-
LAPORAN PRAKTIKUM R-LAB
PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG LASER
Nama : Restu Alan Suyuti
NPM : 1406533182
Fakultas/Program Studi : Teknik / Teknik Sipil
Group : A1
No. dan Nama Percobaan : OR01 Pengukuran Panjang Gelombang
Laser
Tanggal Praktikum : Kamis, 12 maret 2015
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
-
OR01 Pengukuran Panjang Gelombang Laser
I. Tujuan
Mengukur panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi
difraksi.
II. Alat
1. Piranti laser dan catu daya
2. Piranti pemilih otomatis kisi difraksi (50 slit/1 mm)
3. Piranti scanner beserta detektor fotodioda
4. Camcorder
5. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Teori
Kisi difraksi atau dapat pula disebut kisi interferensi terdiri
dari banyak kisi
paralel yang dapat mentransmisikan berkas cahaya melewati
kisi-kisinya. Kisi seperti ini
disebut pula sebagai kisi transmisi. Jika kisi difraksi disinari
dengan berkas cahaya
parallel maka sinar-sinar yang ditransmisikan oleh kisi dapat
berinteferensi (Gbr.1).
sinar-sinar yang tidak mengalami deviasi ( = 0o) berinterferensi
konstruktif
menghasilkan berkas yang tajam (maksimum/puncak) pada pusat
layar. Interferensi
konstruktif juga terjadi pada sudut ketika sinar-sinar mempunyai
selisih panjang
lintasan l = m, dimana m merupakan bilangan bulat. Jadi jika
jarak antar kisi adalah d
(Gbr.1) maka l = d sin , sehingga
[1]
dengan m = 1, 2, 3,
-
Gbr 1. Diagram difraksi pada kisi difraksi
Peristiwa difraksi terjadi jika muka gelombang bidang tiba pada
suatu celah sempit
(lebarnya lebih kecil dari panjang gelombang), dimana gelombang
ini akan mengalami
lenturan sehingga terjadi gelombang-gelombang setengah lingkaran
yang melebar di
belakang celah tersebut.Difraksi merupakan pembelokan cahaya di
sekitar suatu
penghalang/suatu celah. Semakin kecil penghalang atau celah yang
menghalangi cahaya
tersebut, maka penyebaran gelombang akan menjadi semakin besar.
Difraksi atau
pembelokkan (pelenturan) cahaya merupakan salah satu cara untuk
menguji apakah
cahaya merupakan suatu gelombang.Berkas sinar dengan panjang
gelombang 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 maka
berkas yang sampai di
layar dapat dianggap paralel.
Berikut adalah jenis-jenis kisi yang biasa digunakan:
1. Kisi Difraksi (Diffraction Grating)
Suatu kisi difraksi terdiri dari sejumlah besar celah sejajar
yang serba sama. Kisi
dapat dibuat dengan membuat goresan-goresan halus pada sekeping
kaca.
2. Kisi Transmisi (Transmission Grating)
Suatu kisi dengan celah yang memugkinkan cahaya dapat
melewatinya.
3. Kisi Refleksi (Reflection Grating)
Suatu kisi dengan celah yang memantulkan cahaya.
-
Kisi umumnya mempunyai goresan mencapai 5000 goresan/cm.
Sehingga jarak antara
dua celah sangat kecil yaitu sekitar 20000 Angstorm.Jika suatu
kisi transmisi disinari dari
belakang, tiap celah bertindak sebagai suatu sumber cahaya
koheren. Pola cahaya yang
diamati pada layar dihasilkan dari kombinasi efek interferensi
dan difraksi. Tiap celah
menghasilkan difraksi, dan berkas difraksi ini berinterferensi
dengan yang lain untuk
menghasilkan pola akhir.
IV. Prosedur Percobaan
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan
menggunakan kisi
difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan:
1. Meng-klik tombol link rLab di halaman jadwal.
2. Log in dengan account rLab.
3. Mengaktifkan webcam.
4. Memasang kisi dengan meng-klik icon set.
5. Menghidupkan catu daya (power supply).
6. Melakukan scanning intensitas pola difraksi dengan meng-klik
icon ukur.
7. Memindahkan data rLab ke dalam Microsoft Excel dengan
meng-klik link simpan ke
Excel.
Gbr 2. Susunan alat pada percobaan rLab
-
V. Tugas dan Evaluasi
1. Dari data eksperimen yang diperoleh, membuat grafik
intensitas pola difraksi (I, pada
eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai fungsi dari posisi (x),
I vs x).
2. Berdasarkan spectrum yang diperoleh, menentukan letak terang
pusat (m = 0),
intensitas maksimum orde pertama (m = 1), orde ke-2, orde ke-3,
dst. Memberi
bilangan orde pada grafik tersebut untuk setiap intensitas
maksimum pola difraksinya.
3. Mengukur jarak antara terang pusat dan intensitas maksimum
setiap orde untuk
menentukan sudut difraksi tiap-tiap orde. Pada eksperimen ini,
jarak antara kisi
difraksi dengan detektor sebesar L = (130 1) cm.
4. Membuat grafik sin sebagai fungsi orde difraksi (sin vs m)
dan menghitung
panjang gelombang () sinar laser berdasarkan gradien garis yang
diperoleh.
5. Jika sin didekati oleh tan , hitunglah dengan cara yang sama
seperti pada
evaluasi no. 4. Berapa penyimpangan relatif hasil pendekatan ini
terhadap
perhitungan yang diperoleh pada evaluasi no. 4.
6. Memberi analisis dan diskusikan hasil eksperimen ini.
VI. Data Pengamatan
Posisi (mm) Intensitas
0.00 0.05
0.44 0.05
0.88 0.05
1.32 0.05
1.76 0.05
2.20 0.05
2.64 0.05
3.08 0.06
3.52 0.06
3.96 0.06
4.40 0.06
4.84 0.07
5.28 0.07
5.72 0.07
6.16 0.09
6.60 0.14
7.04 0.22
7.48 0.39
7.92 0.47
8.36 0.55
8.80 0.56
9.24 0.53
9.68 0.34
10.12 0.26
10.56 0.17
11.00 0.09
11.44 0.08
11.88 0.07
12.32 0.06
-
12.76 0.06
13.20 0.05
13.64 0.05
14.08 0.05
14.52 0.05
14.96 0.05
15.40 0.05
15.84 0.05
16.28 0.05
16.72 0.05
17.16 0.05
17.60 0.05
18.04 0.05
18.48 0.05
18.92 0.05
19.36 0.05
19.80 0.05
20.24 0.05
20.68 0.05
21.12 0.05
21.56 0.05
22.00 0.05
22.44 0.05
22.88 0.05
23.32 0.05
23.76 0.05
24.20 0.05
24.64 0.05
25.08 0.05
25.52 0.05
25.96 0.05
26.40 0.05
26.84 0.05
27.28 0.05
27.72 0.05
28.16 0.05
28.60 0.05
29.04 0.05
29.48 0.05
29.92 0.05
30.36 0.05
30.80 0.05
31.24 0.05
31.68 0.05
32.12 0.05
32.56 0.05
33.00 0.05
33.44 0.05
33.88 0.05
34.32 0.05
34.76 0.05
35.20 0.05
35.64 0.05
36.08 0.05
36.52 0.05
36.96 0.05
37.40 0.05
37.84 0.05
38.28 0.05
38.72 0.05
39.16 0.05
39.60 0.05
40.04 0.05
40.48 0.05
40.92 0.05
41.36 0.05
41.80 0.05
42.24 0.05
42.68 0.05
43.12 0.05
43.56 0.05
44.00 0.05
44.44 0.06
44.88 0.06
45.32 0.06
45.76 0.07
46.20 0.08
46.64 0.11
47.08 0.15
47.52 0.19
47.96 0.23
48.40 0.20
-
48.84 0.23
49.28 0.44
49.72 0.74
50.16 2.65
50.60 3.71
51.04 4.97
51.48 4.97
51.92 4.97
52.36 4.97
52.80 4.64
53.24 3.16
53.68 0.77
54.12 0.44
54.56 0.22
55.00 0.19
55.44 0.17
55.88 0.14
56.32 0.11
56.76 0.09
57.20 0.06
57.64 0.06
58.08 0.06
58.52 0.05
58.96 0.06
59.40 0.05
59.84 0.05
60.28 0.05
60.72 0.05
61.16 0.05
61.60 0.05
62.04 0.05
62.48 0.05
62.92 0.05
63.36 0.05
63.80 0.05
64.24 0.05
64.68 0.05
65.12 0.05
65.56 0.05
66.00 0.05
66.44 0.05
66.88 0.05
67.32 0.05
67.76 0.05
68.20 0.05
68.64 0.05
69.08 0.05
69.52 0.05
69.96 0.05
70.40 0.05
70.84 0.05
71.28 0.05
71.72 0.05
72.16 0.05
72.60 0.05
73.04 0.05
73.48 0.05
73.92 0.05
74.36 0.05
74.80 0.05
75.24 0.05
75.68 0.05
76.12 0.05
76.56 0.05
77.00 0.05
77.44 0.05
77.88 0.05
78.32 0.05
78.76 0.05
79.20 0.05
79.64 0.05
80.08 0.05
80.52 0.05
80.96 0.06
81.40 0.06
81.84 0.06
82.28 0.06
82.72 0.06
83.16 0.06
83.60 0.06
84.04 0.06
84.48 0.06
-
84.92 0.06
85.36 0.06
85.80 0.06
86.24 0.06
86.68 0.06
87.12 0.07
87.56 0.07
88.00 0.08
88.44 0.11
88.88 0.19
89.32 0.38
89.76 0.46
90.20 0.67
90.64 0.59
91.08 0.69
91.52 0.95
91.96 1.54
92.40 4.86
92.84 4.96
93.28 4.96
93.72 4.97
94.16 4.96
94.60 4.97
95.04 4.97
95.48 4.96
95.92 2.57
96.36 0.88
96.80 0.54
97.24 0.48
97.68 0.45
98.12 0.36
98.56 0.23
99.00 0.20
99.44 0.10
99.88 0.07
100.32 0.06
100.76 0.06
101.20 0.06
101.64 0.06
102.08 0.06
102.52 0.06
102.96 0.06
103.40 0.06
103.84 0.05
104.28 0.06
104.72 0.05
105.16 0.05
105.60 0.06
106.04 0.05
106.48 0.06
106.92 0.05
107.36 0.05
107.80 0.05
108.24 0.05
108.68 0.05
109.12 0.05
109.56 0.05
110.00 0.05
110.44 0.06
110.88 0.05
111.32 0.05
111.76 0.06
112.20 0.05
112.64 0.05
113.08 0.05
113.52 0.05
113.96 0.06
114.40 0.05
114.84 0.05
115.28 0.06
115.72 0.05
116.16 0.06
116.60 0.06
117.04 0.05
117.48 0.06
117.92 0.06
118.36 0.05
118.80 0.06
119.24 0.06
119.68 0.05
120.12 0.06
120.56 0.06
-
121.00 0.06
121.44 0.06
121.88 0.06
122.32 0.06
122.76 0.06
123.20 0.06
123.64 0.06
124.08 0.07
124.52 0.06
124.96 0.07
125.40 0.06
125.84 0.06
126.28 0.07
126.72 0.06
127.16 0.07
127.60 0.07
128.04 0.07
128.48 0.08
128.92 0.09
129.36 0.09
129.80 0.10
130.24 0.16
130.68 0.25
131.12 0.59
131.56 0.56
132.00 1.08
132.44 0.99
132.88 1.17
133.32 1.48
133.76 2.94
134.20 4.96
134.64 4.96
135.08 4.96
135.52 4.96
135.96 4.96
136.40 4.96
136.84 4.96
137.28 4.96
137.72 4.96
138.16 1.22
138.60 0.87
139.04 0.78
139.48 0.83
139.92 0.69
140.36 0.38
140.80 0.34
141.24 0.21
141.68 0.09
142.12 0.08
142.56 0.07
143.00 0.07
143.44 0.07
143.88 0.07
144.32 0.07
144.76 0.07
145.20 0.07
145.64 0.07
146.08 0.07
146.52 0.07
146.96 0.07
147.40 0.07
147.84 0.07
148.28 0.07
148.72 0.07
149.16 0.07
149.60 0.07
150.04 0.07
150.48 0.07
150.92 0.07
151.36 0.06
151.80 0.07
152.24 0.06
152.68 0.06
153.12 0.07
153.56 0.06
154.00 0.06
154.44 0.06
154.88 0.06
155.32 0.06
155.76 0.06
156.20 0.06
156.64 0.07
-
157.08 0.07
157.52 0.07
157.96 0.07
158.40 0.07
158.84 0.07
159.28 0.07
159.72 0.07
160.16 0.07
160.60 0.08
161.04 0.08
161.48 0.08
161.92 0.09
162.36 0.09
162.80 0.09
163.24 0.10
163.68 0.10
164.12 0.11
164.56 0.12
165.00 0.15
165.44 0.19
165.88 0.23
166.32 0.24
166.76 0.22
167.20 0.22
167.64 0.22
168.08 0.23
168.52 0.25
168.96 0.27
169.40 0.30
169.84 0.34
170.28 0.39
170.72 0.48
171.16 0.56
171.60 0.74
172.04 1.31
172.48 3.48
172.92 4.96
173.36 4.96
173.80 4.96
174.24 4.96
174.68 4.96
175.12 4.96
175.56 4.96
176.00 4.96
176.44 4.96
176.88 4.96
177.32 4.96
177.76 4.96
178.20 4.96
178.64 4.96
179.08 4.96
179.52 4.96
179.96 4.96
180.40 4.96
180.84 4.96
181.28 4.96
181.72 4.96
182.16 4.96
182.60 4.96
183.04 1.77
183.48 0.46
183.92 0.29
184.36 0.26
184.80 0.24
185.24 0.22
185.68 0.23
186.12 0.25
186.56 0.27
187.00 0.27
187.44 0.25
187.88 0.21
188.32 0.17
188.76 0.17
189.20 0.17
189.64 0.20
190.08 0.21
190.52 0.21
190.96 0.17
191.40 0.09
191.84 0.07
192.28 0.07
192.72 0.07
-
193.16 0.07
193.60 0.07
194.04 0.06
194.48 0.07
194.92 0.06
195.36 0.06
195.80 0.07
196.24 0.06
196.68 0.06
197.12 0.06
197.56 0.06
198.00 0.06
198.44 0.06
198.88 0.06
199.32 0.06
199.76 0.06
200.20 0.06
200.64 0.06
201.08 0.06
201.52 0.06
201.96 0.06
202.40 0.06
202.84 0.06
203.28 0.06
203.72 0.06
204.16 0.06
204.60 0.06
205.04 0.06
205.48 0.06
205.92 0.06
206.36 0.06
206.80 0.07
207.24 0.07
207.68 0.07
208.12 0.07
208.56 0.07
209.00 0.07
209.44 0.07
209.88 0.07
210.32 0.07
210.76 0.07
211.20 0.07
211.64 0.08
212.08 0.08
212.52 0.09
212.96 0.10
213.40 0.11
213.84 0.22
214.28 0.38
214.72 0.60
215.16 1.00
215.60 1.19
216.04 1.27
216.48 1.47
216.92 1.62
217.36 2.62
217.80 4.35
218.24 4.96
218.68 4.96
219.12 4.96
219.56 4.96
220.00 4.96
220.44 4.42
220.88 2.83
221.32 1.52
221.76 1.09
222.20 1.00
222.64 1.05
223.08 1.03
223.52 0.69
223.96 0.57
224.40 0.37
224.84 0.16
225.28 0.08
225.72 0.07
226.16 0.07
226.60 0.07
227.04 0.07
227.48 0.07
227.92 0.07
228.36 0.07
228.80 0.07
-
229.24 0.07
229.68 0.07
230.12 0.07
230.56 0.06
231.00 0.06
231.44 0.07
231.88 0.07
232.32 0.07
232.76 0.07
233.20 0.06
233.64 0.06
234.08 0.05
234.52 0.05
234.96 0.06
235.40 0.05
235.84 0.06
236.28 0.06
236.72 0.05
237.16 0.06
237.60 0.05
238.04 0.05
238.48 0.05
238.92 0.05
239.36 0.05
239.80 0.05
240.24 0.05
240.68 0.05
241.12 0.05
241.56 0.05
242.00 0.05
242.44 0.05
242.88 0.05
243.32 0.05
243.76 0.05
244.20 0.05
244.64 0.05
245.08 0.05
245.52 0.05
245.96 0.05
246.40 0.05
246.84 0.05
247.28 0.05
247.72 0.05
248.16 0.05
248.60 0.05
249.04 0.06
249.48 0.06
249.92 0.06
250.36 0.06
250.80 0.06
251.24 0.06
251.68 0.06
252.12 0.06
252.56 0.06
253.00 0.07
253.44 0.06
253.88 0.07
254.32 0.07
254.76 0.07
255.20 0.09
255.64 0.14
256.08 0.23
256.52 0.34
256.96 0.52
257.40 0.59
257.84 0.66
258.28 0.68
258.72 0.72
259.16 1.03
259.60 1.50
260.04 1.92
260.48 2.17
260.92 2.22
261.36 2.08
261.80 1.77
262.24 1.17
262.68 0.83
263.12 0.63
263.56 0.57
264.00 0.57
264.44 0.57
264.88 0.49
-
265.32 0.39
265.76 0.36
266.20 0.21
266.64 0.10
267.08 0.06
267.52 0.06
267.96 0.06
268.40 0.06
268.84 0.06
269.28 0.06
269.72 0.06
270.16 0.06
270.60 0.06
271.04 0.06
271.48 0.06
271.92 0.06
272.36 0.06
272.80 0.06
273.24 0.05
273.68 0.06
274.12 0.06
274.56 0.06
275.00 0.05
275.44 0.05
275.88 0.05
276.32 0.05
276.76 0.05
277.20 0.05
277.64 0.05
278.08 0.05
278.52 0.05
278.96 0.05
279.40 0.05
279.84 0.05
280.28 0.05
280.72 0.05
281.16 0.05
281.60 0.05
282.04 0.05
282.48 0.05
282.92 0.05
283.36 0.05
283.80 0.05
284.24 0.05
284.68 0.05
285.12 0.05
285.56 0.05
286.00 0.05
286.44 0.05
286.88 0.05
287.32 0.05
287.76 0.05
288.20 0.05
288.64 0.05
289.08 0.05
289.52 0.05
289.96 0.05
290.40 0.05
290.84 0.05
291.28 0.05
291.72 0.05
292.16 0.05
292.60 0.05
293.04 0.05
293.48 0.05
293.92 0.05
294.36 0.05
294.80 0.05
295.24 0.05
295.68 0.06
296.12 0.06
296.56 0.06
297.00 0.06
297.44 0.07
297.88 0.09
298.32 0.11
298.76 0.13
299.20 0.15
299.64 0.17
300.08 0.18
300.52 0.18
300.96 0.21
-
301.40 0.23
301.84 0.27
302.28 0.28
302.72 0.29
303.16 0.28
303.60 0.27
304.04 0.24
304.48 0.19
304.92 0.18
305.36 0.16
305.80 0.15
306.24 0.15
306.68 0.14
307.12 0.12
307.56 0.12
308.00 0.09
308.44 0.06
308.88 0.06
309.32 0.05
309.76 0.05
310.20 0.05
310.64 0.05
311.08 0.05
311.52 0.05
311.96 0.05
312.40 0.05
312.84 0.05
313.28 0.05
313.72 0.05
314.16 0.05
314.60 0.05
315.04 0.05
315.48 0.05
315.92 0.05
316.36 0.05
316.80 0.05
317.24 0.05
317.68 0.05
318.12 0.05
318.56 0.05
319.00 0.05
319.44 0.05
319.88 0.05
320.32 0.05
320.76 0.05
321.20 0.05
321.64 0.05
322.08 0.05
322.52 0.05
322.96 0.05
323.40 0.05
323.84 0.05
324.28 0.05
324.72 0.05
325.16 0.05
325.60 0.05
326.04 0.05
326.48 0.05
326.92 0.05
327.36 0.05
327.80 0.05
328.24 0.05
328.68 0.05
329.12 0.05
329.56 0.05
330.00 0.05
330.44 0.05
330.88 0.05
331.32 0.05
331.76 0.05
332.20 0.05
332.64 0.05
333.08 0.05
333.52 0.05
333.96 0.05
334.40 0.05
334.84 0.05
335.28 0.05
335.72 0.05
336.16 0.05
336.60 0.05
337.04 0.05
-
337.48 0.05
337.92 0.05
338.36 0.05
338.80 0.05
339.24 0.05
339.68 0.05
340.12 0.05
340.56 0.05
341.00 0.05
341.44 0.05
341.88 0.05
342.32 0.05
342.76 0.05
343.20 0.06
343.64 0.06
344.08 0.05
344.52 0.06
344.96 0.06
345.40 0.05
345.84 0.06
346.28 0.05
346.72 0.05
347.16 0.05
347.60 0.05
348.04 0.05
348.48 0.05
348.92 0.05
349.36 0.05
349.80 0.05
350.24 0.05
350.68 0.05
351.12 0.05
351.56 0.05
352.00 0.05
352.44 0.05
352.88 0.05
353.32 0.05
353.76 0.05
354.20 0.05
354.64 0.05
355.08 0.05
355.52 0.05
355.96 0.05
356.40 0.05
356.84 0.05
357.28 0.05
357.72 0.05
358.16 0.05
358.60 0.05
359.04 0.05
-
VII. Pengolahan Data
1. Dari data eksperimen yang diperoleh, didapatkan grafik yang
menggambarkan
hubungan antara intensitas pola difraksi (I) dan posisi (x):
2. Letak terang pusat (m=0), intensitas maksimum orde ke-1
(m=1), orde ke-2 (m=2),
orde ke-3 (m=3):
Letak Terang Pusat (m=0) Berdasarkan spektrum yang diperoleh,
letak terang pusat terdapat pada interval
data ke-394 sampai data ke-416 saat posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
172.92 4.68
173.36 4.93
173.80 4.93
174.24 4.93
174.68 4.93
175.12 4.93
175.56 4.92
176.00 4.92
176.44 4.92
176.88 4.91
177.32 4.92
177.76 4.93
178.20 4.91
-
178.64 4.88
179.08 4.86
179.52 4.87
179.96 4.81
180.40 4.85
180.84 4.93
181.28 4.93
181.72 4.93
182.16 4.93
182.60 4.93
Maka diperoleh letak terang pusat pada posisi:
= posisi
= 177,76 mm
Intensitas Maksimum Orde ke-1 (m=1) Posisi intensitas maksimum
orde ke-1 terdapat pada sebelah kanan dan sebelah
kiri dari posisi terang pusat.
Untuk intensitas maksimum m=1 yang terletak sebelah kanan dari
terang pusat,
terdapat pada interval data ke-496 sampai data ke-504 saat
posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
217.80 4.93
218.24 4.93
218.68 4.93
219.12 4.93
219.56 4.93
220.00 4.93
220.44 4.93
220.88 4.93
221.32 4.93
Maka diperoleh letak intensitas maksimum orde ke-1 (sebelah
kanan dari terang
pusat) pada posisi:
= posisi
= 219,56 mm
-
Untuk intensitas maksimum m=1 yang terletak sebelah kiri dari
terang pusat,
terdapat pada interval data ke-307 sampai data ke-314 saat
posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
134.64 4.93
135.08 4.93
135.52 4.93
135.96 4.93
136.40 4.93
136.84 4.93
137.28 4.91
137.72 4.93
Maka diperoleh letak intensitas maksimum orde ke-1 (sebelah kiri
dari terang
pusat) pada posisi:
= posisi
= 135,96 mm
Intensitas Maksimum Orde ke-2 (m=2) Posisi intensitas maksimum
orde ke-2 terdapat pada sebelah kanan dan sebelah
kiri dari posisi terang pusat.
Untuk intensitas maksimum m=2 yang terletak sebelah kanan dari
terang pusat,
terdapat pada interval data ke-591 sampai data ke-599 saat
posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
259.60 4.93
260.04 4.93
260.48 4.93
260.92 4.93
261.36 4.93
261.80 4.93
262.24 4.93
-
262.68 4.93
263.12 4.93
Maka diperoleh letak intensitas maksimum orde ke-2 (sebelah
kanan dari terang
pusat) pada posisi:
= posisi
= 261,36 mm
Untuk intensitas maksimum m=2 yang terletak sebelah kiri dari
terang pusat,
terdapat pada interval data ke-214 sampai data ke-218 saat
posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
93.72 4.93
94.16 4.93
94.60 4.93
95.04 4.93
95.48 4.93
Maka diperoleh letak intensitas maksimum orde ke-2 (sebelah kiri
dari terang
pusat) pada posisi:
= posisi
= 94,60 mm
Intensitas Maksimum Orde ke-3 (m=3) Posisi intensitas maksimum
orde ke-3 terdapat pada sebelah kanan dan sebelah
kiri dari posisi terang pusat.
Untuk intensitas maksimum m=3 yang terletak sebelah kanan dari
terang pusat,
terdapat pada interval data ke-688 sampai data ke-692 saat
posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
302.28 4.50
302.72 4.93
-
303.16 4.93
303.60 4.93
304.04 4.93
Maka diperoleh letak intensitas maksimum orde ke-3 (sebelah
kanan dari terang
pusat) pada posisi:
= posisi
= 303,16 mm
Untuk intensitas maksimum m=3 yang terletak sebelah kiri dari
terang pusat,
terdapat pada interval data ke-118 sampai data ke-120 saat
posisi dan intensitas
sebagai berikut:
Posisi (mm) Intensitas
51.48 1.05
51.92 1.09
52.36 1.05
Maka diperoleh letak intensitas maksimum orde ke-3 (sebelah kiri
dari terang
pusat) pada posisi:
= posisi
= 51,92 mm
Grafik Intensitas (I) vs Posisi (x) dengan letak bilangan orde
m=0, m=1, m=2, dan
m=3:
3. Jarak antara terang pusat dan intensitas maksimum setiap orde
serta sudut difraksi ()
tiap-tiap orde: (dengan jarak antara kisi difraksi dengan
detektor sebesar = (130 1)
cm.
Sesuai persamaan:
.
= .
.
=
sin =
m= 0
-
Maka,
sin =
dengan: = sudut deviasi/sudut pembelokan cahaya ()
= orde bilangan bulat (1, 2, 3, ...)
= panjang gelombang laser (mm)
= lebar celah pada kisi (mm)
= jarak celah ke layar (mm)
= jarak pita gelap/terang ke-n dari pusat (1300 mm)
a. Terang Pusat ke Intensitas Maksimum Orde ke-1 (m=1)
Jarak 1 = |posisi terang pusat posisi intensitas maksimum orde 1
sebelah kanan|
= |177,76 219,56| = 41,8
Jarak 2 = |posisi terang pusat posisi intensitas maksimum orde 1
sebelah kiri|
= |177,76 135,96| = 41,8
Maka jarak terang pusat ke intensitas maksimum orde ke-1
adalah:
=41,8 + 41,8
2= 41,8
Jadi, sudut difraksi intensitas maksimum orde ke-1 adalah:
sin =
= sin1
= sin1
= sin1
41,8
1300
= 1,84
b. Terang Pusat ke Intensitas Maksimum Orde ke-2 (m=2)
Jarak 1 = |posisi terang pusat posisi intensitas maksimum orde 2
sebelah kanan|
= |177,76 261,36| = 83,6
Jarak 2 = |posisi terang pusat posisi intensitas maksimum orde 2
sebelah kiri|
= |177,76 94,60| = 83,16
-
Maka jarak terang pusat ke intensitas maksimum orde ke-2
adalah:
=83,6 + 83,16
2= 83,38
Jadi, sudut difraksi intensitas maksimum orde ke-2 adalah:
sin =
= sin1
= sin1
= sin1
83,38
1300
= 3,68
c. Terang Pusat ke Intensitas Maksimum Orde ke-3 (m=3)
Jarak 1 = |posisi terang pusat posisi intensitas maksimum orde 3
sebelah kanan|
= |177,76 303,16| = 125,4
Jarak 2 = |posisi terang pusat posisi intensitas maksimum orde 3
sebelah kiri|
= |177,76 51,92| = 125,84
Maka jarak terang pusat ke intensitas maksimum orde ke-3
adalah:
=125,4 + 125,84
2= 125,62
Jadi, sudut difraksi intensitas maksimum orde ke-3 adalah:
sin =
= sin1
= sin1
= sin1
125,62
1300
= 5,54
4. Grafik sin sebagai fungsi orde difraksi (sin vs m) dan
panjang gelombang () sinar
laser:
-
Tabel hubungan antara orde difraksi dan sin :
No Orde (m) ( 0) sin
1 1 1,84
0,03210853858
2 2 3,68 0,06418396606
3 3 5,54 0,09654064675
Grafik hubungan antara orde difraksi dan sin (m vs sin ):
Panjang gelombang () sinar laser berdasarkan gradien
garis(metode least square):
Persamaan garis:y = mx b
y = 0.0322x - 0.0002
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
1 2 3
sin
Orde
Grafik Hubungan antara Orde (m) dan sin
sin
Linear (sin )
-
Tabel Least Square:
No m = X sin = Y X2 Y2 XY
1 1 0.03210853858 1 0.00103095824 0.03210853858
2 2 0.06418396606 4 0.00411958149 0.12836793212
3 3 0.09654064675 9 0.00932009647 0.28962194025
6 0.19283315139 14 0.01447063622 0.45009841095
b =(14)(0.19283315139) (6)(0.45009841095)
(3)(14) (36) = -0,00015
m = (3)(0.45009841095) (6)(0.19283315139)
(3)(14) (36) = 0,0322
maka diperoleh persamaannya:
y = mx b
y = 0,0322x (-0,00015)
Besar panjang gelombang () sinar laser diperoleh dari
persamaan:
m =
=
-
=
= 0,0322 0,00002
= 6,44 10-7 m
Jadi, besar panjang gelombang () sinar laser adalah 6,44 10-7 m
atau 644 nm.
5. Jika sin didekati oleh tan , menghitung dengan cara yang sama
seperti pada
evaluasi no. 4. Berapa penyimpangan relatif hasil pendekatan ini
terhadap
perhitungan yang diperoleh pada evaluasi no.4.
Tabel hubungan antara orde difraksi dan tan :
No Orde (m) ( 0) tan
1 1 1,84
0,03212510267
2 2 3,68 0,06431658149
3 3 5,54 0,09699370017
Grafik hubungan antara orde difraksi dan tan (m vs tan ):
y = 0.0324x - 0.0004
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
1 2 3
tan
Orde
Grafik Hubungan antara Orde (m) dan tan
tan
Linear (tan )
-
Panjang gelombang () sinar laser berdasarkan gradien garis
(metode least square):
Tabel Least Square:
No m = X tan = Y X2 Y2 XY
1 1 0.03212510267 1 0.00103202222 0.032125103
2 2 0.06431658149 4 0.00413662265 0.128633163
3 3 0.09699370017 9 0.00940777787 0.290981101
6 0.1934353843 14 0.01457642274 0.451739367
b =(14)(0.1934353843) (6)(0.451739367)
(3)(14) (36) = -0,00039
m = (3)(0.451739367) (6)(0.1934353843)
(3)(14) (36) = 0,0324
maka diperoleh persamaannya:
y = mx b
y = 0,0324x (-0,00039)
Besar panjang gelombang () sinar laser diperoleh dari
persamaan:
m =
=
=
-
=0,0324 0,00002
= 6,48 10-7 m
Jadi, besar panjang gelombang () sinar laser adalah 6,48 10-7 m
atau 648 nm.
Sehingga, penyimpangan relatif hasil pendekatan dengan tan
terhadap
perhitungan dengan menggunakan sin sebesar:
=tan sin
=6,48 107
6,44 107= 1,00621118 %
VIII. Analisis
A. Analisa Percobaan
Percobaan ini dilakukan dengan menembakkan sinar laser ke kisi
dengan
menggunakan fasilitas rLab yang dapat dilakukan dari jarak jauh.
Sinar laser yang
melewati tiap celah membentuk pola intensitas maksimum dengan
jarak tertentu dari
layar. Hal ini disebabkan karena difraksi cahaya yang melewati
tiap celah akan
terdifraksi dan berinteferensi. Inteferensi ini terjadi karena
cahaya memiliki sifat
gelombang, jika gelombang saling berinteferensi bisa saling
menguatkan atau saling
meniadakan (prinsip superposisi gelombang). Hasil interferensi
inilah yang
menyebabkan terbentuknya pola intensitas maksimum pada layar.
Jarak antar intensitas
maksimum tersebut bergantung atas panjang gelombang cahaya yang
digunakan, dan
dalam percobaan kali ini digunakan sinar laser sebagai sumber
cahayanya.
Dengan mengukur jarak antar intensitas maksimum dan dengan
mengetahui
jarak antar celah serta jarak ke layar, dapat ditentukan panjang
gelombang sinar laser
yang digunakan dengan menggunakan hubungan antara panjang
gelombang dan sin .
Dengan menghitung jarak antar intensitas maksimum dan jarak ke
layar dapat
ditentukan nilai sin . Kemudian dengan menggunakan regresi
linier dapat diketahui
panjang gelombang laser.
-
B. Analisis Data Pengamatan
Setelah melakukan percobaan maka praktikan mendapatkan 817 data
dengan
variasi posisi (mm) dan intensitasnya masing-masing yang
berbeda. Data hasil
percobaan ini memperlihatkan hasil yang tidak konstan atau
mengalami fluktuasi
untuk tiap intensitas yang dihasilkannya. Namun, dari data
tersebut dapat ditentukan
letak terang pusat dan intensitas maksimum tiap orde dengan
melihat nilai intensitas
yang paling tinggi. Untuk menentukan letak terang pusat,
praktikan mengolah data
yang ada dengan melihat interval intensitas yang paling tinggi
kemudian merata-
ratakannya sehingga ditemukan letak terang pusat yang berada
pada posisi 177,76
mm dengan intensitas sebesar 4,93. Setelah menemukan terang
pusat maka intensitas
maksimum orde ke-1, orde ke-2, dan orde ke-3 yang terletak di
sebelah atas atau
sebelah bawah dari terang pusat dapat ditemukan. Untuk
intensitas maksimum orde
ke-1 berada pada posisi 219.,56 mm dan 135,96 dengan intensitas
yang sama yaitu
sebesar 4,93. Selanjutnya untuk intensitas maksimum orde ke-2
berada pada posisi
261,36 mm dan 94,60 mm dengan intensitas yang sama yaitu sebesar
49,3. Terakhir,
intensitas maksimum orde ke-3 berada pada posisi 303,16 mm
dengan intensitas
sebesar 4,93 dan berada pada posisi 51,92 mm dengan intensitas
sebesar 1,09.
Selanjutnya data diolah untuk mencari panjang gelombang () sinar
laser
dengan cara menggunakan hubungan sin sebagai fungsi orde
difraksi. Dari
perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan nilai panjang
gelombang () sinar
laser sebesar 6,44 10-7
m. Praktikan juga melakukan pendekatan tan terhadap sin
untuk mencari nilai panjang gelombang () sinar laser dengan cara
yang sama
seperti pada evaluasi menggunakan sin . Setelah melakukan
perhitungan, praktikan
mendapatkan nilai panjang gelombang () laser sebesar 6,48 10-7
m. Dari hasil data
yang diperoleh tersebut dapat dilihat bahwa terdapat
penyimpangan relatif dari hasil
pendekatan tan dengan evaluasi menggunakan sin , dan setelah
dihitung maka
dapat dipahami bahwa penyimpangan relatif yang terjadi adalah
sebesar
1,00621118 %.
-
C. Analisis Grafik
Dari pengamatan yang dilakukan pada percobaan ini kita bisa
mendapatkan
grafik intensitas pola difraksi yang dinyatakan dalam arus
sebagai fungsi dari posisi (I
vs x). Grafik tersebut memperlihatkan data yang fluktuatif atau
naik-turun. Grafik
dengan puncak maksimum merupakan garis terang, sedangkan grafik
dengan puncak
minimum menunjukkan garis gelap. Jika memperhatikan grafik
tersebut, kita bisa
menentukan letak terang pusat dengan melihat grafik yang paling
tinggi dan berada
ditengah-tengah dengan intensitasnya yang paling besar. Setelah
kita mengetahui
letak terang pusat, selanjutnya dapat ditentukan posisi
intensitas maksimum orde ke-
1, orde ke-2, dan orde ke-3 dengan melihat grafik tersebut.
Posisi intensitas
maksimum tiap orde pada grafik tersebut terletak pada sebelah
kanan dan sebelah kiri
dari letak terang pusat dengan intensitas yang paling tinggi
dimana terlihat paling
tinggi garisnya pada grafik. Selain itu, kita juga bisa
mendapatkan grafik hubungan
antara sin dan tiap orde (sin vs m) serta grafik hubungan antara
tan dan tiap orde
(tan vs m) yang akan digunakan untuk menghitung panjang
gelombang () sinar
laser. Kedua grafik ini tidak jauh berbeda dimana keduanya
sama-sama bersifat linear
dengan hubungan saling berbanding lurus yang berarti semakin
besar nilai ordenya
maka nilai sin dan tan akan semakin besar, begitu juga
sebaliknya.
D. Analisis Kesalahan
Dalam melakukan percobaan pengukuran panjang gelombang sinar
laser ini,
praktikan tidak melakukan percobaan secara langsung di
laboratorium melainkan
melalui e-laboratory sehingga faktor-faktor yang dapat
menyebabkan kesalahan
sangatlah kecil. Namun pada percobaan masih terdapat kemungkinan
untuk terjadi
kesalahan, diantaranya adalah kesalahan teknis saat R-Lab
tersebut dilakukan
sehingga data yang didapatkan praktikan tidak sesuai dengan
teori yang ada.
Sehingga masih dapat terdapat beberapa kesalahan yang
diakibatkan oleh faktor-
faktor tersebut.
Pada percobaan ini webcam juga tidak dapat berfungsi sehingga
tidak dapat
melihat jalannya percobaan, sehingga tidak dapat memantau
jalannya praktikum.
Karena itulah dapat terjadi kesalahan-kesalahan pada percobaan,
data, dan grafik.
-
E. Kesimpulan
1. Panjang gelombang () sinar laser dapat diukur dengan
menggunakan metode kisi
difraksi. Panjang gelombang pada percobaan ini sebesar 644
nm.
2. Intensitas yang dihasilkan dari kisi difraksi dapat membentuk
pola terang dan pola
gelap dengan besar yang bervariasi.
3. Panjang gelombang () bergantung pada pertambahan orde serta
sudut difraksinya.
4. Hubungan antara besar sudut dan nilai orde adalah berbanding
lurus.
5. Nilai sin dan tan tidak jauh berbeda untuk kecil.
F. Referensi
1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third
Edition, Prentice Hall, NJ,
2000.
2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th
Edition, Extended Edition,
John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
3. Tripler, P.A., 1998, Fisika Untuk Sains dan Teknik-Jilid 2
(Terjemahan), Jakarta :
Erlangga.
4. http://sitrampil.ui.ac.id