
Sinar laser merupakan gelombang elektromagnetik yaitu bentuk gelombang yang berupa
rambatan medan listrik dan medan magnet di mana arah dari medan listrik, medan magnet,
serta arah rambatannya saling tegak lurus. Pada gelombang elektromagnetik dikenal istilah
vector Poyenting, yaitu suatu besaran vector yang menggambarkan besar energi persatuan
waktu persatuan luas, didefinisikan sebagai :
=
Dimana S : Vektor Poyenting (Watt/m2)
: Permeabilitas ruang hampa (Wb/A.m)
: Vektor medan listrik (N/C)
: Vektor medan magnet (Wb/m2)
Persamaan untuk gelombang elektromagnetik jika arah rambatannya dalam arah sumbu x
adalah:
-
= sin dan = sin
Maxwell mendapatkan bahwa =
, c adalah kecepatan cahaya (3.108 m/det). Karena E dan
B harus selalu tegak lurus, maka intensitas dari gelombang elektromagnetik didefinisikan
sebaga rata-rata dari vector poyenting maka didapatkan: = = 2m
2oc atau I 2m sehingga
dapat disimpulkan :
Intensitas dari cahaya sebanding dengan kuadrat amplitudo dari medan listrik.
Pada Gambar 5.3 celah tunggal kita bagi menjadi elemen-elemen kecil sebanyak N buah
elemen yang masing- masing elemen berjarak x . Gambar 5.4 adalah perbesaran dari salah
satu elemen dan menggambarkan jalannya sinar.
Pada Gambar 5.4 terlihat bahwa beda lintasan optis anatara kedua sinar yang terpisah pada
jarak x adalah x sin , dari hubungan:
beda fase
2 =
beda lintasan optis
e
sehingga beda fase antara kedua sinar tersebut:
=2
sin
Karena sinar laser bersifat koheren dan monokromatik maka amplitudo dan frekuensi sinar-
sinar yang berasal dari celah tersebut sama namun memiliki fase yang berbeda. Sehingga
besar total dari amplitude medan listrik yang jatuh pada layer dengan menggunakan prinsip
-
superposisi merupakan jumlah dari amplitude masing- masing sinar yang berasal dari celah,
amplitude medan listrik yang jatuh pada titik P maka akan didapatkan Gambar 5.5. Jika
lebar setiap elemen celah kita terus perkecil sampai menuju nol maka akan terdapat jumlah
elemen celah mendekati tak terhingga, pada kondisi ini maka penjumlahan vector medan
listrik akan menjadi seperti Gambar 5.6.
Pengaruh memperbesar jumlah celah
Diagram menunjukkan pola interferensi yang dibungkus oleh pita interferensi pusat untuk
setiap kasus. Jarak celah sama untuk 5 kasus tersebut. Hal yang penting adalah:
Posisi angular dari maksimum utama (primary maxima) untuk N yang berbeda adalah
sama.
Jumlah maksimum sekunder antara dua maksimum primer meningkat dengan N dan
sama dengan N-2.
Intensitas maksimum sekunder melemah dibandingkan maksimum primer.
Lebar maksimum primer berkurang dengan naiknya N
-
IV. Prosedur Percobaan
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi
difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di halaman jadual.
Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah ditentukan. Penyetingan
peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan menjalankan prosedur kerja.
V. Data Pengamatan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil berupa tabel yang
menunjukkan hubungan antara posisi dan intensitas cahaya yang dihasilkan oleh laser.
Posisi (mm) Intensitas
0 0.04
0.44 0.05
0.88 0.05
1.32 0.04
1.76 0.05
2.2 0.05
2.64 0.04
3.08 0.05
3.52 0.04
3.96 0.05
4.4 0.05
4.84 0.04
5.28 0.05
5.72 0.05
6.16 0.04
6.6 0.05
7.04 0.05
7.48 0.04
7.92 0.05
8.36 0.04
8.8 0.05
9.24 0.05
9.68 0.04
10.12 0.05
10.56 0.05
11 0.04
11.44 0.05
-
11.88 0.05
12.32 0.04
12.76 0.05
13.2 0.04
13.64 0.04
14.08 0.05
14.52 0.04
14.96 0.05
15.4 0.05
15.84 0.04
16.28 0.05
16.72 0.05
17.16 0.04
17.6 0.05
18.04 0.05
18.48 0.05
18.92 0.05
19.36 0.04
19.8 0.05
20.24 0.05
20.68 0.04
21.12 0.05
21.56 0.05
22 0.04
22.44 0.05
22.88 0.05
23.32 0.04
23.76 0.05
24.2 0.04
24.64 0.05
25.08 0.05
25.52 0.04
25.96 0.05
26.4 0.05
26.84 0.04
27.28 0.05
27.72 0.05
28.16 0.04
28.6 0.05
29.04 0.04
29.48 0.05
29.92 0.05
30.36 0.04
30.8 0.05
-
31.24 0.05
31.68 0.04
32.12 0.05
32.56 0.05
33 0.04
33.44 0.05
33.88 0.04
34.32 0.05
34.76 0.05
35.2 0.04
35.64 0.05
36.08 0.05
36.52 0.04
36.96 0.05
37.4 0.05
37.84 0.04
38.28 0.05
38.72 0.05
39.16 0.05
39.6 0.05
40.04 0.04
40.48 0.05
40.92 0.05
41.36 0.04
41.8 0.05
42.24 0.05
42.68 0.04
43.12 0.05
43.56 0.05
44 0.04
44.44 0.05
44.88 0.04
45.32 0.05
45.76 0.05
46.2 0.04
46.64 0.05
47.08 0.05
47.52 0.04
47.96 0.05
48.4 0.05
48.84 0.04
49.28 0.05
49.72 0.04
50.16 0.05
-
50.6 0.05
51.04 0.04
51.48 0.05
51.92 0.05
52.36 0.04
52.8 0.05
53.24 0.05
53.68 0.04
54.12 0.05
54.56 0.04
55 0.04
55.44 0.05
55.88 0.04
56.32 0.05
56.76 0.05
57.2 0.04
57.64 0.05
58.08 0.05
58.52 0.04
58.96 0.05
59.4 0.05
59.84 0.05
60.28 0.05
60.72 0.04
61.16 0.05
61.6 0.05
62.04 0.04
62.48 0.05
62.92 0.05
63.36 0.04
63.8 0.05
64.24 0.05
64.68 0.04
65.12 0.05
65.56 0.04
66 0.05
66.44 0.05
66.88 0.04
67.32 0.05
67.76 0.05
68.2 0.04
68.64 0.05
69.08 0.05
69.52 0.04
-
69.96 0.05
70.4 0.04
70.84 0.05
71.28 0.05
71.72 0.04
72.16 0.05
72.6 0.05
73.04 0.04
73.48 0.05
73.92 0.05
74.36 0.04
74.8 0.05
75.24 0.05
75.68 0.04
76.12 0.05
76.56 0.04
77 0.05
77.44 0.05
77.88 0.04
78.32 0.05
78.76 0.05
79.2 0.04
79.64 0.05
80.08 0.05
80.52 0.05
80.96 0.05
81.4 0.04
81.84 0.05
82.28 0.05
82.72 0.04
83.16 0.05
83.6 0.05
84.04 0.04
84.48 0.05
84.92 0.05
85.36 0.04
85.8 0.05
86.24 0.04
86.68 0.05
87.12 0.05
87.56 0.04
88 0.05
88.44 0.05
88.88 0.04
-
89.32 0.05
89.76 0.05
90.2 0.04
90.64 0.05
91.08 0.05
91.52 0.05
91.96 0.05
92.4 0.04
92.84 0.05
93.28 0.05
93.72 0.04
94.16 0.05
94.6 0.05
95.04 0.04
95.48 0.05
95.92 0.05
96.36 0.05
96.8 0.05
97.24 0.04
97.68 0.05
98.12 0.05
98.56 0.04
99 0.05
99.44 0.05
99.88 0.04
100.32 0.05
100.76 0.05
101.2 0.05
101.64 0.05
102.08 0.04
102.52 0.05
102.96 0.05
103.4 0.04
103.84 0.05
104.28 0.05
104.72 0.04
105.16 0.05
105.6 0.05
106.04 0.04
106.48 0.05
106.92 0.04
107.36 0.05
107.8 0.05
108.24 0.04
-
108.68 0.05
109.12 0.05
109.56 0.04
110 0.05
110.44 0.05
110.88 0.04
111.32 0.05
111.76 0.04
112.2 0.05
112.64 0.05
113.08 0.04
113.52 0.05
113.96 0.05
114.4 0.04
114.84 0.05
115.28 0.05
115.72 0.04
116.16 0.05
116.6 0.04
117.04 0.04
117.48 0.05
117.92 0.04
118.36 0.05
118.8 0.05
119.24 0.04
119.68 0.05
120.12 0.05
120.56 0.04
121 0.05
121.44 0.05
121.88 0.04
122.32 0.05
122.76 0.04
123.2 0.05
123.64 0.05
124.08 0.04
124.52 0.05
124.96 0.05
125.4 0.04
125.84 0.05
126.28 0.05
126.72 0.04
127.16 0.05
127.6 0.04
-
128.04 0.05
128.48 0.05
128.92 0.04
129.36 0.05
129.8 0.05
130.24 0.04
130.68 0.05
131.12 0.05
131.56 0.04
132 0.05
132.44 0.04
132.88 0.05
133.32 0.05
133.76 0.04
134.2 0.05
134.64 0.05
135.08 0.04
135.52 0.05
135.96 0.05
136.4 0.04
136.84 0.05
137.28 0.04
137.72 0.04
138.16 0.05
138.6 0.04
139.04 0.05
139.48 0.05
139.92 0.04
140.36 0.05
140.8 0.05
141.24 0.04
141.68 0.05
142.12 0.05
142.56 0.05
143 0.05
143.44 0.04
143.88 0.05
144.32 0.05
144.76 0.04
145.2 0.05
145.64 0.05
146.08 0.04
146.52 0.05
146.96 0.05
-
147.4 0.05
147.84 0.05
148.28 0.04
148.72 0.05
149.16 0.05
149.6 0.04
150.04 0.05
150.48 0.05
150.92 0.04
151.36 0.05
151.8 0.05
152.24 0.05
152.68 0.05
153.12 0.04
153.56 0.05
154 0.05
154.44 0.04
154.88 0.05
155.32 0.05
155.76 0.04
156.2 0.05
156.64 0.05
157.08 0.05
157.52 0.05
157.96 0.05
158.4 0.05
158.84 0.05
159.28 0.04
159.72 0.05
160.16 0.05
160.6 0.05
161.04 0.06
161.48 0.06
161.92 0.05
162.36 0.06
162.8 0.06 Orde 3 kiri
163.24 0.06
163.68 0.06
164.12 0.05
164.56 0.06
165 0.06
165.44 0.05
165.88 0.06
166.32 0.05
-
166.76 0.05
167.2 0.06
167.64 0.06
168.08 0.06
168.52 0.07
168.96 0.07
169.4 0.07
169.84 0.07 Orde 2 kiri
170.28 0.06
170.72 0.07
171.16 0.07
171.6 0.06
172.04 0.06
172.48 0.06
172.92 0.06
173.36 0.06
173.8 0.06
174.24 0.07
174.68 0.09
175.12 0.1 Orde 1 kiri
175.56 0.13
176 0.16
176.44 0.18
176.88 0.22
177.32 0.26
177.76 0.29
178.2 0.33
178.64 0.36
179.08 0.39
179.52 0.42
179.96 0.42
180.4 0.43 Terang pusat
180.84 0.43
181.28 0.41
181.72 0.39
182.16 0.36
182.6 0.33
183.04 0.3
183.48 0.26
183.92 0.22
184.36 0.19
184.8 0.15
185.24 0.13
185.68 0.1 Orde 1 kanan
-
186.12 0.08
186.56 0.08
187 0.07
187.44 0.06
187.88 0.06
188.32 0.06
188.76 0.06
189.2 0.07
189.64 0.06
190.08 0.07
190.52 0.07 Orde 2 kanan
190.96 0.06
191.4 0.07
191.84 0.06
192.28 0.06
192.72 0.06
193.16 0.05
193.6 0.05
194.04 0.06
194.48 0.04
194.92 0.05
195.36 0.05
195.8 0.04
196.24 0.06
196.68 0.06
197.12 0.05
197.56 0.06 Orde 3 kanan
198 0.05
198.44 0.05
198.88 0.06
199.32 0.05
199.76 0.05
200.2 0.05
200.64 0.04
201.08 0.05
201.52 0.05
201.96 0.04
202.4 0.05
202.84 0.05
203.28 0.05
203.72 0.06
204.16 0.05
204.6 0.05
205.04 0.06
-
205.48 0.04
205.92 0.05
206.36 0.05
206.8 0.04
207.24 0.05
207.68 0.05
208.12 0.04
208.56 0.05
209 0.05
209.44 0.05
209.88 0.05
210.32 0.04
210.76 0.05
211.2 0.05
211.64 0.04
212.08 0.05
212.52 0.05
212.96 0.04
213.4 0.05
213.84 0.05
214.28 0.05
214.72 0.05
215.16 0.04
215.6 0.05
216.04 0.05
216.48 0.04
216.92 0.05
217.36 0.05
217.8 0.04
218.24 0.05
218.68 0.05
219.12 0.05
219.56 0.05
220 0.04
220.44 0.05
220.88 0.05
221.32 0.04
221.76 0.05
222.2 0.05
222.64 0.04
223.08 0.05
223.52 0.05
223.96 0.04
224.4 0.05
-
224.84 0.04
225.28 0.05
225.72 0.05
226.16 0.04
226.6 0.05
227.04 0.05
227.48 0.04
227.92 0.05
228.36 0.05
228.8 0.04
229.24 0.05
229.68 0.04
230.12 0.05
230.56 0.05
231 0.04
231.44 0.05
231.88 0.05
232.32 0.04
232.76 0.05
233.2 0.05
233.64 0.04
234.08 0.05
234.52 0.05
234.96 0.05
235.4 0.05
235.84 0.04
236.28 0.05
236.72 0.05
237.16 0.04
237.6 0.05
238.04 0.05
238.48 0.04
238.92 0.05
239.36 0.05
239.8 0.05
240.24 0.06
240.68 0.04
241.12 0.05
241.56 0.05
242 0.04
242.44 0.05
242.88 0.05
243.32 0.04
243.76 0.05
-
244.2 0.05
244.64 0.05
245.08 0.05
245.52 0.04
245.96 0.05
246.4 0.05
246.84 0.04
247.28 0.05
247.72 0.05
248.16 0.04
248.6 0.05
249.04 0.05
249.48 0.05
249.92 0.05
250.36 0.04
250.8 0.05
251.24 0.05
251.68 0.04
252.12 0.05
252.56 0.05
253 0.04
253.44 0.05
253.88 0.05
254.32 0.04
254.76 0.05
255.2 0.04
255.64 0.05
256.08 0.05
256.52 0.04
256.96 0.05
257.4 0.05
257.84 0.04
258.28 0.05
258.72 0.05
259.16 0.04
259.6 0.05
260.04 0.04
260.48 0.05
260.92 0.05
261.36 0.04
261.8 0.05
262.24 0.05
262.68 0.04
263.12 0.05
-
263.56 0.05
264 0.04
264.44 0.05
264.88 0.05
265.32 0.05
265.76 0.05
266.2 0.04
266.64 0.05
267.08 0.05
267.52 0.04
267.96 0.05
268.4 0.05
268.84 0.04
269.28 0.05
269.72 0.05
270.16 0.04
270.6 0.05
271.04 0.04
271.48 0.05
271.92 0.05
272.36 0.04
272.8 0.05
273.24 0.05
273.68 0.04
274.12 0.05
274.56 0.05
275 0.04
275.44 0.05
275.88 0.04
276.32 0.05
276.76 0.05
277.2 0.04
277.64 0.05
278.08 0.05
278.52 0.04
278.96 0.05
279.4 0.05
279.84 0.04
280.28 0.05
280.72 0.04
281.16 0.05
281.6 0.05
282.04 0.04
282.48 0.05
-
282.92 0.05
283.36 0.04
283.8 0.05
284.24 0.05
284.68 0.04
285.12 0.05
285.56 0.04
286 0.05
286.44 0.05
286.88 0.04
287.32 0.05
287.76 0.05
288.2 0.04
288.64 0.05
289.08 0.05
289.52 0.04
289.96 0.05
290.4 0.05
290.84 0.04
291.28 0.05
291.72 0.04
292.16 0.05
292.6 0.05
293.04 0.04
293.48 0.05
293.92 0.05
294.36 0.04
294.8 0.05
295.24 0.05
295.68 0.04
296.12 0.05
296.56 0.04
297 0.05
297.44 0.05
297.88 0.04
298.32 0.05
298.76 0.05
299.2 0.04
299.64 0.05
300.08 0.05
300.52 0.04
300.96 0.05
301.4 0.04
301.84 0.05
-
302.28 0.05
302.72 0.04
303.16 0.05
303.6 0.05
304.04 0.04
304.48 0.05
304.92 0.05
305.36 0.04
305.8 0.05
306.24 0.04
306.68 0.05
307.12 0.05
307.56 0.04
308 0.05
308.44 0.05
308.88 0.04
309.32 0.05
309.76 0.05
310.2 0.04
310.64 0.05
311.08 0.04
311.52 0.05
311.96 0.05
312.4 0.04
312.84 0.05
313.28 0.05
313.72 0.04
314.16 0.05
314.6 0.05
315.04 0.04
315.48 0.05
315.92 0.05
316.36 0.04
316.8 0.05
317.24 0.04
317.68 0.05
318.12 0.05
318.56 0.04
319 0.05
319.44 0.05
319.88 0.04
320.32 0.05
320.76 0.05
321.2 0.04
-
321.64 0.05
322.08 0.04
322.52 0.05
322.96 0.05
323.4 0.04
323.84 0.05
324.28 0.05
324.72 0.04
325.16 0.05
325.6 0.05
326.04 0.04
326.48 0.05
326.92 0.04
327.36 0.05
327.8 0.05
328.24 0.04
328.68 0.05
329.12 0.05
329.56 0.04
330 0.05
330.44 0.05
330.88 0.04
331.32 0.05
331.76 0.05
332.2 0.04
332.64 0.05
333.08 0.04
333.52 0.05
333.96 0.05
334.4 0.04
334.84 0.05
335.28 0.05
335.72 0.04
336.16 0.05
336.6 0.05
337.04 0.05
337.48 0.05
337.92 0.04
338.36 0.05
338.8 0.05
339.24 0.04
339.68 0.05
340.12 0.05
340.56 0.04
-
341 0.05
341.44 0.05
341.88 0.04
342.32 0.05
342.76 0.04
343.2 0.05
343.64 0.05
344.08 0.04
344.52 0.05
344.96 0.05
345.4 0.04
345.84 0.05
346.28 0.05
346.72 0.04
347.16 0.05
347.6 0.04
348.04 0.05
348.48 0.05
348.92 0.04
349.36 0.05
349.8 0.05
350.24 0.04
350.68 0.05
351.12 0.05
351.56 0.04
352 0.05
352.44 0.04
352.88 0.04
353.32 0.05
353.76 0.04
354.2 0.05
354.64 0.05
355.08 0.04
355.52 0.05
355.96 0.05
356.4 0.04
356.84 0.05
357.28 0.05
357.72 0.04
358.16 0.05
358.6 0.04
359.04 0.05
-
VI. Pengolahan Data
1. Grafik intensitas pola difraksi (I), pada eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai
fungsi dari posisi (x).
2. Letak terang pusat, intensitas minimum orde pertama (n = 1), orde ke-2 (n = 2),
orde ke-3 (n = 3), dan seterusnya
a) Letak Terang Pusat
Berdasarkan data pengamatan, terang pusat ada pada posisi 180.4 mm dengan
intensitas sebesar 0.42
b) Letak Intensitas Minimum Orde Pertama (n=1)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0 50 100 150 200 250 300 350 400
INTE
NSI
TAS
POSISI (MM)
Intensitas vs Posisi
Posisi (mm) Intensitas
179.52 0.42
179.96 0.42
180.4 0.43
180.84 0.43
181.28 0.41
-
Untuk menentukan titik letak intensitas minimum pertama atau minimal pertama
dilakukan dengan menganggap posisi sebagai variabel x dan intensitas sebagai
variabel y. Kemudian letaknya dapat ditentukan dengan cara:
=0 =0
Intensitas minimum orde pertama di sebelah kiri terang pusat:
Posisi (mm) Intensitas Posisi X Intensitas
173.8 0.06 10.428
174.24 0.07 12.1968
174.68 0.09 15.7212
175.12 0.1 17.512
175.56 0.13 22.8228
176 0.16 28.16
176.44 0.18 31.7592
0.79 138.6
Rata-rata intensitas= 0.113
Posisi dari intensitas minimum orde pertama:
=0 =0
=138.6
0.79
= 175.44 mm
Intensitas minimum orde pertama di sebelah kanan terang pusat :
Posisi(mm) Intensitas Posisi X Intensitas
184.36 0.19 35.0284
184.8 0.15 27.72
185.24 0.13 24.0812
185.68 0.1 18.568
-
186.12 0.08 14.8896
186.56 0.08 14.9248
187 0.07 13.09
0.8 148.302
Rata-rata intensitas = 0.114
Posisi dari intensitas minimum orde pertama:
=0 =0
=148.302
0.8
= 185.38 mm
c) Intensitas minimum orde ke-2
Intensitas minimum orde ke-2 di sebelah kiri terang pusat :
Posisi (mm) Intensitas Posisi X Intensitas
168.52 0.07 11.7964
168.96 0.07 11.8272
169.4 0.07 11.858
169.84 0.07 11.8888
170.28 0.06 10.2168
170.72 0.07 11.9504
171.16 0.07 11.9812
0.48 81.5188
Rata-rata intensitas = 0.069 mm
Posisi dari intensitas minimum orde kedua:
=0 =0
-
=81.5188
0.48
= 169.83 mm
Intensitas minimum orde ke-2 di sebelah kanan terang pusat :
Posisi(mm)(X) Intensitas(Y) Posisi X Intensitas
189.2 0.07 13.244
189.64 0.06 11.3784
190.08 0.07 13.3056
190.52 0.07 13.3364
190.96 0.06 11.4576
191.4 0.07 13.398
191.84 0.06 11.5104
0.46 87.6304
Rata-rata intensitas = 0.066
Posisi dari intensitas minimum orde kedua:
=0 =0
=87.6304
0.46
= 190.5 mm
d) Intensitas minimum orde ke Tiga (n=3)
Intensitas minimum orde ke Tiga di sebelah kiri terang pusat
Posisi(mm)(X) Intensitas(Y) Posisi X Intensitas
161.92 0.05 8.096
162.36 0.06 9.7416
162.8 0.06 9.768
163.24 0.06 9.7944
163.68 0.06 9.8208
-
164.12 0.05 8.206
0.34 55.4268
Rata-rata intensitas = 0.057
Posisi dari intensitas minimum orde ketiga:
=0 =0
=55.4268
0.34
= 163.02 mm
Intensitas minimum orde ke Tiga di sebelah kanan terang pusat
Posisi(mm)(X) Intensitas(Y) Posisi X Intensitas
196.24 0.06 11.7744
196.68 0.06 11.8008
197.12 0.05 9.856
197.56 0.06 11.8536
198 0.05 9.9
198.44 0.05 9.922
198.88 0.06 11.9328
0.39 77.0396
Rata-rata intensitas = 0.056
Posisi dari intensitas minimum orde ketiga:
=0 =0
=77.0396
0.39
= 197.54 mm
-
3. Jarak antara dua minimum orde pertama (n=1), dua minimum orde kedua (n=2) dan
jarak antara dua minimum orde ketiga (n=3). Hitunglah berdasarkan definisinya.
Adapun jarak antara dua minimum orde pertama (n=1)
= 185.38 mm- 175.44 mm
= 9.94 mm
Adapun jarak antara dua minimum orde kedua (n=2)
= 190.5 mm- 169.83 mm
= 20.67 mm
Adapun jarak antara dua minimum orde ketiga (n=3)
= 197.54 mm - 163.02 mm
= 34.52 mm
Besar
Adapun celah kisi yang digunakan pada percobaan ini adalah celah yang kecil,maka
dapat dilakukan pendekatan sin tan
tan sin = y
L
a : jarak antara dua minimum orde (atau y)
b : jarak kisi terhadap layar (atau L)
Perkirakan jarak b = 1 m = 1000 mm
y(mm) L(mm) Sin
9.94 1000 0.00994 5.704620867
20.67 1000 0.02067 1.184388111
34.52 1000 0.03452 1.978243331
4. Menentukan lebar celah a dengan metode grafik (grafik antara sin vs. n). Dalam
eksperimen ini laser yang digunakan mempunyai = (650 + 10) nm.
-
Grafik sin terhadap n:
Menentukan lebar celah a :
Diketahui cahaya yang melalui kisi sebesar (650 + 10)nm = (650 10) x10-6 mm.
Persamaannya :
a sin = n
sin =
n
y= m x b
Dari rumus sin =
n , kita akan mendapatkan nilai a:
0.00994 = (650 x 10-6)/a x 1
a = 0.065392354 mm
VII. Analisa Data
1) Analisa Percobaan
Praktikum dengan judul Pengukuran Lebar Celah memiliki tujuan untuk
mengukur lebar celah tunggal. Percobaan dilaksanakan dengan mengukur intensitas
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
1 2 3
SIN
N
Grafik sin vs n
-
cahaya yang terdapat dalam berbagai posisi akibat pelenturan (difraksi) yang dialami
oleh cahaya yang disorot dan masuk melalui celah. Dalam praktikum ini, praktikan
tidak mengambil data secara manual. Akan tetapi data diperoleh dari electronic-Lab.
Adapun prosedur dalam melakukan praktikum ini adalah dimulai dengan menyalakan
power supply. Namun sebelumnya, simulasi percobaan dilakukan dengan pengaturan
peralatan yang digunakan. Setelah itu praktikan harus meng-klik tombol set untuk
mengatur posisi kisi, layar, dan laser agar berada pada tempat semestinya. Pengaturan
dilakukan secara otomatis.
Setelah peralatan siap tersusun, praktikan menyalakan power supply dengan
meng-klik tombol on. Kemudian, setelah power supply menyala, pengukuran intensitas
cahaya dilakukan secara otomatis dengan sebelumnya mengklik tombol ukur. Setelah
itu, akan muncul data yang mana memberikan informasi jelas mengenai posisi dan
intensitas cahaya yang dipengaruhi oleh celah pada kasus difraksi.
Namun, walaupun praktikum ini dijalankan secara otomatis, ada beberapa kesulitan
yang praktikan alami selama percobaan, yaitu :
1. Kesalahan Teknis
Pada percobaan pengukuran lebar celah ini rentan dengan berbagai kesalahan
walaupun semuanya dijalankan dengan otomatis menggunakan sensor, komputer,
dan semacamnya. Contohnya, kegagalan penangkapan cahaya yang terbentuk pada
layar oleh sensor dan kesalahan sensor dalam membaca kuat cahaya yang
ditangkap. Kurangnya koneksi internet atau lemahnya signal membuat video
terkadang tidak terlihat atau membutuhkan waktu yang lama untuk loading. Padahal
waktu untuk sekali praktikum e-Lab hanya disediakan selama 300 detik.
2. Kesalahan Matematis
-
Kesalahan seperti kesalahan hitung, kesalahan penulisan data, dan kesalahan
pembulatan mungkin dapat terjadi mengingat terlalu detailnya jarak atau
pengukuran lainnya.
3. Kesalahan Prosedural
Dalam menjalankan Rlab, mungkin saja ada kesalahan seperti tidak mengikuti
setiap langkah yang disediakan dengan benar.
4. Kesalahan Manusia
Walaupun sudah menggunakan sistem otomatis, kesalahan nomor 2 dan nomor 3
dapat dipicu oleh faktor manusianya seperti tidak adanya asisten Lab yang
membimbing sehingga praktikum dilaksanakan dengan pengetahuan praktikan
yang terkadang masih awam.
2) Analisa Hasil
Percobaan Pengukuran Celah ini menghasilkan 817 data yang disajikan dalam
situs RLab. Untuk mendapatkan hasil perhitungan yang matang dan meminimalisir
kesalahan pengolahan data maka praktikan menggunakan seluruh data dalam
menganalisa hasil praktikum ini. Dari data yang telah ada, praktikan juga dapat
menentukan letak terang pusat dengan cara mencari intensitas cahaya yang paling tinggi
dari data yang ada. Adapun berdasarkan data pengamatan, terang pusat ada pada posisi
180.4 mm dengan intensitas sebesar 0.42.
Setelah menentukan letak terang pusat, praktikan juga menentukan letak
intensitas minimum pertama, kedua dan ketiga. Penentuan letak intensitas minimum
berpedoman pada grafik yang ada. Adapun intensitas minimum yang didapatkan dari
ketiga orde tersebut sepertinya cukup untuk analisis selanjutnya. Masing - masing orde
memiliki 2 pasang intensitas minimum yakni di kanan dan di kiri letak terang pusat.
-
Mengingat di dalam grafik tidak lagi terlihat variasi nilai intensitas lagi, maka praktikan
mencukupkan hanya 3 pasang intensitas minimum yang diambil.
Setelah intensitas minimum ditentukan, praktikan kemudian mencari selisih
jarak dari setiap pasang orde dan dari selisih itu praktikan akan mendapatkan besar
untuk masing-masing orde. Kemudian, praktikan menentukan grafik dengan besar
yang telah diperoleh.
Dari rumus sin =
n, praktikan pun dapat menentukan nilai a sebesar
0.065392354 mm.
3) Analisa Grafik
Percobaan kali ini menggunakan dua grafik, yaitu grafik intensitas terhadap
posisi keseluruhan percobaan dan grafik sin terhadap n. Grafik pertama terlihat
normal, hal ini sesuai dengan teori bahwa cahaya yang mengalami difraksi akan
memiliki grafik yang sedemikian rupa dengan intensitas terang pusat yang paling tinggi
dan besarnya dua kali dari terang lainnya. Sedangkan di grafik kedua diperlihatkan
secara langsung bahwa sebaran nilai cukup merata.
VIII. Kesimpulan
Setelah dilakukan percobaan pengukuran lebar celah sesuai dengan prosedur
percobaan, maka dapat disimpulkan bahwa :
Lebar celah dapat diketahui dengan menggunakan percobaan pengukuran lebar
celah.
Berdasarkan pengolahan data terhadap data yang diperoleh, diketahui bahwa
lebar celah yang digunakan adalah a = 0.065392354 mm
-
IX. Referensi
Giancoli, Douglas C. . PHYSICS: Principles with Application - Sixth Edition.
Upper Saddle River: Pearson-Prentice Hall.
Tipler, Paul A. . 1996. FISIKA untuk Sains dan Teknik - Edisi Ketiga. Jakarta:
Penerbit Erlangga.