INTERFERENSI Irnin Agustina D.A., M.Pd am_nien@yahoo.co..id.

Presentasi berjudul: "INTERFERENSI Irnin Agustina D.A., M.Pd am_nien@yahoo.co..id."— Transcript presentasi:

1 INTERFERENSI Irnin Agustina D.A., M.Pd

2 Interferensi dan syarat-syaratnya
Interferensi adalah Perpaduan dua atau lebih sumber cahaya sehingga menghasilkan keadaan yang lebih terang dan keadaan yang gelap. Interferensi Maksimum : gelombang saling memperkuat/konstruktif, Interferensi Minimum : gelombang saling memperlemah/destruktif,

3 Interferensi dan syarat-syaratnya

4 Interferensi dan syarat-syaratnya
Dua buah gelombang akan menghasilkan pola interferensi yang stabil, jika memiliki frekuensi yang sama. Perbedaan frekuensi yang signifikan mengakibatkan beda fasa yang bergantung waktu, sehingga I12 = 0. Jika sumber memancarkan cahaya putih, maka komponen merah berinterferensi dengan merah, biru dengan biru dst. Jika sumbernya monokromatik, maka pola interferensi adalah gelap-terang.

5 Interferensi dan syarat-syaratnya
Pola interferensi akan terlihat jelas, jika sumber memiliki amplitudo yang hampir sama atau sama. Daerah pusat dari pola terang atau gelap menunjukkan interferensi yang konstruktif atau destruktif sempurna. Sumber harus sefasa, atau memiliki beda fasa yang konstan, sehingga disebut koheren, baik koheren ruang maupun koheren waktu. (Laser sangat memenuhi kriteria untuk interferensi)

6 Contoh sumber gelombang interferensi
1. Satu lampu dengan dua celah 2. Dua loudspeaker yang berasal dari satu amplifier. 3. LASER

7 Interferensi secara matematis
Analisa penjumlahan 2 gelombang : E1 = E01 sin ( ωt +α1) ; α1= -(kx1+ ε1) E2 = E02 sin ( ωt +α2) ; α2= -(kx2+ ε2) E = E1+ E2= E01 sin ( ωt +α1) + E02 sin ( ωt +α2) = { E01 sin ωt cos α1+ E01 cos ωt sin α1} + { E02 sin ωt cos α2 + E02 cos ωt sin α2} = { E01 cos α1+ E02 cos α2} sinωt+{E01 sin α1+ E02 sin α2} cos ωt = E0 cos β sin ωt + E0 sinβ cos ωt = E0 sin ( ωt +β) (hasilnya adalah persamaan gelombang juga)

8 Interferensi celah ganda (Young)

9 Interferensi celah ganda (Young)
Pita merah adalah puncak gelombang dan pita putih adalah lembah gelombang. Bila pita merah bertemu dengan pita merah maka akan terjadi interferensi maksimum dan sebaliknya jika pita merah bertemu dengan pita putih maka akan terjadi interferensi minimum.

10 Interferensi celah ganda (Young)
Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801 Ketika dua gelombang yang koheren menyinari/melalui dua celah sempit, maka akan teramati pola interferensi terang dan gelap pada layar.

11 Interferensi celah ganda (Young)

12 Interferensi celah ganda (Young)
Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah sempit mempunyai perbedaan (beda lintasan), hal ini yang menghasilkan pola interferensi.

13 Interferensi celah ganda (Young)
Interferensi Maksimum Percobaan celah ganda Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dengan nol atau bilangan bulat kali panjang gelombang λ d sin θ = m λ; m = 0, 1, 2 ………. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l, dengan demikian : Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. 𝑑𝑃 𝑙 =𝑚𝜆

14 Syarat interferensi minimum
Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180o, yaitu jika selisih lintasannya sama dgn bilangan ganjil kali setengah λ. Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebut gelap ke-1, dst. Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka

15 Interferensi celah ganda (Young)
Jarak Dua Garis pada percobaan celah ganda Jarak antara dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap berurutan. Jika jarak itu disebut Δp, maka : 𝜟𝒑 𝒅=𝝀𝒍

16 Intensitas pada percobaan celah ganda Young

17 Intensitas pada percobaan celah ganda Young

18 Latihan soal Pada percobaan Young jarak antar celah adalah 25 m dan layar terletak 1,5 m di depannya. Jika jarak antara minimum (gelap) kedua dan maksimum (terang) kedua adalah 1,5 cm tentukan : a). Panjang gelombang dari cahaya yang digunakan b). Tentukan posisi dari minimum ke- 7

19 Latihan soal

20 Latihan Soal Seberkas cahaya jatuh tegak lurus mengenai 2 celah yg berjarak 0,4 mm. Garis terang tingkat ke 3 yg dihasilkan pada layar berjarak 0,5 mm dr terang pusat. Jika jarak layar dgn celah 40 cm, maka panjang gelombang cahaya tersebut adalah... Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm satu dengan lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang pertama dari terang pusat 1,5 mm, maka panjang gelombang cahaya adalah …

21 Interferensi lapisan tipis dan cincin newton

22 Interferensi lapisan tipis
Cahaya monokromatik yang dikenakan pada suatu permukaan lapisan tipis dapat menunjukkan fenomena interferensi. Hal ini terjadi karena ada beda fase antara berkas cahaya yang langsung dipantulkan (berkas 1) dengan cahaya yang mengalami pembiasan lebih dulu (berkas 2).

23 Interferensi lapisan tipis
Gelombang yang menjalar dari suatu medium menuju medium yang lebih rapat akan mengalami pemantulan oleh medium yang lebih rapat dan mengalami perubahan fasa sebesar Sedangkan gelombang yang menjalar dari suatu medium menuju medium yang kurang rapat tidak mengalami perubahan fasa d

24 Interferensi lapisan tipis
Beda jarak lintasan antara dua sinar tersebut jika arah sinar tegak lurus adalah 2d. Sehingga Dapat dirumuskan persamaan untuk interferensi maksimum dan minimumnya adalah Perubahan fasenya kedua berkas sinar tersebut adalah

25 Interferensi maksimum (konstruktif) pada sebuah film dengan ketebalan d dan indeks bias n yang dikelilingi udara adalah 2𝑛𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃= 𝑚− 1 2 𝜆 m = 1,2,3,

26 Interferensi minimum (destruktif) = terjadi jika beda fasa total sama dengan setengah bilangan bulat dikalikan dengan 2. Pusatnya berupa gelap. 2𝑛𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃=𝑚𝜆 m = 0,1,2,3, d = tebal lapisan (m) n = indeks bias

27 Soal..... Gelembung sabun tampak hijau (λ=540 nm) di titik permukaan depan paling dekat dengan pengamat. Berapa ketebalan minimumnya? (anggap n=1,35)

28 CINCIN NEWTON Cincin newton terjadi karena adanya perbedaan fase sinar yang datang dan memantul pada sebuah lensa plankonveks atau bikonveks yang diletakkan diatas sebuah kaca planpararel yang mempunyai latar belakang gelap.

29 CINCIN NEWTON

30 RANCANG BANGUN ALAT

31 CINCIN NEWTON Cincin newton terjadi karena adanya perbedaan fase sinar yang datang dan memantul pada sebuah lensa plankonveks atau bikonveks yang diletakkan diatas sebuah kaca planpararel yang mempunyai latar belakang gelap. Cincin Newton sebenarnya adalah pola interferensi yang berupa lingkaran-lingkaran gelap dan terang yang konsentris. Pola fringes ini dihasilkan oleh interferensi cahaya yang dipantulkan oleh lapisan udara yang terletak di antara gelas datar dan lensa cembung.

32 CINCIN NEWTON Jika seberkas sinar jatuh tegak lurus pada permukaan datar lensa L, maka sebagian akan dipantulkan dan sebagian akan lagi diteruskan. Sinar yang diteruskan mengenai permukaan lengkung lensa, sebagian dipantulkan lagi, dan sebagian dibiaskan menembus lensa, keluar melalui lapisan tipis udara dan jatuh pada permukaan gelas G, berkas ini akan dipantulkan kembali dengan sesuatu pergeseran fasa sesuai dengan tebal lapisan udara (d).

33 CINCIN NEWTON

34 Cincin newton untuk mengetahui indeks bias fluida

35 CINCIN NEWTON

36 Latihan Soal Jari-jari lingkaran terang pertama pada cincin Newton adalah 1 mm. Jika jari-jari plan-konveks adalah 4 m, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah … .

37 INTERFERENSI CELAH BANYAK

38 INTERFERENSI CELAH BANYAK

39 INTERFERENSI CELAH BANYAK

40 INTERFERENSI CELAH BANYAK

41 INTERFERENSI CELAH BANYAK
𝑑= 1 𝑁 Dengan N = banyaknya garis

42 INTERFERENSI CELAH BANYAK

43 Latihan Soal Sebuah kisi mempunyai 500 garis per cm. Sebuah sinar dilewatkan padanya sehingga terjadi interferensi maksimum ke-2 pada jarak 20 mm. Berapakah panjang gelombang sinar yang digunakan? Jarak kisi ke layar 1 m.

44 INTERFEROMETRY MICHELSON
Interferometer michleson bekerja berdasarkan pemecahan amplitudo dari sinar yang berasal dari sebuah sumber. Sinar dipecah menjadi 2 bagian oleh kaca setengah mengkilat. Perjalanan bagian sinar yang 2 Sinar berjalan dari sumber kemudian dipantulkan ke atas oleh kaca G. Bagian sinar 1 ini kemudian dipantulkan oleh cermin T2 kemudian ditransmisikan ke bawah menuju ke layar. Total jarak perjalanan sinar 1 (x1) ini hingga mencapai layar = 2.t Sinar menembus kaca 3 kali yaitu pada saat masuk kaca G, dipantulkan ke atas, dan pada saat melewati kaca G menuju layar.

45 INTERFEROMETRY MICHELSON
Perjalanan bagian sinar 1 Sinar yang kedua diteruskan oleh kaca G menuju ke cermin T1. Sinar ini kemudian dipantulkan menuju kaca G kembali untuk dipantulkan ke bawah menuju layar. Total jarak (x2) sinar kedua ini hingga mencapai layar adalah 2.t1+ 1. Sinar hanya menebus kaca 1 kali jika tidak ada tambahan kaca yang ke-2. Tambahan kaca yang kedua membuat sinar ini menembus kaca 3 kali yaitu saat melewati kaca G dan melewati kaca ke-2 sebanyak 2 kali. Kaca ke-2 berfungsi untuk mengkompensasi jarak optis sehingga sama dengan perjalanan sinar 1.

46 INTERFEROMETRY MICHELSON

47 INTERFEROMETRY MICHELSON

48 Soal Berapa jauh cermin M2 pada salah satu interferometer michleson harus digeser untuk mendapatkan 300 rumbai terang yang muncul jika cahaya yang dipakai mempunyai panjang gelombang 600 nm.

49 TUGAS Pada percobaan Young, dua celah berjarak 1 mm diletakkan pada jarak 1 meter dari sebuah layar. Bila jarak terdekat antara pola interferensi garis terang pertama dan garis terang ke- 11 adalah 4 mm, maka panjang gelombang cahaya yang menyinari adalah … Sebuah gelembung sabun (n=1,33) melayang di udara. Jika ketebalan dinding gelembung 115 nm, berapakah panjang gelombang cahaya yang dipantulkan paling kuat?

50 TUGAS 3. Saat suatu zat cair dimasukkan ke dalam ruang udara antara lensa dan lempengan dalam perangkat cincin Newton, garis tengah dari cincin kesepuluh adalah 1 mm. Jika jari-jari plan konveks 4 m, dan panjang gelombang cahaya 540 Angstrom. Carilah indeks bias zat cair tersebut 4. Cahaya putih diuraikan menjadi komponen-komponen spektrumnya oleh suatu kisi difraksi. Jika kisi tersebut memiliki 2000 garis per cm, maka pada sudut berapakah cahaya merah dengan panjang gelombang 640 nm muncul pada orde pertama 5. Sebuah interferometri michleson sebuah cerminya digeser sejauh 0,15 mm. Dalam percobaan ini didapatkan jumlah sinar baik yang gelap atau terang muncul sebanyak 450 buah. Berapakah panjang gelombang yang digunakan?