Difraksi

Difraksi

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens. Pada animasi pada gambar sebelah kanan atas terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling berinterferensi satu samAa lain.

Prinsip Huygens

Apa yang terjadi apabila gelombang  permukaan air melalui celah yang sempit ?


1. Difraksi Cahaya pada Celah Tunggal

Difraksi pada celah sempit, bila cahaya yang dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih\banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi

Gambar peristiwa difraksi pada celah tunggal

Berkas cahaya jatuh pada celah tunggal, seperti pada gambar , akan dibelokan dengan sudut  belok θ. Pada layar akan terlihat pola gelap dan terang.Pola gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensi

Rumus, hasil interferensi pada celah tunggal dapat dituliskan Sbb :

Interferensi Maksimum (terjadinya pola terang )

d sin θn = (2n – 1) ½ λ      atau        d.p/l= (2n – 1) ½ λ ,      n = 1, 2, 3, ……dst

d = lebar celah,   θn= sudut belok, n = bilangan asli, λ = panjang gelombang,

l= jarak celah ke layar, p = jarak antara dua terang atau gelap

—Interferensi Minimum (terjadi pola gelap)

d sin θn = (2n) ½ λ= nλ atau         d p/l  = (2n) ½ λ = n λ ,     n = 1,2,3 , ….dst

Contoh Soal :

Cahaya monokhromatik dari sumber cahaya yang jauh datang pada sebuah celah tunggal yang lebarnya 0,8 mm dan jarak pusat terang ke gelap kedua adalah 1,80 mm  dan panjang gelombang cahaya 4800 A maka jarak celah ke layar adalah….

  1. 2 m                  d. 0,5 m
  2. 1,5 m               e. 0,02 m
  3. 1 m

Penyelesaian

Diketahui : d = 0,8 mm , p = 1,8 mm, λ= 4800 A = 4,8 x 10-7 m, n = 2

Ditanyakan : l =….?

Jawaban :

d p/l  = (2n) ½ λ,     l = d p/ (2n) ½ λ,

l = 0,8 x 10-3 ( 1,8 x 10-3) / 2 .2.  1/2. 4,8 x 10 -7  = 1,5 meter

Jika seberkas sinar monokromatik jatuh pada kisi difraksi, akan terjadi peristiwa difraksi dan interferensi seperti pada gambar berikut


Skhema, saat berkas sinar jatuh pada kisi difraksi

Disebut  kisi difraksi jika jumlah kisi menjadi N buah, pada umumnya:
Ncelah = ~ribuan buah per cm/mm
Hasil difraksi dan Interferensi, akan terlihat pola gelap dan terang pada layar

Rumus Interferensi pada Celah banyak/kisi difraksi kebalikan dari rumus interferensi pada celah tunggal

Interferensi maksimum (terjadi pola terang)

d sin θ = (2n) ½ λ = n λ atau         d p/l  = (2n) ½ λ= nλ ,     n = 1,2,3 , ….dst

Interferensi Minimum (terjadi pola gelap)

d sin θ = (2n – 1) ½ λ      atau        d.p/l= (2n – 1) ½ λ ,      n = 1, 2, 3, ……dst

d = konstanta kisi=lebar celah = 1/N (N = banyak celah/goresan),   θ= sudut belok=sudut difraksi

n = bilangan asli= orde

λ = panjang gelombang, l= jarak celah ke layar, p = jarak antara dua terang atau gelap

—Contoh Soal :

Seberkas sinar monokhromatik dengan panjang gelombang 5000Ao, datang tegak lurus pada kisi yang terdiri dari  5000 garis tiap cm, mka sudut belok pada orde terang ke 2 adalah….

A.  0                      D. 90°

B. 30°                    E. 120°

C. 45°

Penyelesaian :

diketahui : λ= 5000Ao= 5x 10-7 m,  d = 1/N  = 1 cm/5000, n = 2

Ditanyakan : θ = …….?

Jawab :    d sin θ = (2n) ½ λ = n λ

0,01/5000 sin θ = 2 . 5.10-7 ……….. θ=  30°

3. Difraksi Terhadap Perbesaran Alat Optik (Difraksi pada celah berlubang)

Difraksi yang terjadi jika cahaya dilewatkan melalui lubang sempit berbentuk lingkaran. seperti lubang pupil mata manusia, D = diameter pupil, S1 dan S2 dua sumber cahaya, seperti dua lampu sorot pada mobil.Pola difraksi yang dihasilkan berbentuk lingkaran pada layar atau retina mata . Pada retina mata ada dua bayangan yang berbentuk lingkaran di S1′ dan S2′, Seperti gambar berikut/gambar daya urai suatu lensa mata/daya urai alat optik.

Pada malam hari  mobil kita akan menyalakan lampu saat  sedang bergerak, pada saat berpapasan dengan mobil lain ayang arahnya berlawan, juga menyalakan lampu, kita akan silau melihat mobil itu. Apa yang terjadi pada mata kita melihat silau/ tidak jelas penglihatan. Terjadinya silau karena pada retina mata bayangan dari dua lampu mobil tidak bisa dipisahkan, seperti pada gambar (a)

Beberapa Kemungkinan Difraksi Cahaya Alat Optik ( Retina mata )

Gambar (a) bayangan berimpit dari dua sumber cahaya/dua benda

(b) hampir dapat dipisahkan dari bayangan dari dua sumber cahaya/dua benda

(c) bayangan dari dua sumber cahaya/dua benda tepat dipisahkan

Daya Urai Lensa (d)

Adalah kemampuan alat optik untuk menghasilkan bayangan yang terpisah dari dua benda yang berdekatan.

Kriteria Rayleigh berbunyi : Dua benda titik tepat dapat dipisahkan jika pusat dari pola difraksi benda pertama berimpit dengan minimum pertama dari difraksi benda kedua.

Beberapa Persamaan yang didapat dari Gambar daya urai

sin θ= 1,22 λ/D,    sin θ= d/l,      d = 1,22 λ. l/D

λ = Panjang gelombang,        d= daya urai= jarak antara dua sumber cahaya

l = jarak antara dua sumber cahaya sampai layar/retina mata

D = lubang pupil/diafragma mata
Contoh Soal

Jarak antara dua lampu depan sebuah lampu mobil 122 cm, diamatai oleh mata yang memiliki diameter pupuil 3 mm, jika panjang gelombang cahaya yang diterima mata 500 nm, maka jarak mobil paling jauh supaya masih dapat dibedakan sedabagai dua lampu yang terpisah adalah….

A.  6000 m       B.   5000 m          C.  4000 m D.  3000 m                  E.   2000 m

Penyelesaian :

Diketahui : d = 122 cm = 1,22 m,  D = 3 mm = 0,003 m,  λ.= 500 nm = 5.10-7 m

Ditanyakan : l=……..? jarak antara dua lampu sampai retina mata kita

Jawab :

d= 1,22 λ. l/D

1,22 = 1,22 . 5.10-7. l/0,003……………     l = 6000 m

Like this:

Be the first to like this post.

Untuk menganalisa atau mensimulasikan pola-pola tersebut, dapat digunakan Transformasi Fourier atau disebut juga dengan Fourier Optik.

Difraksi cahaya berturut-turut dipelajari antara lain oleh:

mλ = dsin θ

dimana d adalah jarak antara dua sumber muka gelombang, θ adalah sudut yang dibentuk antara fraksi muka gelombang urutan ke-m dengan sumbu normal muka gelombang fraksi mula-mula yang mempunyai urutan maksimum m = 0.[13]. Difraksi Fresnel kemudian dikenal sebagai near-field diffraction, yaitu difraksi yang terjadi dengan nilai m relatif kecil.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

  • Ikuti

    Get every new post delivered to your Inbox.

    %d bloggers like this: