Interferensi cahaya 112

Interferensi cahaya
Semester 112
Interferensi
• Interfernsi adalah terjadinya penguatan atau pelemahan
simpangan gelombang karena muncul gelombang yang lain pada
tempat yang sama.
• Simpangan gelombang yang dihasilkan merupakan superposisi
gelombang asal dan gelombang lain.
• Simpangan total yang dihasilkan bergantung pada fase masingmasing gelombang.
• Jika di sutu titik gelombang-gelombang tersebut memiliki fase
yang sama maka terjadi penguatan simpangan di titik tersebut.
• Sebaliknya jika dua gelombang memiliki fase berlawanan pada
suatu tiik maka simpangan gelombang tersebut saling
melemahkan.
• Jika dua gelombang memiliki frekuensi, panjang gelombang, dan
amplitudo yang sama maka namun fase berlawanan menghasilkan
simpangan total nol.
16.2 Periodic Waves
In the drawing, one cycle is shaded in color.
The amplitude A is the maximum excursion of a particle of the medium from
the particles undisturbed position.
The wavelength is the horizontal length of one cycle of the wave.
The period is the time required for one complete cycle.
The frequency is related to the period and has units of Hz, or s-1.
1
f =
T
16.4 The Mathematical Description of a Wave
What is the displacement y at time t of a
particle located at x?
k= 2/ adalah bilangan gelombang
solusi persaman gelombang
x

(i ) y = a sin 2  ft -  ;



x 
 x
(ii)y = a sin 2 f  t  = a sin   t -  ;
 c
 f 
2 x 

(iii ) y = a sin  2 ft  = a sin (t - kx )
 

2
= 2 f
T
2
2
2 f 

k=
=
=
= →v=
 v/ f
v
v
k
=

T
= f = v → = v/ f
Secara umum dapat dituliskan:
y = A sin (t  kx + 0 )
(t  kx + 0 ) = fasa gelombang
The superposition of
two identical waves y1
and y2
In order to observe interference in light
waves, the following conditions must be
met:
• The sources must be coherent—that is,
they must maintain a constant phase with
respect to each other.
• The sources should be monochromatic—
that is, of a single wavelength.
Superposisi Dua OHS searah yang memiliki frekuensi sama,
namun fasenya berbeda
Jika fasenya sama maka R = a1 + a2
Superposisi Dua OHS searah yang memiliki
frekuensi beda
2 − 1 = frek pelayangan
INTERFERENSI CELAH GANDA
(a) If light waves did
not spread out after passing through
the slits, no interference would
occur. (b) The light waves from the
two slits overlap as they spread out,
filling what we expect to be
shadowed regions with light and
producing interference fringes on a
screen placed to the right of the slits.
Anggap dua gelombang
memiliki frekuensi, panjang
gelombang, dan amplitudo
yang sama
→
interferensi konstruktif (kelipatan bulat dari panjang gelombang)
Interferensi destruktif
(Kelipatan ganjil dari setengah
panjang gelombang )
Intensitas Gelombang
Interferensi cahaya celah ganda (percobaan Young)
Jarak antara dua garis berdekatan
• Berapa jarak antara dua garis terang berdekatan atau dua garis
gelap berdekatan yang terbentuk pada layar?
• Jarak dua garis terang berdekatan sama dengan jarak antara dua
garis gelap berdekatan.
• Garis terang pertama (yaitu garis terang pusat) berada pada sudut
yang memenuhi
Jarak antara dua garis berdekatan
Contoh Soal 2
Pada percobaan Young, jarak antar celah adalah 0,12 mm dan jarak
antara celah dan layar adalah 55 cm. Bila panjang gelombang yang
digunakan adalah 546 nm, hitung jarak antar garis terang.
d=0,12 mm=0,12 x 10-3
L=0,55m
=546 x 10-9 m
y=L /d= 2,5x10-3m=2,5mm
Contoh Soal 3
Pada percobaan Young, jarak antar celah adalah 0,15 mm dan jarak
antara celah dan layar adalah 50 cm. Bila jarak antara gelap pertama dan
gelap ke-10 adalah 18 mm, tentukan panjang gelombang dari cahaya
yang akan diukur.
d=0,15 mm=0,15 x 10-3m
L=0,50m
Selisih gelap Y1 dan y10 =18 mm =0,018 m;  y2-  y1=0,018m
Gelap1 => d sin 1 = /2
d  y1/L= /2 ->  y1=L /2d =
Gelap 10 => d sin 10 = 19/2
d  y10/L= 19/2 ->  y10= L19/2d
=?????
 y2-  y1=0,018m = L19/2d - L /2d
Interferensi celah banyak
Disamping garis-garis terang-gelap yang makin sempit, intensitas garis terang yang
dihasilkan kisi lebih tajam.
Jika jumlah celah N maka lebar garis terang memenuhi
• Misalkan jarak antar celah adalah d dan jumlah celah adalah N.
• Selisih lintasan berkas dari dua celah berdekatan adalah Δx yang memenuhi
Konstruktif
Interferensi Min :
(hrs dikurangi 0, 2, 3, 4 …)
Interferensi N Celah: Kesimpulan
• Jumlah celah tidak mempengaruhi posisi maksimum.
• Makin banyak celah makin banyak jumlah minimum
antara 2 maksimum yaitu N-1
• Makin banyak celah makin sempit jarak antara maksimum
dan minimum pertama yaitu 2/N
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
27.3 Thin Film Interference
Because of reflection and refraction,
two light waves enter the eye when light
shines on a thin film of gasoline floating
on a thick layer of water.
Because of the extra distance traveled, there
can be interference between the two waves.
film =
vacuum
n
Contoh