LAPORAN PRAKTIKUM Pengukuran Lebar Celah Nama : Rizfi Fariz Pari NPM : 0906640886 Group : B-13 Fakultas : Teknik Departemen : Teknik Kimia Kode Praktikum : OR02 Tanggal Praktikum : 8 Oktober 2010 Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP-IPD) Universitas Indonesia Depok
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN PRAKTIKUM
Pengukuran Lebar Celah
Nama : Rizfi Fariz Pari
NPM : 0906640886
Group : B-13
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknik Kimia
Kode Praktikum : OR02
Tanggal Praktikum : 8 Oktober 2010
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
Depok
Pengukuran Lebar Celah
I. Tujuan Praktikum
Mengukur lebar celah tunggal dengan menggunakan metode difraksi
II. Peralatan
Piranti laser dan catu daya
Piranti pemilih otomatis celah tunggal
Piranti scaner beseta detektor fotodiodida
Camcorder
Unit PC beserta DAQ dan pengendali otomatis
III. Landasan Teori
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, ... (1)
Gbr.1. Diagram difraksi pada celah tunggal
Pada tahun 1600an timbul banyak pertanyaan apakah sebuah cahaya tersebut
merupakan sebuah gelombang. Sir Isaac Newton menyatakan bahwa cahaya
adalah partikel, sedangkan Huygens menyatakan bahwa cahaya merupakan
sebuah gelombang. Pada saat itu, teori gelombang tidak dapat menjelaskan
tentang polarisasi karena konsep gelombang pada saat itu baru sekedar
sesuatu yang bergerak secara parallel.
Teori gelombang akhirnya diterima saat Augustin Fresnel mendukung ide dari
Young. Young pada saat itu melakukan percobaan untuk menggunakan
sumber utama cahaya berasal dari sinar matahari yang dilewatkan pada dua
celah sempit yang berdekatan yang berfungsi seolah-seolah sebagai dua
sumber cahaya. Young berasumsi bahwa “Jika cahaya terdiri dari partikel-
partikel kecil, mungkin pengamat dapat melihat dua garis terang pada layar
yang diletakkan di belakang celah”. Hal ini dibuktikan dengan adanya pola terang
dan gelap dari hasil percobaannya. Percobaan tersebut dikenal sebagai difraksi
cahaya. Sejak saat itu, cahaya mulai dikenal sebagai gelombang.
Pada tahun 1900, Max Planck menyatakan keberadaan dari kuantum cahaya
(light quantum), sejumlah energi yang kemudian diketahui sebagai foton. Teori
Planck tetap bertahan hingga Einstein menunjukkan cara menjelaskan efek foto
elektrik. MenurutEinstein, kecepatan electron yang dipancarkan tidak tergantung
dari intensitas cahaya, tetapi dari frekuensi-frekuensi electron tersebut. Einstein
akhirnya berpendapat tentang dualisme cahaya, yaitu cahaya.
Selain difraksi pada celah tunggal, ada juga difraksi pada kisi. Difraksi pada kisi
ialah suatu kisi difraksi terdiri dari sejumlah besar celah sejajar yang besar
celahnya adalah sama. Kisi terbagi menjadi dua macam, yaitu kisi transmisi
(transmission grating) dan kisi refleksi (reflection grating). Kisi transmisi
adalah suatu kisi dengan celah yang memungkinkan cahaya dapat melewatinya,
sedangkan kisi refleksi adalah suatu kisi dengan celah yang memantulkan
cahaya. kisi pad umumnya mempunyai goresan mencapai 5000 goresan per
sentimeter, sehingga jarak antara dua celah sangat kecil.
Pola distribusi cahaya oleh kisi mirip dengan pola distribusi cahaya oleh
satu celah maupun oleh dua celah. Jika suatu kisi transmisi disinari dari
belakang, tiap celah bertindak sebagai suatu sumber cahaya koheren. Pola
cahaya yg diamati pada layar dihasilkan darikombinasi 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 meng-klik tombol link rLab di
halaman jadual. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah
ditentukan. Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika
praktikan menjalankan prosedur kerja.
Gambar. alat yang digunakan
V. Hasil dan Evaluasi
Dari data eksperimen yang diperoleh, buatlah grafik intensitas pola difraksi ( I,
pada eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai fungsi dari posisi (x), I vs x ).
Berdasarkan spektrum yang diperoleh, tentukan letak terang pusat, intensitas
minimum orde pertama (n=1), orde ke-2 (n=2), orde ke-3 (n=3), dst. kemudian
berilah bilangan orde pada setiap intensitas minimum pola difraksi.
terang pusat dengan intensitas yang paling tinggi
n Pertama Kedua
1 172.48 187.44
2 165.88 192.72
3 157.52 197.56
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0
14
.52
29
.04
43
.56
58
.08
72
.6
87
.12
10
1.6
4
11
6.1
6
13
0.6
8
14
5.2
15
9.7
2
17
4.2
4
18
8.7
6
20
3.2
8
21
7.8
23
2.3
2
24
6.8
4
26
1.3
6
27
5.8
8
29
0.4
30
4.9
2
31
9.4
4
33
3.9
6
34
8.4
8
Inte
nsi
tas
Posisi
178.2 1.67
178.64 1.82
179.08 1.92
179.52 1.97
179.96 1.99
180.4 1.95
180.84 1.88
181.28 1.78
181.72 1.61
182.16 1.48
4 154 216.04
5 152.68 226.16
Hitunglah jarak antara dua minimum orde pertama (n=1), dua minimum orde
ke-2 (n=2) dst. Hitunglah θ berdasarkan definisinya seperti pada Gbr.1.
Besarnya P dapat dicari dengan mencari selisih antara dua minimum, yakninya
minimum orde pertama, dua minimum orde ke dua, hingga dua minimum orde
ke 5. Namun biasanya besar l tidak diketahui. Agar menghasilkan sin θ = tan
θ maka besarnya l harus dapat membagi nilai P hingga mendekati nol. Oleh
karena itu, pada pengolahan data ini digunakan besar l = 1000 mm.
n Pertama Kedua Jarak Sinθ θ
1 172.48 187.44 14.96 0.01496 0.8572
2 165.88 192.72 26.84 0.02684 1.538
3 157.52 197.56 40.04 0.04004 2.2947
4 154 216.04 62.04 0.06204 3.5569
5 152.68 226.16 73.48 0.07348 4.2138
Hitunglah lebar celah a dengan metode grafik. Buatlah grafik antara sin θ vs.
n. Pada eksperimen ini laser yang digunakan mempunyai λ = ( 650 ± 10 ) nm.