Interferensi Cahaya

Interferensi dan Difraksi
OPTIKA FISIS
Interferensi Cahaya
Bila terdapat dua buah gelombang bertemu akan
terjadi superposisi destruktif dan konstruktif
Dua buah lampu tidak akan menghasilkan
interferensi cahaya karena fase tidak tetap (tidak
koheren)
•
•
Syarat terlihatnya interferensi cahaya :
kedua sumber mempunyai fase yang konstan
(koheren)
sumber harus mempunyai panjang gelombang
tunggal (monokromatik)
Contoh dua speaker yg menggunakan satu
amplifier yg sama akan menghasilkan interferensi
Celah Ganda-Experimen Young
• Salah satu metode untuk menghasilkan cahaya
koheren
adalah
melewatkan
cahaya
monokhromatik melalui celah ganda
Percobaan Thomas Young
Selisih satu panjang
gelombang : int.Max
Selisih setengah panjang
gel : int. Min
Konstruksi Geometri
• Beda lintasan  yang
menentukan max atau
min
• Pola terang (Max) :
d sin  = m 
m=0,1,  2,  3,...
• Pola Gelap (Min) :
d sin  = (m+1/2) 
m=0,1,  2,  3,...
• Untuk L>>d maka sudut  << sehingga
Sin   Tan   y/L
• Untuk pola terang :
d y /L = m 
y terang = m  L/d
• Untuk pola gelap :
d y /L = (m+1/2) 
y gelap = (m+1/2)  L/d
Contoh
Jika sebuah layar diletakkan sejauh 1.2 m
dari celah ganda yang mempunyai jarak
antar celah sebesar 0.03 mm. Pada
percobaan tersebut dilewatkan cahaya
sehingga menghasilkan pola terang kedua
yang berjarak 4.5 cm dari pusat.
– Tentukan panjang gelombang cahaya yg
dipakai
– Tentukan jarak antara dua pola terang
Distribusi Intensitas
• Misal gel yg datang
dititik P adalah :
– E1 = Eo sin (t)
– E2 = Eo sin (t +)
• Dengan  bergantung 
Pada saat  = 1 , =2,
sehingga secara
matematis bisa ditulis:
=
 2
Atau :
 = 2 d sin

• Ep =E1 +E2= Eo (sin (t) + sin (t +))
Dengan menggunakan aljabar vektor :
sin A + sin B = 2 sin (A+B) cos (A-B)
2
2
Dengan A = t + dan B = t maka :
Ep =2 Eo cos () sin (t +)
2
2
Intensitas I sebanding dengan kuadrat medan :
I  Ep2 = 4 Eo2 cos2 () sin2 (t +)
2
2
Dengan harga rata-rata dari sin2 (t +/2)=1/2 maka :
I = I max cos2 (/2)
= Imax cos2( d (sin ) /)
 Imax cos2( d y)
L
Selaput tipis (thin film)
• Efek interferensi bisa
dengan mudah diamati
pada lapisan minyak
atau gelembung sabun
• Misalkan sebuah
lapisan tipis dengan
indeks bias n dengan
tebal t dimana n>1
• Sinar 1 berubah fase
180o, sinar 2 tidak
• Syarat terjadi interferensi maksimum :
beda lintasan (2t) haruslah kelipatan dari
n/2
2t = (m+1/2) n
, m= 0,1, 2, 3...
Karena n= / n maka:
2t = (m+1/2) /n atau :
2nt =(m+1/2) 
• Syarat interferensi
minimum : beda
lintasan haruslah
kelipatan 
2nt = m
m= 0,1, 2, 3...
Contoh
Hitung tebal gelembung sabun agar terjadi
interferensi maksimum ketika disinari
cahaya dengan panjang gelombang 600
nm? Apakah jika tebalnya diduakalikan
akan terjadi interferensi maksimum?
Difraksi Celah Sempit
• Lebar celah jauh lebih
kecil dibanding
panjang gelombang
• Pola difraksi :
Maksima pusat,
maksima skunder dan
minima
Asumsikan setiap titik
didalam celah berlaku
sbg sumber. Misal lebar
celah adalah a, Lebar
celah dibagi dua
menjadi a/2, Berkas dari
tengah2 celah & dari
ujung celah
berinterferensi dgn
selisih lintasan a/2 sin
• Bila pada beda lintasan berbeda fase ½ ,
maka akan destruktif
a/2 sin  = /2 atau : a sin =  atau sin =
/a
• Bila celah dibagi 4 maka : a/4 sin = /2
atau :
a sin = 2 atau sin = 2/a
• Bila dibagi 6 : sin = 3/a
• Secara umum interferensi destruktif :
sin = m/a
dgn m= 1, 2, 3,..
Pola intensitas difraksi
Intensitas Difraksi
• Lebar celah : y
• Beda fase antar
dua titik ini :
•   = (2/)y sin 
Intensitas I sebanding dengan Eo2 maka :
Dengan :  =(2/) a sin 
Contoh
• Seberkas
sinar
dengan
panjang
gelombang 580 nm jatuh pada celah
sempit dengan ukuran 0.33 mm dengan
jarak layar 2 m. Tentukan posisi gelap
pertama dan lebar central maksimanya!
Difraksi pada kisi
• Kisi terdiri dari ribuan
celah kecil
• Dalam 1 cm terdapat
5000 celah. Jadi jarak
antar celahnya
d= 1/5000 cm
Pola terang maksimum :
d sin  = m
Contoh
• Cahaya monokromatik dari neon helium
dgn panjang gel 632.8 nm dilewatkan
pada kisi dengan celah 6000/cm. Tentukan
sudut sudut maksimum pertama dan
maksimum kedua