Presentasi Gelombang

Percobaan Difraksi Melalui Keping CD dan

DVDKelompok :

1. Reka Ilman (14031010005)2. Annisa Yulianda (140310100053)3. Febry FSH Sitompul

(140310100063)4. Annisa Alfattah (140310100071)

TUJUAN :

Memahami gejala difraksi gelombang Melihat dan membedakan pola difraksi pada

keping CD dan DVD

DIFRAKSI

Gejala penyebaran arah yang dialami seberkas gelombang ketika menjalar melalui suatu celah sempit atau tepi tajam

Gambar. a Gambar. b

Gambar.a

Difraksi gelombang datar oleh celah sempit dipancarkan

berbentuk lingkaran-lingkaran dengan celah tersebut sebagai

pusatnya

Gambar.b

Pola interferensi yang timbul akibat pelenturan gelombang

(difraksi)

Prinsip Huygens-Fresnel

Setiap titik pada muka gelombang dapat dianggap sebagai

sumber gelombang baru (sekunder) yang memiliki frekuensi

yang sama dengan gelombang primernya

SYARAT DIFRAKSI :

Sumber cahaya bersifat monokromatik : memiliki satu frekuensi dan panjang gelombang (contoh : cahaya laser)

Terdapat celah sempit sebagai media pelenturan

Lebar celah harus mendekati / minimal sama dengan panjang gelombang dari cahaya sumber (d ≊λ)

MACAM-MACAM DIFRAKSI :

Difraksi

Fresnel

Fraunhofer

Difraksi Fresnel : Terjadi apabila sumber titik S atau titik pengamatan P, atau kedua-duanya terletak berdekatan dengan bidang celah

Difraksi Fraunhofer :Terjadi jika S dan P cukup jauh dari bidang celah ( r’ >> D )

S D

r'r

P

θ

ANALISA DIFRAKSI CELAH TUNGGAL FRAUNHOFER

Menurut Prinsip Huygens,“tiap bagian celah berlaku sebagai sebuah sumber gelombang”

Untuk menganalisis poladifraksi, kita bagi celahmenjadi dua bagian (perhatikan gelombang 1, 2, 3 dan 4)

Beda lintasan antara gelombang 1 dan 3 serta gelombang 2 dan 4 adalah d/2 sin θ

Interferensi minimum terjadi jika kedua gelombang berbeda fasa 180° atau beda lintasan sama dengan setengah panjang gelombang :

........ (1)

Jika kita bagi celah menjadi empat bagian kita peroleh :

......... (2)

Secara umum dapat kita nyatakan bahwa pita gelap ke-n terjadi jika :

......... (3)

atau .........

(4)

DIFRAKSI BUKAAN LINGKARAN (BULAT) DAN SUDUT RESOLUSI MINIMUM (ϴM)

Untuk sistem alat optik, bukaan cahaya umumnya berbentuk bulat

Pola difraksi yang dibentuk oleh bukaan bulat akan membatasi daya urai/daya pisah alat-alat optik

D

Ketika benda-benda letaknya berdekatan, pola difraksi benda-benda saling menumpuk dan hampir berimpit sehingga tidak dapat lagi dibedakan (dipisahkan)

Suatu kriteria yang menyatakan bagaimana bayangan dari dua benda titik masih dapat dipisahkan dengan baik oleh suatu lensa disebut Kriteria Rayleigh“Dua benda titik dapat dipisahkan (dibedakan) jika pusat

dari pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan minimum pertama dari difraksi benda titik kedua”

Jika diameter bukaan optik adalah D dan panjang gelombang λ, maka ukuran sudut θ dari cincin gelap pertama diberikan oleh :

................ (5)

Pusat bintik terang disebut cakram Airy Ukuran sudut cakram Airy adalah ukuran sudut dari

cincin gelap pertama yang dinyatakan oleh persamaan di atas

Ukuran sudut pemisah agar dua benda titik masih dapat dipisahkan secara tepat berdasarkan kriteria Rayleigh disebut Batas Sudut Resolusi atau Sudut Resolusi Minimum (θm), yang dinyatakan oleh :

............ (6) Karena sudut θm sangat kecil, maka sin θm ≊ θm

............... (7)

dengan : θm = sudut resolusi minimum (radian)

λ = panjang gelombang (m)

D = diameter bukaan alat optik (m)

DAYA URAI

Jarak pisah terpendek dari dua benda titik dimana bayangan yang dihasilkan masih dapat ditampilkan sebagai dua titik terpisah disebut batas resolusi atau daya urai alat optik

Makin kecil daya urai, makin besar resolusi alat optik tersebut

Tampak bahwa difraksi membatasi perbesaran suatu lensa (alat optik)

Daya urai dm dapat ditentukan secara pendekatan dengan menggunakan persamaan (7). Karena sudut θm kecil (gambar.c), maka :

............... (8)

Gambar.C

Persamaan (7) menjadi :

................... (9)

Daya urai alat optik :

.................... (10)

D

mθ mθdmd’

LayarLensaL

S’ = jarak bayangan

S2

S1

PERCOBAAN DIFRAKSI PADA KEPING CD DAN DVD

Alat dan bahan :1. CD-RW kosong2. DVD Room yang telah berisi3. Laser dengan panjang gelombang 620 s.d

680 nm

VIDEO PERCOBAAN DIFRAKSI PADA KEPING CD DAN DVD

PEMBAHASAN VIDEO

Perbedaan antara CD san DVD :

Pola difraksi pada keping CD Pola difraksi pada keping DVD

PERBEDAAN POLA DIFRAKSI

Dari percobaan tersebut, dengan menggunakan persamaan (4) dan persamaan (8), kita dapat mengetahui lebar antar celah (d)

maka diperoleh ,

dengan : d = lebar antar celah

y = jarak antara terang pusat dengan terang orde ke-n

L = jarak antara celah ke layar

n = orde

λ = panjang gelombang laser

KESIMPULAN : Gejala difraksi merupakan pelenturan

gelombang akibat celah sempit Keping CD dan DVD dapat digunakan sebagai

alat percobaan kisi difraksi sinar laser sederhana

Dengan diperolehnya lebar antar celah (d) melalui perhitungan di atas, kita dapat membuktikan bahwa pada permukaan CD dan DVD tidaklah rata, melainkan bergelombang

Pola difraksi DVD lebih rapat dibanding CD. Hal ini sesuai dengan fungsi DVD sebagai penyimpanan memori yang lebih besar kapasitasnya

REFERENSI :

Tjia, M.O. 1994. “Gelombang”. Bandung : Penerbit Dabara Publishers

Halliday dan Resnick. 1991. “Fisika Jilid 1 (Terjemahan)”. Jakarta : Penerbit Erlangga

Sekian,--Terimakasih--