BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Segala sesuatu di dunia ini dapat dijelaskan secara scientist dan metode – metode ilmiah. Beberapa hal dapat dijelaskan, misalkan cahaya. Selama ini cahaya seolah hanyalah sebuah bagian dari sinar suatu objek. Namun tahukah anda bahwa selama ini cahaya sangatlah bisa untuk membantu manusia dalam menjalani aktivitas. Cahaya merupakan salah satu gelombang elektromagnetik dan memiliki frekuensi yang memiliki tingkat energi tertentu. Contoh cahaya yang alami adalah matahari, Selain alami, cahaya dapat dibuat untuk tujuan tertentu antara lain lampu.
Cahaya memiliki sifat dan ciri tertentu yang membedakan dengan gelombang lainnya. panjang gelombang cahaya sekitar 380–750 nm. Sifat – sifat cahaya, antara lain: dapat diuraikan (dispersi), dapat mengalami pemantulan (refleksi), dapat mengalami pembiasan (refraksi), dapat dipadukan/dijumlahkan (interferensi), dapat mengalami lenturan atau dilenturkan (difraksi), dan dapat mengalami polarisasi.
Dalam laporan ini akan membahas dispersi dan difraksi cahaya. Karena saat terurai, cahaya akan membentuk warna – warna yang biasa kita sebut warna addictive.
BAB II
LANDASAN TEORI
DISPERSI
Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya putih (polikromatik) menjadi komponen-komponennya karena pembiasan. Komponen-komponen warna yang terbentuk yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dispersi terjadi akibat adanya perbedaan deviasi untuk setiap panjang gelombang, yang disebabkan oleh perbedaan kelajuan masing-masing gelombang pada saat melewati medium pembias.
Pelangi adalah spektrum cahaya matahari yang diuraikan oleh butir - butir air. Pelangi hanya dapat terlihat jika kita membelakangi matahari dan hujan terjadi di depan kita. Jika seberkas sinar matahari mengenai butir - butir air yang besar, maka sinar itu akan dibiaskan oleh bagian depan permukaan air. Sinar akan memasuki butir air. Sebagian kecil sinar akan dipantulkan oleh bagian belakang butir air. Selanjutnya sinar pantul ini mengenai permukaan depan dan dibiaskan oleh permukaan depan. Karena sinar pantul ini dibiaskan, maka sinar ini pun diuraikan atas spektrum spektrum matahari.
Cahaya putih merupakan campuran dari semua panjang gelombang cahaya tampak. Ketika cahaya ini jatuh pada sisi kertas, panjang gelombang yang berbeda ini dibelokkan dengan derajat yang berbeda pula, sesuai dengan hukum Snellius. Karena indeks bias yang lebih besar untuk panjang gelombang yang lebih pendek, maka cahaya ungu akan dibelokkan paling jauh dan merah akan dibelokkan paling dekat. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Dispersi pada prisma terjadi karena adanya perbedaan indeks bias kaca setiap warna cahaya.
DIFRAKSI
Gelombang memiliki beberapa sifat, salah satunya adalah difraksi. Difraksi adalah peristiwa pembelokan atau pelenturan arah gelombang ketika melewati penghalang berupa celah. Jika gelombang melewati celah yang ukurannya sempit, maka difraksi menyebabkan celah tersebut seolah-olah merupakan sumber gelombang melingkar. yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar.Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada sebuah celah sempit juga akan mengalami difraksi. Difraksi cahaya terjadi juga pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama.
Bila cahaya monokromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka cahaya akan dibelokkan atau dilenturkan. Sedangkan bila cahaya dijatuhkan polikromatik (cahaya putih atau banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi. Hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi.
Berkas cahaya jatuh pada celah tunggal, akan dibelokkan dengan sudut belok θ. Pada layar akan terlihat pola gelap dan terang. Pola gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensi.
Cahaya yang dilewatkan pada kisi difraksi akan membentuk garis gelap dan terang dengan rumus sebagai berikut :
Interferensi maximum
Interferensi minimum
Kisi difraksi merupakan suatu piranti atau alat untuk menganalisis sumber cahaya. Kisi adalah celah sempit yang dibuat dengan menggores sebuah lempengan kaca dengan intan. Sebuah kisi dapat dibuat 300 sampai 600 celah setiap 1 mm. pada kisi, setiap goresan merupakan celah. Celah diantara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah-celah yang terpisah.
Sebuah kisi memiliki konstanta atau tetapan kisi yang menyatakan banyaknya goresan tiap satu satuan panjang, yang dilambangkan dengan d, yang juga sering dikatakan menjadi lebar celah atau jarak antar celah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Banyaknya goresan tiap satuan panjang dinyatakan dengan N. Jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah kebalikan dari N, yaitu:
Jika berkas cahaya monokhromatis dijatuhkan pada sebuah kisi, sebagian akan diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut, apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokhromatis dengan perantaraan sebuah kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pita-pita (garis) terang pada layar. Intensitas pita-pita terang mencapai maksimun pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak dikiri dan kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila pitanya jauh dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan :
atau
Sedangkan pita gelap akan terjadi bila memenuhi persamaan :
Dimana: :
n = orde pola difraksi (0,1,2,………)
d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi)
λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan
θ = sudut lenturan (difraksi)
∆Y (P) = jarak terang pusat dengan orde ke-n
L = jarak layar ke kisi difraksi
Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya polikhromatis, kita akan melihat suatu spectrum warna. Spektrum yan paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde pertama (N=1). Garis gelap dan terang atau pembentukan spektrum akan lebih jelas dan tajam jika lebar celahnya semakin sempit atau konstanta kisinya semakin banyak atau besar. Garis gelap dan terang dan spektrum tersebut merupakan hasil interferensi dari cahaya yang berasal dari kisi tersebut yang jatuh pada layar titik atau tempat tertentu
BAB III
PERCOBAAN
DISPERSI
Tujuan Percobaan
Mengamati peristiwa dispersi cahaya
Waktu Dan Tempat
Waktu
Hari : Rabu, 10 April 2019
Pukul : 07.15 - 08.30
Tempat : Laboratorium Fisika
Alat dan Bahan
Sumber cahaya
Catu daya
Lensa
Diafragma
Meja optik
Kertas HVS
Prisma
Langkah Kerja
Persiapan
Susunlah alat berurutan dari kiri. Catu daya, Sumber cahaya, lensa, diafragma, meja optik. Buat jarak lensa 10 cm dari sumber cahaya. Aturlah lampu sehingga filamennya pada posisi tegak.
Putar dudukan lampu agar filamennya pada posisi tegak.
Siapkan kertas HVS, lipat ujung kertas hingga lipatan tersebut berdiri tegak 2 cm, ujung kertas yang dilipat akan digunakan untuk menangkap sinar bias yang keluar dari prisma.
Hubungkan catu dayak ke sumber tegangan PLN, pastikan catu daya dalam keadaan OFF.
Nyalakan sumber cahaya, usahakan agar berkas cahaya yang tampak pada kertas setajam mungkin. Bila perlu dekatkan meja optik ke lensa.
Lipat ujung kanan kertas kira-kira 2 cm dari ujung sehingga bagian itu dapat berdiri tegak. Ujung yang dilipat ini digunakan untuk mengamati sinar yang keluar dari prisma.
Pelaksanaan
Menyalakan sumber cahaya. Mengatur letak prisma siku-siku sehingga sinar yang keluar dari prisma siku-siku dengan sudut datang 30º dan seterusnya sampai lima sudut yang berbeda mengenai lipatan kertas gambar 2.
Mengamati sinar yang mengenai lipatan kertas.
Menandai jejak sinar yang masuk ke prisma dan yang keluar dari prisma.
Menandai warna yang paling atas dan paling bawah masing-masing dua titik.
Mematikan catu daya dan menyingkirkan prisma.
Menghubungkan masing-masing titik hingga membentuk garis.
Mengukur sudut deviasi warna paling atas dan paling bawah.
Mencatat pada tabel dan mengisi sudut dispersinya.
Tabel Data
No.
Sudut datang (i)
Sudut deviasi ungu (Du)
Sudut deviasi merah (Dm)
Du - Dm
1.
30
31
23
8
2.
45
34
23
11
3.
50
34
25
9
4.
60
35
27
8
Pertanyaan
Tentukan data rata-rata Du-Dm dari hasil percobaanmu!
Apakah deviasi warna ungu selalu lebih besar darlipada deviasi warna merah?
Berapakah sudut dispersi rata-rata?
Permukaan mana dari prismayang berperan menguraikan warna? Permukaan depan ataukah permukaan belakang?
Hasil percobaan diatas mana yang lebih besar indeks biasnya warna merah atau warna ungu?
Pembahasan
Rata-rata = 9
Diperoleh dari :
=
= 9
Ya, karena cahaya merah mempunyai kecepatan lebih besar maka cahaya mengalami deviasi lebih kecil. Sedangkan cahaya ungu yang mempunyai kecepatan lebih kecil mengalami deviasi lebih besar.
Rata-rata Du =
= 33,5
Rata-rata Dm =
= 24,5
Permukaan belakang karena permukaan depan prisma adalah tempat dimana cahaya masuk
Indeks cahaya bias ungu lebih besar daripada cahaya merah dan dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cahaya memiliki panjang gelombang yangbberbeda sehinggabsudut biasnya berbeda-beda.
DIFRAKSI
Tujuan Percobaaan
Menentukan panjang gelombang cahaya
Waktu Dan Tempat
Waktu
Hari : Rabu, 10 April 2019
Pukul : 07.15 - 08.30
Tempat : Laboratorium Fisika
Alat dan Bahan
Kisi difraksi 1 buah
Laser
Penggaris
Kertas HVS
Langkah Kerja
Letakkan kisi pada lebar 100 lines/mm di celah layar
Pastikan jarak antara kisi dengan kertas HVS berjarak 35 cm
Nyalakan laser dan lihat garis terang pada kertas HVS
Lalu tandai di pusat sinar laser yang ada pada kertas HVS dari lima titik disebelahnya sevara berurutan.
Data dan Analistik
Titik ke-
Konstanta kisi (d)
Sudut lenturan
Orde pola difraksi (n)
Panjang gelombang cahaya ()
1
100
0,07
1
7 x 10-4
2
100
0,07
2
7 x 10-4
3
100
0,07
3
7 x 10-4
4
`100
0,07
4
7 x 10-4
5
100
0,07
5
x 10-4
Pembahasan
Dari tabel diatas dihasilkan panjang gelombang cahaya yang sama disetiap perbedaan titik. Apabila di setiap titik menghasilkan nilai panjang gelombang yang sama maka percobaan pada difraksi kisi menggunakan laser sudah tepat. Apabila dalam perhitungan percobaan difraksi kisi hasil yang diperoleh tidak sama antar titik satu dengan titik yang lain maka praktik difraksi kisi yang dilakukan belum tepat dan diulang kembali sampai mendapat nilai yang sama pada setiap titik.
No comments:
Post a Comment