Interferometer dan Prinsip Babinet

Interferometer dan Prinsip Babinet
Interferensi adalah fenomena superposisi dua atau lebih gelombang cahaya membentuk gelombang
resultan dengan amplitudo yang lebih besar atau lebih rendah[1]. Interferensi menghasilkan gelombang
resultan dengan pola yang bervariasi karena adanya superposisi konstruktif dan superposisi destruktif.
Interferensi konstruktif adalah interferensi saling menguatkan yang terjadi jika puncak suatu gelombang
bertemu dengan puncak gelombang lainnya atau fasenya sama. Interferensi destruktif adalah interferensi
saling melemahkan yang terjadi jika puncak suatu gelombang bertemu dengan lembah gelombang lainnya
atau fasenya berlawanan.
Pola interferensi dapat diamati dengan minimal dua sumber cahaya koheren. Cahaya koheren
merupakan perpaduan cahaya yang memiliki frekuensi serta amplitudo yang sama dan beda fasa konstan.
Terdapat dua metode pembagian gelombang dari satu sumber cahaya, yaitu pembagian muka gelombang
(wavefront-splitting) dan pembagian amplitudo (amplitude-splitting).
Metode pembagian muka gelombang yaitu muka gelombang dari satu sumber cahaya yang dilewatkan
pada suatu celah menghasilkan gelombang-gelombang baru yang akan bersuperposisi[2]. Pada pembagian
muka gelombang, gelombang-gelombang baru yang dihasilkan memiliki panjang gelombang yang sama
(intensitas gelombang sumber tidak dikurangi). Metode pembagian amplitudo yaitu satu sumber cahaya
direfleksikan dan ditransmisikan pada batas antara medium yang memiliki indeks bias berbeda[2]. Pada
pembagian amplitudo, satu gelombang cahaya dibagi menjadi dua atau lebih gelombang cahaya dengan
rasio pembagian yang sama (intensitas gelombang sumber dibagi).
Interferometer merupakan alat yang berfungsi untuk mengamati pola interferensi. Interferometer
memiliki berbagai jenis, salah satunya yaitu interferometer Michelson-Morley yang membagi satu berkas
sumber cahaya pada semi-reflecting coating[3]. Interferometer Michelson-Morley terdiri dari bagian-bagian
sebagai berikut.
o Beam splitter, sebagai pembagi berkas sumber cahaya (source)
o Mirror 1 dan 2, sebagai pemantul cahaya
o Detector, sebagai penerima cahaya pantulan dari beam splitter serta menampilkan pola yang terbentuk
Gambar 1. Skema interferometer Michelson-Morley
Rasio pergeseran pada interferometer merupakan nilai satu skala milimeter pada alat yang
berhubungan dengan pergeseran cermin sebesar 1 mm. Besar rasio pergeseran berhubungan dengan
perubahan pola interferensi gelap-terang atau frinji. Rasio pergeseran dapat dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
k : rasio pergeseran
N : perubahan frinji
λ : panjang gelombang sinar laser
∆x : perubahan lintasan optik
Difraksi adalah fenomena pembengkokan gelombang cahaya karena melalui suatu penghalang kecil[1].
Pola difraksi dapat diamati dengan satu sumber cahaya atau satu celah sempit. Prisnsip Babinet merupakan
prinsip yang menyatakan bahwa pola difrakasi celah sempit akan menghasilkan pola yang sama bila celah
sempit diganti dengan komplemennya. Komplemen celah sempit tersebut merupakan penghalang dengan
ukuran yang sama dengan celah sempit, seperti rambut dan kawat tipis.
Pola difraksi dapat dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
n : pola terang ke-n
λ : panjang gelombang sinar laser
d : lebar celah sempit
θ : sudut difraksi
Besar sudut θ sangat kecil, sehingga sinθ ≈ tanθ = x/L. Maka persamaan (2) dapat dinyatakan sebagai
berikut.
Keterangan:
L : jarak sumber ke layar
d : lebar celah sempit
λ : panjang gelombang sinar laser
∆x : perubahan lintasan optik
Sekian uraian mengenai interferometer serta prinsip Babinet dari natscismifa.wordpress.com.
Referensi
[1]
Boundless
(2016).
Interference
and
Diffraction.
Dari
https://www.boundless.com/chemistry/textbooks/boundless-chemistry-textbook/introduction-toquantum-theory-7/the-nature-of-light-63/interference-and-diffraction-295-3665/, 30 September
2016.
[2] Pain, H. J. 2005. The Physics of Vibrations and Waves 6th ed. England: John Wiley & Sons.
[3]
Hariharan, P. 2007. Basics of Interferometry, Second Edition. Australia: Elsevier.
[4]
Brian
Ley
(1999).
Diamater
of
Human
Hair.
Dari
http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml, 30 September 2016.