Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

download Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

of 63

Transcript of Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    1/63

    Mata Kuliah: Gelombang & Optik

    Dosen: Andhy Setiawan

    INTERFERENSI DAN DIFRAKSI

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    2/63

    A. Interferensi

    Interferensi merupakan perpaduan dua atau lebih

    gelombang sebagai akibat berlakunya prinsip

    superposisisi.

    Interferensi teradi bila gelombang!gelombang tersebut

    koheren" yaitu mempunyai perbedaan fase yang tetap.

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    3/63

    Interferometer 

    Interferometer   merupakan alat untuk menghasilkan

    gelombang yang koheren sehingga interferensi bisa

    teradi.

    #enis Interferometer $

    %. &embelah muka 'elombang

    (. &embelah Amplitudo

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    4/63

    A.% Interferometer &embelah )uka 'elombang

    &rinsip Kera $

    Dua gelombang yang koheren diperoleh dari

    sumber yang sama dengan intensitas yang tetap.

    *ontoh $

     Interferometer +oung dua ,elah

     Interferometer  -iprisma Fresnel

     Interferometer +oung banyak ,elah

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    5/63

    A.( Interferometer &embelah Amplitudo

    &rinsip Kera $

    Dua gelombang yang koheren diperoleh dengan membagi

    intensitas semula " misal dengan lapisan pemantul sebagian

    *ontoh $

     Interferometer )i,helson

     Interferometer  Fabry &erot

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    6/63

    S

    S%

    S(

    A.%. Interferometer &embelah )uka 'elombang

    A.%.%. &er,obaan +oung

    &

    yr %

    r (θ 1

    θ 2

    'ambar e!"obaan #oung

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    7/63

    &ersamaan gelombang ,ahaya dari S% dan S( di titik & pada layar $

    ( )   )(0111,   ϕ ω  +−=   t kr ie E t r  E 

    ( )   )(02 22,  ϕ ω  +−=   t kr ie E t r  E 

    Superposisi di titik & :

    21   E  E  E    +=

    ( )   ( )   ( )1....,   )()(0 2211  ϕ ω ϕ ω    +−+− +=   t kr it kr i ee E t r  E 

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    8/63

    Intesitas :

    [ ][ ]1)()()()(2

    022112211   ϕ ω ϕ ω ϕ ω ϕ ω    +−−+−−+−+− ++≈   t kr it kr it kr it kr i eeee E  I 

    2 E  I 

     ≈

    ( )( ) ( )( )[ ]11   12121212   )()(20   +++≈   −+−−+−−   ϕ ϕ ϕ ϕ    r r k ir r k i ee E  I 

    [ ]φ cos2220   +≈  E  I 

    ( )( ) ( )( )[ ]12121212   )()(20   2

      ϕ ϕ ϕ ϕ    −+−−+−− ++≈   k r r ir r k i ee E  I 

    ( ) ( )1212dengan   ϕ ϕ φ    −+−=   r r k 

    [ ])cos(12 0   φ +=   I  I 

    makakarena   202

    00   E  E  I    ≈≈

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    9/63

    12

    cos22

    2cos  2 −=

      φ φ 

    Kedua gelombang da!i sumbe! yang sama

       

         ∆+

    ∆=

    22cos4   20

    ϕ r k  I  I 

    [ ])cos(12 0   φ +=   I  I    ( ) ( )ϕ 

    ϕ ϕ φ 

    ∆+∆=−+−=

    r k 

    r r k  1212dengan

    0=∆ϕ 

      

      

       ∆=2

    cos4   20r k 

     I  I 

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    10/63

    Da!i gamba!  

    S

    S%

    S(

    &

    yr %

    r (θ 1

    θ2

    d θ  

    ,sinθ d r  =∆ Karena  L

     y=≅   θ θ    tansin

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    11/63

    I  akan maksimum jika :

    π λ π n

     Ldy =

       

      =

     L

    dy I  I 

    λ 

    π 20 cos4   1cos

    2 =   

      

     L

    dy

    λ 

    π 

    I  akan minimum jika :   0cos2 =   

      

     L

    dy

    λ 

    π π 

    λ 

    π 

      +=

    2

    12n

     L

    dy

    2,1,0   ±±=n

     Ln y  λ 

    =Jarak terang ke-n dari pusat

     Ln y

      λ 

      +=

    2

    12

    2,1,0   ±±=n

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    12/63

    Jika : 

    0=n  0= y

    1=nd 

     L y

      λ =

    2=nd 

     L y

      λ 2=

    1201   y y y y y   −=−=∆d 

     L y

      λ =∆

     jarak gelap ke terang berurutan adalah

    arak antara dua terang / dua gelap berurutan 

     L y

    2

    λ =

     L y

    2

    3λ =

     L y

    2

    5λ =

    =−=−=−=∆   t  g  g t t  g    y y y y y y y 010100

     L y

    2

    λ =∆

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    13/63

    A.%.(. Interferometer -iprisma Fresnel

    Interferometer Biprisma Fresnel menggunakan prismasebagai pembelah muka gelombang. Untuk itu sebelumnya

    kita harus memahami jalannya sinar pada prisma

    $  

    θi1 θ!1 

    a %θi2 

    θ!2 y

    "

    'ambar  'alannya sina! pada p!isma

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    14/63

    $  

    θi1 θ!1 

    a %θi2 

    θ!2 y"

    a ( )** + θ!1 ,b ( )**+ θi2 

    $ - a- b ( 1.**

    % ( θi1 + θ! 1 ,

    y ( θ!2 + θ i2

    " -% -y ( 1.**

    " ( 1.** + / θi1 + θ!1 0 + / θ!2 + θ i2 0

      ( 1.** + /θi1 - θ!20 - /θ!1 - θ i20

      ( 1.** + / θi1 - θ!20 - $ /30

    ( 1.** + "

      ( 1.** + /1.** + / θi1 - θ!20 - $ 0

      ( / θi1 - θ!20 4 $ /330

    e!samaan /330 menunu5ukan pe!samaan umum sudut deviasi 

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    15/63

    Sudut De/iasi )inimum

    •  erjadi bila !r" # ! i$  dan !i" # !r$ $  

    θi1θ!1

    θ i2

    θ!2

    'amba 0. !isma dengan sudut de6iasi minimum

    21

    α θ    =r    12 r θ α  =

    ( )   α θ θ δ    −+= 21   r i

    dengan

    21   r i   θ θ    =

    α θ δ    −=   12 i

    21 α δ θ    +=i

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    16/63

    -erdasarkan hukum Snellius $

    111

    r i  nSinSin  θ θ    =

    22

    α α δ nSinSin   =

    +

    %elanjutnya untuk & yang ke'il :

    22

    α α δ    n=

    +

    ( )   *)*....(*..........1α δ    −=   n

    e!samaan /3330 adalah sudut deviasi minimum

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    17/63

    Interferometer -iprisma Fresnel

    7aya! 

    7

    Sd

    S%

    S(

    R

    $  

    δ 2

    p

    1

    s

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    18/63

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    19/63

     L y

      λ =∆

    (aka :

    δ λ 

     R L R y

    2)(   +=∆

    ( )α δ    1−=   nkarena δ    yang minimum :

    ( )( )α 

    λ 

    12   −+=∆

    n R

     L R y

    )(   L R L   +→

     Rd   δ 2

    =

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    20/63

    A.%.3. Interfereometer +oung -anyak *elah 

    &

    S3

    S%

    S(

    S0

    S2

    θ  

    ( )θ sind 

    r %

    r (

    r 3

    r 0

    r 2

    'ambar 4 nte!;e!ensi da!i > "elah

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    21/63

     %emakin jauh 'elah maka )* semakin besar.

     Beda fase antara dua gelombang yang masuk ke 'elah se'ara berurutan

    menghasilkan )* # k.)r

    ( )   ( )( )( )t r nr k in

    t kr i

    n   e E  E e E  E   n   ω ω    −∆−+− =→=   100 1

    ( )t kr ie E  E   ω −=   101

    ( )t kr ie E  E   ω −=   202

    r r r    ∆+=   12( )   r nr r n   ∆−+=   11

    r r r r r    ∆+=∆+=   2123

    Fungsi gelombang :

    Fungsi gelombang di titik + me!upakan perpaduan gelombang'ahaya yang mele,ati 'elah " sd maka:

    ( )( )( )t r nr k i N 

    n

    e E  E   ω −∆−+

    =

    ∑=   11

    01

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    22/63

    apat ditulis ulang sebagai :

    %elanjutnya bagian % diekspansikan dalam deret :

    (erupakan deret ukur dengan rasio

    ( )   ( )( )

    ∑=∆−−

    =

     N 

    n

    r nk it kr i

    ee E  E 1

    1

    01   ω 

    ( )   ( )( ) )9........),(1

    1

    01 ∑

    =

    ∆−−= N 

    n

    nit kr i ee E t r  E    ϕ ω 

    %

    ( )( )

    ...1  32

    1

    1   ϕ ϕ ϕ ϕ 

      ∆∆∆=

    ∆− +++=∑  iii

     N 

    n

    ni

    eeee

    ϕ ∆=   ie R

    r k  ∆=∆   .ϕ 

    ( )( )( )t r nr k i N 

    n

    e E  E   ω −∆−+

    =∑=   1

    1

    01

    N

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    23/63

    eret ukur dengan rasio 0 memiliki jumlah

    ( )

    1

    11

    1   −

    −= ∆

    ∆∆−

    =

    ∑   ϕ ϕ 

    ϕ 

    i

    iN ni

     N 

    n   e

    ee

    ( )   ( )

    ( ) ( )ϕ ϕ ϕ ϕ 

    ϕ ϕ ϕ ϕ 

    ∆−∆∆+∆

    ∆−∆∆+∆

    −=

    21

    21

    21

    21

    21

    21

    21

    21

    ii

     N  N i N  N i

    ee

    ee

       

     

     

     −

      

     

     

     

      −

    =∆

    −∆∆

       

       ∆−∆∆

    222

    222

    ϕ ϕ ϕ 

    ϕ ϕ ϕ 

    iii

     N i N i N i

    eee

    eee

    %ehingga :1

    1

    −−

    = R

     RS 

     N 

     N 

    ( )   ( )

    ∆=

      −∆

    =

    ∆−∑2

    sin

    2sin1

    2

    1

    1

    ϕ 

    ϕ ϕ ϕ 

     N 

    ee N i N 

    n

    ni

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    24/63

    maka persamaan 1 menjadi :

    ( )   ( )  ( )   ( )

      

      

      ∆∆

    =  −

    ∆−

    2

    sin

    sin,   2

    12

    01

    ϕ 

    ϕ ϕ ω  N  N i

    t kr iee E t r  E 

    ( )   t  N kr    ω ϕ φ    −∆−+=   121

    1

    ( )   ( )

    ∆=

      −∆

    =

    ∆−∑2

    sin

    2sin1

    2

    1

    1

    ϕ 

    ϕ ϕ ϕ 

     N 

    ee N i N 

    n

    ni

    Jika

    ( )  ( )

      

      

      ∆∆

    =

    2

    sin

    sin,   20 ϕ 

    ϕ φ  N 

    ie E t r  E 

    (aka :

    2

    0

    2

    sin

    2sin

    ∆=

    ϕ 

    ϕ  N 

     I  I 2

     E  I  ≈   φ φ ϕ 

    ϕ ii

    ee

     N 

     E  I   −

    ∆≈   .

    2sin

    2sin

    2

    2

    0

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    25/63

    5ntuk kasus ,elah ganda 6dua ,elah7 maka N 8 ( :

    2

    0

    2sin

    sin

    ∆∆=ϕ ϕ 

     I  I 

    2

    0

    2sin

    2cos.2sin2

    ∆∆

    =ϕ 

    ϕ ϕ 

     I 

    2

    02

    cos4

      ∆=   ϕ  I  I 

    2

    cos4  2

    0

    ϕ ∆=   I  I 

     L

    kdy I  I 

    2cos4  2

    0=

     L

    dy I  I 

    λ 

    π 20 cos4=

     L

     ykd 

     L

     yd r d d r 

    r k 

    =∆

    =∆→≈=∆

    ∆=∆

    ϕ 

    θ θ 

    ϕ 

    tansin

    kasus ,elah ganda

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    26/63

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    27/63

    A.(. inferometer &embelah Ampliudo 6&eme,ah -erkas7

    A.(.%. Interferometer )i,helson

    'ambar nte!;e!omete! Mi"helson

    S

    M2

    M1

    *

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    28/63

    S

    M2

    M1d

    M19

    *

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    29/63

    2Ka'a planpararel pada interferometer berfungsi untuk menyamakan lintasanoptik3

    +ada a,alnya:

    %elanjutanya ketika (" digeser sebesar d maka :

    21   CM CM   =   21   r r  =dan

    d CM CM    +=   11 '

    d r r    2' 11   +=

    d r r    2' 21   +=

    karena21   r r  =

    +ersamaan gelombangnya :

    ))2((

    011   t d r k ie E  E 

      ω −+=   )(02 2  t kr i

    e E  E   ω −=dan

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    30/63

    2111   r r r r r    −′=−′=∆

    ( )   11   2   r d r r    −+=∆

    d r r d r    22 11   +=′→=∆( )   )2(

    0

    )(

    0111

      t d r k it r k i

    e E e E  E   ω ω 

      −+−′

    ==)(

    022(  t kr i

    e E  E   ω −=

    )(  )())2((

    021   t kr it d r k i ee E  E 

      ω ω    −−+ +=21   E  E  E    +=

    %uperposisi :

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    31/63

    Intensitas :

    ( )( )[ ]   ( )( )[ ])(2)(22

    02121   t kr it d r k it kr it d r k i eeee E  I    ω ω ω ω    −−−+−−−+ ++≈

    2 E  I  ≈

    ( )( ) ( )( )[ ]11   )2()2(20 1212 +++≈   +−+−−   d r r k id r r k i ee E  I 

    [ ]kd  E  I    2cos2220   +≈

    ( ) ( )

    [ ]d k id k i

    ee E  I 

      222

    0   2   ++≈

      −

    [ ])2cos(12 0   kd  I  I    +=

    makakarena   202

    00   E  E  I    ≈≈

    makakarena12

      r r 

      =

    [ ])(cos4

    1)(cos212

    2

    0

    2

    0

    kd  I  I 

    kd  I  I 

    =

    −+=

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    32/63

    I  akan maksimum jika :

    λ 

    π λ 

    π π 

    nd 

    nd nkd 

    =

    =→=

    2

    2( )kd  I  I    20 cos4=   ( )   1cos

    2 =kd 

    I  akan minimum jika :   ( )   0cos2 =kd    π 

      +=

    2

    12nkd 

    2,1,0   ±±=n

    n

    nd 

      2

    2 =→=   λ 

    λ 

    terang ke-n diperoleh dengan mengese! M1 sebesa! 

    12

    4

    4

    12

    +=→

      +=

    n

    d nd    λ λ 

    2,1,0   ±±=n

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    33/63

    A.2.2. Interferometer Fabry Perot

    d

    C

    C’

     ? r

    θ  

    n

    Gambar 11. +emantulan ganda pada Interferometer Fabry +erot

     ? r # perbedaan jarak antara dua lintasanberurutan

    E0

    r E 0 

    θ  

    tE 0

    r k ie E t r    ∆2024

    r ik e E t r 

      ∆0

    220

    4tE r 

    0

    3tE r 

    0

    2tE r 

    0rtE 0

    2 E t 

    A

    B

    B’

    D

    ( ) ( )

     B B ABr 

     B B ABCD BC  ABr 

    ′−=∆

    ′+−++=∆2

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    34/63

     AB

    d =θ cos

    d  AC 

     AB AC    θ θ    cos''sin   ==

    θ cos

    d  AB =

    'tan'   CC d  AC    ==   θ 

     D BB'segitiga

     BD BB'sin   =θ  '2 'sin CC  BB=θ    θ θ    tan.sin2'   d  BB =

    'segitiga ABC 

    '2   BB ABr    −=∆   θ θ θ 

    sintan2cos

    2d 

    d r    −=∆

    −=∆

    θ θ 

    θ    cossin

    cos2

    2d d r   

      −=∆

    θ θ 

    cossin12

    2

    d r 

    =∆

    θ 

    θ 

    cos

    cos2

    2

    d r    θ cos2d r  =∆  r k  ∆=   .ϕ 

    θ ϕ    cos2kd =

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    35/63

    Fungsi 4elombang:

    +++=   ϕ ϕ    k iik  e E t r e E t r t  E  E    2024

    0

    222

    0

    [ ]

    ϕ ϕ    k iik er er t  E  E 

      2422

    0

      1

      ++=ϕ  ρ    ik er 2=

     ρ −=∞1

    1S 

    ϕ ik er 

    S 2

    1

    1

    =∞ϕ ik 

    er t  E  E 

    2

    2

    01

    1.

    −=

    5

    eret ukur tak hinggadengan rasio

    Intensitas:

    22

    42

    0

    1  ϕ ik er 

    t  E  I 

    −≈

    ( )( )

    ( )

    ( )   ( )ϕ 

    ϕ 

    ϕ 

    ϕ ϕ 

    ϕ ϕ ϕ 

    cos121

    cos2221

    cos21

    1

    111

    22

    2

    2242

    42

    42

    222

    2

    −+−=

    −++−=

    +−=

    ++−=

    −−=−

    r r 

    r r r r 

    r r 

    r eer 

    er er er 

    ii

    iiik 

    Karena reflektansi   2r  R =maka

    ( ) ( )ϕ ϕ 

    cos1211

      22

    2

    −+−=−   R Rer 

      ik 

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    36/63

    ( )      

      +−=−

    2sin411

      2222   ϕ ϕ   R Rer    ik 

    ( )

    ( )

        

     

     

     

     

    +−=−2

    sin

    1

    4111   2

    2

    222   ϕ ϕ 

     R

     R Rer    ik 

    1

    2

    2sin1

       

         ∆+=

      ϕ  F  I  I  maks

    F  dinamakan sebagai

    koefisisen finess 6kehalusan7

    ( ) ( )ϕ ϕ  cos1211   22

    2−+−=−   R Rer 

      ik 

       

       −=

    2sin21cos

      2 ϕ ϕ 

    %ehingga intensitas:

    22

    42

    0

    1  ϕ i

    er 

    t  E  I 

    ≈ menjadi:

    ( )    

     

     

     

    −+−

    =

    2sin)1(

    4

    11

      2

    2

    2

    4

    0

    ϕ 

     R

     R

     R

    t  I  I 

    Fungsi 8iry : menentukan pola interferensi

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    37/63

    ola intensitas pada inte!;e!omete! =ab!y e!ot

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    38/63

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    39/63

    @eo!i yang mendasa!i ge5ala di;!aksi

    !insip uygens+=!esnel:

    Dalam p!oses pe!ambatan gelombang

    bebasB setiap titik pada suatu muka

    gelombang be!;ungsi sebagai sumbe!sekunde! s;e!is untuk anak gelombang

    /wa6elet0B dengan ;!ekuensi yang sama

    dengan gelombang p!ime!nya

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    40/63

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    41/63

    Difraksi *elah Tunggal$ Difraksi Fraunhofer 

    • gelombang datang be!upa gelombang

    data!

    •  5a!tak titik ke "elahB 5auh lebih besa! da!ileba! "elahB ! d

    Di;!aksi gelombang datang be!upa gelombang data!

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    42/63

    Di;!aksi gelombang datang be!upa gelombang data!

    • @itik+titik pada "elah anta!a A dan

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    43/63

    8pabila fungsi gelombang yang berasal dari 'elah sempit pertama 6'elah sempit

    paling atas dititk 87 adalah:

    (isalkan:   t ie E  E 

      ω −=  01

    ( )( )θ ω    sin10

    ank t i

    n   e E  E   −−−=

    %ehingga di titik + akan terjadi superposisi darin

     E  E  E  E    ,...,,, 321

    ∑=

    =++++=n

    n

    nn  E  E  E  E  E  E 

    1

    321   ...

    t ie E  E 

      ω −=   0( )θ ω    sin

    0

    kat ie E 

      −−+   ( )θ ω    sin20kat i

    e E   −−+   ( )( )θ ω    sin1

    0...

      a N k t ie E 

      −−−++

    ( )( )θ θ θ ω   sin1sin2sin

    0   ...1   −− ++++=   N ikaiaikat i eeee E  E 

    ( )∑=−−=

     N 

    n

    nikat i ee E  E 1

    sin10

    θ ω 

    deret ukur dengan rasio  θ sinikaer  =

    i θik N

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    44/63

    1

    1

    1

    1sin

    sin

    −−

    =−−

    =θ 

    θ 

    ika

    ikaN n

     N e

    e

    r S 

      

     

     

     

     −

        

       −

    =θ θ 

    θ 

    θ θ θ 

    sin2

    sin2sin

    2

    sin2sin2sin2

    kai

    kai

    eekai

     N 

    ika

     N 

    ika

     N 

    ika

     N 

    e

    eee

    ( )

    ( )

        

     

     

     

     

     

     

     

     

     

       

      

    =

       

      

         =

    θ 

    θ 

    θ 

    θ 

    θ 

    θ 

    sin

    2

    sin

    sin2

    sin

    sin2

    sin2

    sin2

    sin2

    sin12

    sin12

    ka

     N ka

    e

    kai

     N kai

    eS 

     N kai

     N kai

     N 

    ( k " b b h j di

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    45/63

    (aka persamaan .." berubah menjadi:

    ( )

     

     

     

     

     

    =   −−

    θ 

    θ θ ω 

    sin2

    sin

    sin

    2

    sinsin12

    0ka

     N ka

    ee E  E   N ka

    it i

    ( )

       

      

    =  −+−

    θ 

    θ θ ω 

    sin21sin

    sin2

    1sin

    sin12

    1

    0

    ka

    kaN 

    e E  E  N ikat i

    ( ) bN 1misalnya

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    46/63

    Kemudian bila jumlah sempit diperbanyak sehingga menuju tak hingga maka

     N ka N 

    kb

    e E  E 

    ikbt i

       

      

    =

      +−

    θ 

    θ θ ω 

    sin2

    1sin

    sin2

    1sin

    sin2

    1

    0

    θ θ    sin

    2

    1sin

    2

    1sin   kaka   ≈ 

     

     

     

     karena

    ( )   ba N    =−1misalnya

    ( )   b Naa N    =≅−1

     N 

    kb

    kb

    e E  E ikbt i

     

      

      

    =  +−

    θ 

    θ θ ω 

    sin2

    1

    sin2

    1sin

    sin2

    1

    0

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    47/63

    θ sin2

    1br  =misal

    ( )[ ] N kr 

    kr 

    e E  E   ikr t i

    =  +−   sin

    0

    ω 

    θ β    sin21 kbkr  ==Jika

     N 

    kb

    kb

    e E  E ikbt i

       

      

    =  +−

    θ 

    θ θ ω 

    sin2

    1

    sin2

    1sin

    sin2

    1

    0

    (aka :   ( )  N e E  E    t i

    =   −−β 

    β β ω    sin0

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    48/63

    ( )  N e E  E    kr t i

    =   −−

    β 

    β ω    sin0

    %uperposisi gelombang di titik +

    (aka pola difraksinya dapat diperoleh melalui ntensitasgelombang dititik

    2

    2

    0

    sin N  I  I 

    =

    β 

    β 

    Untuk ! # 9 diperoleh pu'ak intensitas maksimum sebesar 0 I 

     jadi intensitas maksimum terletak pada arah sumbu 'elah

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    49/63

    ola di;!aksi "elah tunggal

    0 I 

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    50/63

    0

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    51/63

     Rr r    .0=

    ( )θ θ    cos.0,sin0  =r 

    ( )0,.sin,cos   ϕ ϕ   R R R =

    θ ϕ sincos0   R Rr    =⋅

    8E

    y

    %

    θ ϕ 

    8* 

    0r 

    Untuk bukaan 6aperture7 yang tidak berbentuk 'elah misalnya bebentuk

    lingkaran dengan jari-jari 0 maka :

    ( ) θωθϕ d dE

    dtkRi sincos0

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    52/63

    ( ) θ π 

    ω θ ϕ  RdRd e

     R

     E dE 

      t kRi   −−=   sincos2

    0

    θ  RdRd dS  =

     RdRd ee R

     E  E 

    ikRt i ∫ ∫   

    =   −

    0

    2

    0

    cossin

    2

    0

    2

    12  π 

    ϕ θ ω  ϕ π 

    θ  ρ    sinkR=(isal :

    dRk d    θ  ρ    sin=

    θ 

     ρ 

    sink 

    d dR =

    θ 

     ρ 

    sink  R =

    ( ) 2sinθ  ρ  ρ 

    d  RdR =

    %ubtitusikan ke persamaan 5" akan diperoleh persamaan

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    53/63

     RdRd ee R

     E  E 

    it i ∫ ∫   

    =   −

    0

    2

    0

    cos

    2

    0

    2

    12  π 

    ϕ  ρ ω  ϕ π 

    ( )∫ ∫   

    =   −θ π 

    ϕ  ρ ω 

    θ 

     ρ  ρ ϕ 

    π 

    sin

    0

    2

    2

    0

    cos

    2

    0

    sin2

    12   kd  it i

    d d ee

     R

     E  E 

    ( )   ∫ −

    =

    θ ω 

     ρ  ρ  ρ θ 

    sin

    0022

    0

    )(sin

    12  kd 

    t id  J 

    k e

     R

     E  E 

    engan menggunakan fungsi Bessel

    ( )   ϕ π 

     ρ π 

    ϕ  ρ  d e J    i

    ∫ =

    2

    0

    cos

    0

    2

    1

    ( )   θ  ρ    sinkd d   =

    ( )   ( ) ϕ 

    π 

     ρ π 

    ϕ  ρ ϕ d e J 

      i

      +=2

    0

    cos

    1

    2

    1

    ( )  ρ  ρ ϕ 

    θ π 

    θ π ϕ  ρ ω 

    d d ek 

    e R

     E  E 

    kd 

    it i

    ∫ ∫   

    =   −

    sin

    0

    2

    0

    cos

    22

    0

    sin

    1

    2

    12

    θsin12

    dkE

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    54/63

    ( )  ( )∫ 

    −=θ 

    ω   ρ  ρ  ρ θ 

    sin

    0

    022

    0

    sin

    12  dk 

    t id  J 

    k e

     R

     E  E 

    θ sin Rk u =

    ( ) ( )( )

     ρ d u J u J d u

    ∫ = 00

    ( )

    u

    u J e E  E 

      t iω −=   02

    Intensitas pada arah ! adalah

    ( )  2

    0

    2

    =

    u

    u J  I  I 

    ( )  ( )   ρ  ρ  ρ 

    θ 

    θ ω 

    d  J e Rk 

     E  E 

    kd 

    t i

    ∫ −=

    sin

    0

    020sin

    12

    ( )   ( )   ρ  ρ 

    θ 

    ω  ud  J eu

     E  E 

    kd 

    t i

    ∫ −=

    sin

    0

    020 12

    ( )u J eu

     E  E   t iω −=

      12 0

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    55/63

    Kisi Difraksi

    Kisi ifraksi merupakan sistem buah 'elah dengan lebar'elah yang teratur. iraksi oleh kisi seferti ini akan

    menghasilkan pola difraksi tunggal tak sempit dengan polainterferensi buah sumber yang sinkron.

    Gambar 6.1 iraksi oleh buah 'elah 

    b

    a

    θ  

    ( ) ( )θ sin1 an −

    r

    r0 P

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    56/63

    4ambar ."; memperlihatkan difraksi oleh sebuah kisi lebar'elah dan jarak antara 'elah masing-masing b dan a. Bila kisi ini

    disinari 'ahaya monokromatik osilasi listrik di titik + yangditimbulkan oleh 'elah ke nomor ke n adalah:

    ( )

    =

      −−−

    β 

    β ω    sin0

    t ukr i

    n   e E  E 

    imana

    =

    −+=

    −=∆

    +∆=

    −=∆

    o

    o

    o

    o

    anr r 

    anr 

    r r r 

    r r r 

    θ  

    θ  

    sin)1(

    sin)1(

    Jarak tepi 'elah pertama sampai ke titik +

    EEEEE ++++=

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    57/63

    n E  E  E  E  E    ++++=   ...321

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    58/63

     

     

     

     

     

     −

        

       −

    =θ θ 

    θ 

    θ θ θ 

    sin2

    sin2sin

    2

    sin2

    sin2

    sin2

    kai

    kai

    eekai

     N ika

     N ika

     N ika

    e

    eee

    ( )

       

      

    =  −

    θ  

    θ  θ  

    sin2

    1sin

    sin2

    1sin

    sin1

    2

    1

    ka

    kaN 

    e E 

     N i

    Untuk lebar 'elah sempit a mendekati nol (aka

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    59/63

    Untuk lebar 'elah sempit a mendekati nol. (aka

    (aka :

    ( )   b Naa N    ==−1

    ( )

    =   −−−

    β 

    β ω    sin01

    t ukr ioe E  E 

    θ θ    sin2

    1sin

    2

    1sin   kaka   ≈ 

     

     

     

     Karena

    ( )

    =   −−−

    β 

    β ω    sin01

    t ukr ioe E  E 

       

      

    θ  

    θ  θ  

    sin2

    1sin

    sin2

    1sin

    sin2

    1

    kb N  

     Nkb

    ei

       

      

    θ  

    θ  θ  

    sin2

    1sin

    sin2

    1sin

    sin2

    1

    kb N  

     Nkb

    ei

    9 # b ke'ila

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    60/63

    misal   θ δ    sinkb=

    = β β sin

    01 E  E 

       

      

     

     

     

     

     

    −−

    2sin

    2sin

    )(

    δ 

    δ 

    ω δ 

     N 

     N 

    e  t k i

    5..$

    sehingga

    2

    2

    1

    sin

    =

    β β 

    o NE  I 

    2

    2sin

    2sin

       

      

     

      

      

    δ  

    δ  

     N  

     N  

    2

    0

    sin

    =

    β 

    β  I  I 

    2

    2sin

    2sin

     

     

     

     

     

       

      

    δ  

    δ  

     N  

     N  

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    61/63

    Intensitas maksimum utama 6primer7 di'apai bila π δ 

    m=2

    b

    m

    b

    m

    kb

    m

    mkb

    m

    λ θ  

    λ 

    π  

    π  θ  

    π  θ  

    π  θ  

    π  δ  

    =

    =

    =

    =

    =

    sin

    2

    2sin

    2sin

    sin2

    1

    2

    dengan m bilangan bulat

    ( k i t b h 6 k d 7 di i bil

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    62/63

    (aksimum tambahan 6sekunder7 di'apai apabila

    π δ 

    2

    )12(

    2

    −=

      m N   dengan  2,1±±=m

     Nb

    m

    mkNb

    π 

    θ 

    π θ 

    )12(

    sin

    2

    )12(sin

    2

    1

    +=

    +=

    (inimum 6titik nol7 terjadi bila

    π δ 

    m N 

    =2

     dengan 2,1±±=m

     Nb

    m

    mkNb

    λ 

    θ 

    π θ 

    =

    =

    sin

    sin2

    1

  • 8/18/2019 Penjelasan Mengenai Interferensi dan Difraksi Cahaya

    63/63

    8pabila 'ahaya yang datang terdiri dari dua panjang gelombang yang

    berbeda maka kedudukan maksimum utama dari kedua panjang gelombang

    tersebut pada orde m yang sama akan terpisah bila

     Nm

    aN  am

    atauaN  

    am

    =∆

    =∆

    =∆

    ∆=∆

    λ 

    λ 

    θ  

    λ 

    θ  

    λ 

    θ  

    λ θ  

    θ  

    λ θ  

    coscos

    cos

    cos

     Nm DP    ==λ 

    Besaran ini sering dinyatakan dengan daya pisah 6+7 jadi