modul difraksi dan interferensi

Nama : 1. ............................ Hari / Tanggal :......................................
2. ............................

MODUL PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Pokok Bahasan : Cahaya Sebagai Gelombang
Sub Pokok Bahasan : Difraksi dan interferensi cahaya
Kelas / Semester : XII IA 2/ 1 ( satu )
Waktu : 2 x 45 menit ( 2 jam pelajaran )
Tujuan : Melalui lembaran kerja ini diharapkan siswa dapat menganalisis dan memecahkan permasalahan tentang difraksi dan interferensi cahaya yang ada dalam kehidupan sehari-hari.
Petunjuk : Pelajari buku fisika SMA Platinum kelas XII hal. 59 - 74


Bagian I ( Konsep Dasar )
Bacalah dan pahamilah materi di bawah ini!
*********************************************

Difraksi adalah pelenturan suatu gelombang. Berarti difraksi cahaya dapat didefinisikan sebagai pelenturan cahaya yaitu saat suatu cahaya melalui celah maka cahaya dapat terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan memiliki sifat seperti cahaya baru. Sifat-sifat difraksi pada cahaya ini dapat dibuktikan dengan melihat pola interferensi yang terjadi pada layar saat dipasang dibelakang celah. Ada beberapa peristiwa difraksi yang dapat kalian pelajari. Cermati pada penjelasan berikut.

Pola interferensi pada difraksi celah tunggal ini terlihat adanya garis-garis gelap. Sedangkan pola terangnya lebar. Terang pusat akan melebar setengah bagian lebih lebar pada kedua sisi. Dari kejadian ini dapat dituliskan syarat-syarat interferensi sebagai berikut.

dengan : D = lebar celah (m)
θ = sudut berkas sinar dengan arah tegak lurus (derajat)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
m = 1, 2, 3, 4, ....

Syarat terpisahnya dua titik sumber cahaya yang masih bisa dibedakan harus memenuhi sudut resolusi minimum. Menurut Airy, sudut ini memenuhi pola interferensi minimum dengan memenuhi persamaan sebagai berikut.

dengan : θm = sudut resolusi minimum (rad)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
D = diameter bukaan alat optik (m)
ym = daya urai (m)
1,22 = tetapan dari Airy

Sudah tahukan kalian dengan kisi difraksi itu? Kisi difraksi disebut juga celah majemuk yaitu celah-celah sempit yang tertata rapi dengan jarak yang cukup dekat. Pada kisi ini biasanya tertulis data N garis/cm. Dari nilai N ini dapat ditentukan jarak antara celah d dengan hubungan sebagai berikut .


Jika cahaya melawati celah majemuk (kisi) maka cahaya itu akan mengalami difraksi atau pelenturan. Bukti difraksi pada kisi ini dapat dilihat dari pola-pola interferensi yang terjadi pada layar yang dipasang dibelakangnya. Pola interferensi yang dihasilkan memiliki syarat-syarat seperti pada celah ganda percobaan Young. Syarat interferensi tersebut dapat dilihat pada persamaan berikut.


Sudah tahukah kalian apakah interferensi itu ? Interferensi adalah gabungan dua gelombang atau lebih. Cahaya merupakan gelombang yaitu gelombang elektromagnetik. Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar maka interferensinya sulit diamati. Beberapa contoh terjadinya interferensi cahaya dapat kalian perhatikan pada penjelasan berikut.

Perhatikan Gambar 3.1(a), dua berkas cahaya koheren dilewatkan pada celah ganda kemudian dapat mengenai layar. Pada layar itulah tampak pola garis-garis terang seperti pada Gambar 3.1(b). Pola garis-garis terang dan gelap inilah bukti bahwa cahaya dapat berinterferensi celah ganda Young


dengan : d = jarak antar celah (m)
θ = sudut yang dibentuk berkas cahaya dengan garis mendatar
m = pola interferensi (orde), m = 0, 1,2,3,....
λ = panjang gelombang cahaya yang berinterferensi (m)

Perhatikan kembali Gambar 3.1. Untuk sudut θkecil ( θ ≤ 120) akan berlaku : sin θ ≈ tang θ berarti selisih lintasannya memenuhi hubungan berikut.


Kalian tentu pernah main air sabun yang ditiup sehingga terjadi gelembung. Kemudian saat terkena sinar matahari akan terlihat warna-warni. Cahaya warna-warni inilah bukti adanya peristiwa interferensi cahaya pada lapisan tipis air sabun. Interferensi ini terjadi pada sinar yang dipantulkan langsung dan sinar yang dipantulkan setelah dibiaskan. Syarat terjadinya interferensi memenuhi persamaan berikut.

dengan : n = indeks bias lapisan
d = tebal lapisan (m)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
m = 0, 1, 2,3, 4, ......











Bagian II ( Uji Pemahamanmu )
Jawablah Pertanyaan di bawah ini dengan benar dan tepat












Bagian II ( Uji Pemahaman )
Kerjakan soal – soal berikut ini dengan benar !
******************************************