Interferensi dan Difraksi OPTIKA FISIS

Interferensi Cahaya kedua sumber mempunyai fase yang konstan (koheren) Bila terdapat dua buah gelombang bertemu akan terjadi superposisi destruktif dan konstruktif Dua buah lampu tidak akan menghasilkan interferensi cahaya karena fase tidak tetap (tidak koheren) Syarat terlihatnya interferensi cahaya : kedua sumber mempunyai fase yang konstan (koheren) sumber harus mempunyai panjang gelombang tunggal (monokromatik) Contoh dua speaker yg menggunakan satu amplifier yg sama akan menghasilkan interferensi

Celah Ganda-Experimen Young Salah satu metode untuk menghasilkan cahaya koheren adalah melewatkan cahaya monokhromatik melalui celah ganda

Percobaan Thomas Young

Selisih satu panjang gelombang : int.Max Selisih setengah panjang gel : int. Min

Konstruksi Geometri

Beda lintasan  yang menentukan max atau min Pola terang (Max) : d sin  = m  m=0,1,  2,  3,... Pola Gelap (Min) : d sin  = (m+1/2) 

Untuk L>>d maka sudut  << sehingga Sin   Tan   y/L Untuk pola terang : d y /L = m  y terang = m  L/d Untuk pola gelap : d y /L = (m+1/2)  y gelap = (m+1/2)  L/d

Contoh Jika sebuah layar diletakkan sejauh 1.2 m dari celah ganda yang mempunyai jarak antar celah sebesar 0.03 mm. Pada percobaan tersebut dilewatkan cahaya sehingga menghasilkan pola terang kedua yang berjarak 4.5 cm dari pusat. Tentukan panjang gelombang cahaya yg dipakai Tentukan jarak antara dua pola terang

Distribusi Intensitas Misal gel yg datang dititik P adalah : E1 = Eo sin (t) E2 = Eo sin (t +) Dengan  bergantung  Pada saat  = 1 , =2, sehingga secara matematis bisa ditulis:  =   2 Atau : = 2 d sin 

Ep =E1 +E2= Eo (sin (t) + sin (t +)) Dengan menggunakan aljabar vektor : sin A + sin B = 2 sin (A+B) cos (A-B) 2 2 Dengan A = t + dan B = t maka : Ep =2 Eo cos () sin (t +) 2 2 Intensitas I sebanding dengan kuadrat medan : I  Ep2 = 4 Eo2 cos2 () sin2 (t +) 2 2 Dengan harga rata-rata dari sin2 (t +/2)=1/2 maka : I = I max cos2 (/2) = Imax cos2( d (sin ) /)  Imax cos2( d y) L 

Selaput tipis (thin film) Efek interferensi bisa dengan mudah diamati pada lapisan minyak atau gelembung sabun Misalkan sebuah lapisan tipis dengan indeks bias n dengan tebal t dimana n>1 Sinar 1 berubah fase 180o, sinar 2 tidak

Syarat terjadi interferensi maksimum : beda lintasan (2t) haruslah kelipatan dari n/2 2t = (m+1/2) n , m= 0,1, 2, 3... Karena n= / n maka: 2t = (m+1/2) /n atau : 2nt =(m+1/2) 

Syarat interferensi minimum : beda lintasan haruslah kelipatan  2nt = m m= 0,1, 2, 3...

Contoh Hitung tebal gelembung sabun agar terjadi interferensi maksimum ketika disinari cahaya dengan panjang gelombang 600 nm? Apakah jika tebalnya diduakalikan akan terjadi interferensi maksimum?

Difraksi Celah Sempit Lebar celah jauh lebih kecil dibanding panjang gelombang Pola difraksi : Maksima pusat, maksima skunder dan minima

Asumsikan setiap titik didalam celah berlaku sbg sumber Asumsikan setiap titik didalam celah berlaku sbg sumber. Misal lebar celah adalah a, Lebar celah dibagi dua menjadi a/2, Berkas dari tengah2 celah & dari ujung celah berinterferensi dgn selisih lintasan a/2 sin

Bila pada beda lintasan berbeda fase ½ , maka akan destruktif a/2 sin  = /2 atau : a sin =  atau sin = /a Bila celah dibagi 4 maka : a/4 sin = /2 atau : a sin = 2 atau sin = 2/a Bila dibagi 6 : sin = 3/a Secara umum interferensi destruktif : sin = m/a dgn m= 1, 2, 3,..

Pola intensitas difraksi

Intensitas Difraksi Lebar celah : y Beda fase antar dua titik ini :   = (2/)y sin 

Intensitas I sebanding dengan Eo2 maka : Dengan :  =(2/) a sin 

Contoh Seberkas sinar dengan panjang gelombang 580 nm jatuh pada celah sempit dengan ukuran 0.33 mm dengan jarak layar 2 m. Tentukan posisi gelap pertama dan lebar central maksimanya!

Difraksi pada kisi Kisi terdiri dari ribuan celah kecil Dalam 1 cm terdapat 5000 celah. Jadi jarak antar celahnya d= 1/5000 cm Pola terang maksimum : d sin  = m

Contoh Cahaya monokromatik dari neon helium dgn panjang gel 632.8 nm dilewatkan pada kisi dengan celah 6000/cm. Tentukan sudut sudut maksimum pertama dan maksimum kedua