Difraksi Cahaya – Materi pembahasan kali ini yakni tentang difraksi lengkap beserta penegrtian, rumus, celah tunggal dan contohnya. Namun dipertemuan sebelumnya kita juga telah membahas materi tentang Derajat Ionisasi Baiklah untuk lebih jelasnya mari simak ulasan dibawah ini.
Pengertian Difraksi Cahaya
Apa yang dimaksud dengan Difraksi? ialah merupakan suatu gejala pembelokan cahaya yang mana apabila mengenai suatu celah sempit. Maka celah yang dilalui cahaya akan semakin semakin sempit, dan dapat menghasilkan perubahan arah penjalaran cahaya yang semakin lebar.
Pada suatu penghalang ini hanya dapat meneruskan sebagian kecil dari gelombang; yang dapat melalui lubang celah dapat terus, yang lainnya berhenti atau kembali.
Kemudian selanjutnya pada saat cahaya masuk dengan melalui celah yang cukup lebar, maka akan membentuk suatu bayangan geometris pada layar.
Pada bagian yang terang akan persis sama lebar dengan panjang celah. Di luar bagian yang terang yakni bayangan geometris. Sekarang apabila celah dipersempit, maka pada bagian yang terang dilayar akan melebar ke daerah bayangan geometmetrisnya.
Pertama kali Difraksi ditemukan oleh FrancescoM.Grimaldi (1618-1663) dan gejala ini juga diketahui oleh Huygens (1620-1695) dan Newton (1642-1727).
Akan tetapi Newton tidak melihat kebenaran tentang teori gelombang disisni, sedangkan, Huygens yang percaya pada teori gelombang tidak percaya pntuk menerangkan difraksiada difraksi.
Maka oleh sebab itu, ia tetap menyatakan bahwa cahaya berjalan lurus. Frensel (1788-1827) secara tepat menggunakan teori Huygens yang disebut prinsip Huygens frensel, Berunyi :
“ Setiap titik muka gelombang di celah merupakan sumber cahaya titik dari gelombang bola, sehingga muka gelombang neto pada titik-titik diluar celah adalah hasil superposisi gelombang bola yang bersumber dari titik muka gelombang muka dicelah”.
Jenis-Jenis Difraksi
Difraksi terbagi menjadi dua jenis yaitu difraksi frounhofer dan fresnel.
Difraksi frounhofer
Apabila letak sumber cahaya jauh sekali dari celah, artinya berkas yang memasuki celah harus sejajar dan yang keluar dari celah harus sejajar.
Kemudian untuk bermacam arah belokan yang mana artian dari celah sempit ialah merupakan suatu celah yamg mempunyai sebuah lebar jauh lebih kecil dan panjang celah juga sangat lebih kecil dari pada jarak celah ke layar. Sementara itu, topic yang meliputi difraksi franhoufer sebagai berikut:
- Celah tunggal (single slit )
- Lubang bulat (circular aperture )
- Dua celah sempit
- Kisi (celah banyak )
Difraksi Fresnel
Apabila jarak sumber ke celah dan celah ke layer dekat, berkas tidak perlu sejajar; celah lebar; tidak sempit.
Celah ialah merupakan suatu lubang yang berbentuk empat persegi panjang yang memiliki lebar kecil sekali bila dibandingkan dengan panjangnya. Topik yang meliputi difraksi frensel sebagai berikut :
- Luang bulat
- Celah persegi
- Penghalang berbentuk Piringan
- Penghalang berbentuk lancip (tajam)
Difraksi Celah Tunggal
Pada pembahasan ini mengenai difraksi Fraunhofer yang dihasilkan oleh celah tunggal.
Adapun dari salah satu jenis difraksi Fraunhofer, yakni dengan sumber cahaya dan layar penerimanya berada pada jarak tak terhingga dari benda penyebab difraksi, sehingga muka gelombang tidak lagi diperlakukan sebagai bidang sferis, melainkan sebagai bidang datar.
Perhatikan pada Gambar 1 yang mana menunjukkan suatu gelombang cahaya dengan panjang gelombang λ didifraksikan oleh celah sempit dengan lebar d.
Adanya pola gelap dan terang ini terbentuk pada saat gelombang cahaya mengalami interferensi.
Beda lintasan ke titik P yakni ( d/2 ) sin θ, dengan θ ialah merupaka sebuah sudut antara garis tegak lurus terhadap celah dan garis dari pusat celah ke P.
Kemudian jika adanya beda lintasan yang terjadi yakni 1/2 λ, maka kedua cahaya (Gambar 1) akan saling memperlemah dan menyebabkan terjadinya interferensi minimum sehingga pada layar terbentuk pola gelap.
Maka, pada pola gelap (difraksi minimum) terjadi jika: d.sin θ=n. λ;n=1,2,3 ….. Namun sementara itu, pada pola terang (difraksi maksimum) terjadi bila: d.sinθ=(n-1/2)λ;n=1,2,3 ……………………… (2)
Difraksi Celah Majemuk (Kisi Difraksi)
Kemudiap dalam Kisi difraksi yakni merupakan sebuah piranti agar dapat menghasilkan spektrum dengan menggunakan difraksi dan interferensi, yang tersusun oleh celah sejajar dalam jumlah sangat banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam orde 1.000 per mm).
Maka dengan cara menggunakan banyak celah, garis terang dan gelap yang dihasilkan pada layar menjadi lebih tajam.
Apabilabanyaknya garis (celah) per satuan panjang, misalnya cm adalah N, maka tetapan kisi d adalah: d=1/N
Bila cahaya dilewatkan pada kisi dan diarahkan ke layar, maka pada layar akan terjadi hal-hal berikut ini.
- Garis terang (maksimum), apabila:
d.sinθ= n.λ;n=0,1,2…..
- Garis gelap (minimum), apabila:
d.sinθ=(n -1/2)λ;n=1,2,3,……………….. (5) Kemampuan lensa untuk membebaskan bayangan dari dua titik benda yang sangat dekat disebut resolusi lensa.
Maka apabila pada dua titik benda sangat dekat, jadi pola difraksi bayangan yang terbentuk akan tumpang tindih.
Contoh Difraksi
Pada celah tunggal mempunyai lebar 0,1 mm dan disinari berkas cahaya dengan panjang gelombangnya 4.000 .
Jika pola difraksi ditangkap pada layar yang berjarak 20 cm dari celah, maka tentukanlah jarak antara garis gelap ketiga dan garis pusat terang! Pembahasan / Penyelesaian: Diketahui:
- d = 0,1 mm = 10-4 m
- λ = 4.000 Å = 4 × 10-7 m
- l = 20 cm = 2 × 10-1 m
Jarak garis gelap ketiga dari pusat terang p dapat dihitung dari rumus jarak gelap ke-n dari pusat terang. Jadi,
- d.sin θ = n. λ
- pd / l = n. λ
Untuk garis gelap ke-3 maka n = 3 p=31λ/d
- =(3)(2×10¯¹)(4×10¯7)/10¯4
- =24×10¯8/10¯4.
- = 24×10¯4=2,4×10¯³m=2,4mm
Praktikum / Percobaan Fisika Sederhana
Tujuan : Melakukan percobaan difraksi pada celah tunggal.
Bahan dan alat : Dengan bersumber dari cahaya laser atau lampu sorot yang kuat, celah tunggal yang terbuat dari kertas disilet sepanjang ± 2,5 cm, penggaris, layar.
Pola kerja :
- Pasang alat percobaan seperti gambar.
- Sinarilah celah itu dengan laser.
- Tangkaplah bayangannya dengan layar.
- Ukurlah jarak yang sesuai dengan orde yang ditinjau.
- Ukurlah jarak x.
Difraksi? ialah merupakan suatu gejala pembelokan cahaya yang mana apabila mengenai suatu celah sempit. Maka celah yang dilalui cahaya akan semakin semakin sempit, dan dapat menghasilkan perubahan arah penjalaran cahaya yang semakin lebar.
Demikianlah materi pembahasan kali ini tentang difraksi cahaya, semoga artikel kali ini dapat bermanfaat bagi sobat semua.
Artikel Lainnya :