Laporan Rlab OR02

LAPORAN R-LAB

Nama : Dwi Muhadiyantoro

NPM : 1306405566

Fakultas/Prog.Studi : Teknik/Teknik Mesin

Grup & Kawan Kerja : Grup 2 1. Dimas Hendrawan

2. Dany Fauzan

3. Diinii Haniifah

4. Dicky Alamsyah

5. Fariz Zhafari

6. Defiana Darmastuti

7. Eki Noerfitriyani

8. Danu Irawan

No & Nama Percobaan : OR02 – PENGUKURAN LEBAR CELAH

Minggu Percobaan : Minggu ke-7

Tanggal Percobaan : 22 April 2014

Laboratorium Fisika Dasar

UPP IPD

Universitas Indonesia

I. Tujuan

Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi

II. Alat

1. Piranti laser dan catu daya Resistor

2. Piranti pemilih otomatis celah tunggal 

3. Piranti scaner beserta detektor fotodioda

4. Camcorder

5. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Landasan Teori

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena ada halangan.

Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar.

Gambar di atas menunjukkan terjadinya difraksi

Berkas sinar dengan panjang gelombang λ yang dilewatkan pada sebuah celah

sempit dengan lebar a akan mengalami difraksi. Pola difraksi ini dapat dilihat pada

layar atau diukur dengan sensor cahaya. Jika jarak antara celah dengan layar jauh

lebih besar dari pada lebar celah (L » a), maka berkas yang sampai di layar dapat

dianggap paralel. Pada difraksi celah tunggal, pola gelap (intensitas minimum) akan

terjadi jika perbedaan panjang lintasan berkas (a sin θ) antara berkas paling atas dan

berkas paling bawah sebesar λ, 2λ, 3λ, dst, (Gbr. 1). Dengan demikian pola gelap pada

difraksi yang terjadi karena celah tunggal dapat dinyatakan oleh 

Dengan n = 1, 2, 3, ....

Gambar 1. Diagram difraksi pada celah

tunggal

a. Difraksi Cahaya Pada Celah Tunggal

Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka

cahaya akan dibelokkan atau dilenturkan.

Difraksi pada celah sempit, bila cahay yang

dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih/banyak warna),

selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan

terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi

menghasilkan pola warna pelangi.

b. Difraksi Cahaya Pada Celah Banyak (Kisi Difraksi)

Kisi difraksi yang ada di laboratorium Fisika adalah Kaca yang digores

dengan intan, sehingga dapat berfungsi sebagai celah banyak. Jika seberkas sinar

monokhromatik jatuh pada kisi difraksi, akan terjadi peristiwa difraksi dan

interferensi seperti pada gambar berikut :

IV. Prosedur

Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan

kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di

halaman jadwal. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah

ditentukan. Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan

menjalankan prosedur kerja.

V. Hasil Percobaan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil berupa tabel

yang menunjukkan hubungan antara posisi dan intensitas cahaya yang dihasilkan oleh

laser.

NO Posisi (mm) Intensitas1 0 0,112 0,44 0,113 0,88 0,094 1,32 0,15 1,76 0,116 2,2 0,097 2,64 0,18 3,08 0,119 3,52 0,09

10 3,96 0,111 4,4 0,1112 4,84 0,0913 5,28 0,114 5,72 0,1115 6,16 0,116 6,6 0,0917 7,04 0,1118 7,48 0,119 7,92 0,0920 8,36 0,1121 8,8 0,122 9,24 0,0923 9,68 0,1124 10,12 0,1125 10,56 0,0926 11 0,127 11,44 0,1128 11,88 0,0929 12,32 0,130 12,76 0,1131 13,2 0,0932 13,64 0,133 14,08 0,1134 14,52 0,0935 14,96 0,136 15,4 0,1137 15,84 0,138 16,28 0,139 16,72 0,1140 17,16 0,141 17,6 0,0942 18,04 0,1143 18,48 0,144 18,92 0,0945 19,36 0,1146 19,8 0,1147 20,24 0,0948 20,68 0,1149 21,12 0,1150 21,56 0,0951 22 0,152 22,44 0,1153 22,88 0,0954 23,32 0,155 23,76 0,1156 24,2 0,09

VI. Pengolahan Data

Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh, maka dilakukan pengolahan data

sesuai dengan prosedur.

A. Grafik Intensitas Pola Difraksi

0.00 25,96 52,36 78,76 105,16131,56157,96184,36210,76237,16263,56289,96316,36342,760

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Grafik Intensitas Pola Difraksi

Posisi (mm)

Inte

nsita

s

Berdasarkan grafik tersebut, dapat diketahui titik maksimum dan titik

minimumnya. Intensitas menentukan pola yang ditampilkan, dimana intensitas

maksimum memberi pola terang dan intensitas minimum memberi pola gelap.

Titik maksimum adalah titik yang memiliki intensitas tinggi sebagai garis

terang pusat (utama). Grafik yang menuju ke kiri dan ke kanan dari titik

maksimum grafik menunjukkan adanya beberapa titik puncak maksimum dan

minimum dimana puncak minimum merupakan garis gelap selanjutnya dan

puncak maksimum sebagai garis terang selanjutnya.

B. Letak Titik Terang Pusat dan Intensitas Maksimum

Berdasarkan data yang diperoleh, didapatkan bahwa titik terang pusatnya

adalah 181,28. Sedangkan untuk menentukan intensitas minimumnya, didapatkan

dari grafik intensitas pola difraksi. Untuk menentukan intensitas minimum orde

ke n = 1, 2, 3, ..... dst menggunakan titik puncak minimum grafik tersebut, maka

didapatkan tabel sebagai berikut :

n Minimum Kiri Minimum Kanan

1 174,68 187,44

2 170,72 199,76

3 157,08 209,44

4 148,72 216,48

5 141,68 223,08

6 131,12 241,12

Dengan n adalah orde, maka diketahui letak garis gelap di kanan dan kiri.

C. Jarak Dua Garis Minimum dan Sin ϴ

Jarak antar garis gelap dapat diketahui dengan mencari selisih jarak antara

garis gelap sebelah kanan dan sebelah kiri. Setelah itu dapat diketahui sin ϴ

dengan rumus sinϴ= PL

, dengan mengasumsikan bahwa a sinϴ=n λ, sehingga L

~ 1 meter, maka didapatkan data sesuai tabel :

Intensitas Minimum

N Minimum Kiri Minimum Kanan ∆ L (mm) sinϴ

1 174,68 187,44 12,76 1000 0,01276

2 170,72 199,76 29,04 1000 0,02904

3 157,08 209,44 52,36 1000 0,05236

4 148,72 216,48 67,76 1000 0,06776

5 141,68 223,08 81,4 1000 0,0814

6 131,12 241,12 110 1000 0,11

D. Perhitungan Lebar Celah (a)

Berdasarkan pengolahan data, maka dapat dibuat grafik dari perubahan sinϴ

terhadap n.

1 2 3 4 5 60

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

f(x) = 0.0188194285714286 x − 0.00698133333333334R² = 0.990213087168006

Grafik n vs Sin ϴ

n

SIn

ϴ

Lebar celah (a) dapat diketahui dengan metode least square :

Least Square

No.

x y x2 y2 xy

1 1 0,01276 1 0,000163 0,012762 2 0,02904 4 0,000843 0,058083 3 0,05236 9 0,002742 0,157084 4 0,06776 16 0,004591 0,271045 5 0,0814 25 0,006626 0,4076 6 0,11 36 0,0121 0,66∑ 21 0,35332 91 0,027065 1,56596∑2 441 0,124835 8281 0,000733 2,452230722a -0,007b 0,0188

Persamaan garis pada grafik perubahan Sin ϴ terhadap n dapat diketahui.

Dengan persamaan y = bx ± a, dengan hasil perhitungan menggunakan metode

least square didapat y = 0,0188x - 0,007, maka diketahui nilai b = 0,0188.

Persamaan a sinϴ=n λ S∈θ= λan

y = bx ± a

Maka, a=λb

Diketahui bahwa λ laser adalah ±650 nm, maka didapatkan :

a = 0,0346 mm

VI. Analisisa

1. Analisis Percobaan

Percobaan ini menggunakan sistem remote lab. Peralatan yang digunakan,

yaitu :

1. Piranti laser dan catu daya

2. Piranti pemilih otomatis celah tunggal 

3. Piranti scaner beserta detektor fotodioda

4. Camcorder

5. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

Penggunaan sistem rLab berpeluang besar untuk mendapatkan hasil yang akurat

karena data dibaca secara otomatis. Bagian ini merupakan analisis dari percobaan

remote laboratory yang telah dilakukan praktikan, yaitu pengukuran lebar celah.

Pada bagian ini terdapat gejala-gejala fisik yang menyebabkan terjadinya kesalahan

dan mempengaruhi data atau hasil dari percobaan. Masalahnya seperti putusnya

koneksi internet yang sangat mempengaruhi percobaan, begitupun kecepatan data

dari koneksi internetnya. Pada dasarnya prosedur percobaan sudah dilakukan

dengan benar karena pada dasarnya alat pada sistem benar-benar sudah di setting

dengan baik sehingga bekerja sesuai dengan perintah dan prosedur yang telah ada.

Kecil kemunngkinan untuk terjadi kesalahan pada prosedur.

2. Analisisa Grafik

a. Grafik Intensitas Pola Difraksi

Dari 817 data yang didapatkan, dibuat grafik intensitas pola difraksi yang

menunjukkan perubahan intensitas terhadap posisi sinar laser. Grafik yang telah

dibuat menunjukkan terdapat titik puncak maksimum (di tengah grafik) yang

menunjukkan intensitas pada titik tersebut adalah intensitas tertinggi. Titik-titik

tersebut merupakan garis terang pusat. Di kanan dan kiri intensitas maksimum

terdapat puncak-puncak maksimum dan minimum yang merupakan garis gelap

dan garis terang lainnya. Dimana puncak minimum menunjukkan adanya garis

gelap, sedangkan puncak maksimum adalah garis terang.

b. Grafik Perubahan Sin ϴ Terhadap n

Dari grafik yang telah dibuat menunjukkan grafik perubahan nilai Sin ϴ

terhadap n (orde). Berdasarkan grafik, diketahui bahwa terjadi kenaikan nilai

Sin ϴ saat orde bertambah. Grafik tersebut membentuk persamaan garis y =

0,0188x – 0,007 dengan nilai koefisien restitusi R² = 0,9902.

3. Analisisa Hasil

Berdasarkan pengolahan data yang telah dilakukan, diketahui bahwa nilai dari

posisi titik terang adalah 181,28 mm sedangkan dalam pengukuran lebar celah dari

hasil yang telah dihitung didapatkan bahwa nilai regresi linier y = 0,0188x – 0,007

dengan nilai koefisien restitusi R2 = 0,9902. Dan dari data yang diperoleh untuk

memperoleh nilai lebar celah (a) didapatkan bahwa a = 0,0346 mm

VII. Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan pengukuran lebar celah, dapat disimpulkan bahwa :

1. Semakin besar orde maka semakin besar jarak antar dua minimum orde.

2. Semakin besar orde maka semakin besar sudut difraksinya.

3. Sinar cahaya dengan gelombang tertentu yang dilewatkan pada sebuah celah

sempit akan mengalami difraksi.

4. Semakin sempit celah tersebut semakin besar pula sudut difraksinya, sebaliknya

semakin besar celah tersebut maka semakin kecil sudut difraksinya bahkan bisa

tidak terdifraksi.

5. Berdasarkan pengolahan data terhadap data yang diperoleh, diketahui bahwa lebar

celah yang digunakan adalah a = 0,0346 mm

Referensi

Halliday, Resnick, Walker.2005. Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended

Edition.NJ: John Wiley & Sons, Inc

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,

2000. 

Link Rlab

http://sitrampil4.ui.ac.id/kr01