Difraksi (Diffraction)

Difraksi (Diffraction)
Perilaku Partikel
Perilaku Gelombang
Pola Difraksi
Difraksi (Diffraction)
 Difraksi adalah pembelokan cahaya dari lintasan
lurusnya ketika cahaya melewati bukaan atau berada di
sekitar suatu halangan. Difraksi diakibatkan oleh sifat
cahaya sebagai gelombang.
 Menurut prinsip Huygens ‘setiap titik pada front
gelombang cahaya dapat dianggap sebagai sumber
sekunder gelombang bola.
 Gelombang ini merambat ke luar dengan kecepatan
karakteristik gelombang. Gelombang yang dipancarkan
oleh semua titik pada muka gelombang mengganggu
satu sama lain untuk menghasilkan gelombang berjalan.
 Prinsip Huygens ‘juga berlaku untuk gelombang
elektromagnetik.
Pola Difraksi Frounhofer
Pola difraksi Fraunhofer yang dihasilkan oleh celah tunggal
selebar a pada layar terdiri atas suatu terang pusat dan rumbairumbai terang dan gelap yang berselang selng dengan intensitas
yang jauh lebih rendah. Sudut gelap di mana difraksinya
berintensitas nol yang bersesuaian dengan inteferensi distruktif
adalah:
m
sin  gelap 
a
(m = ±1, ± 2, ± 3, …… )
Single Slit Diffraction Equation
Intensity of Single-Slit Diffraction Patterns
b
2

a sin 
(a) A plot of light intensity I versus
b/2 for the single-slit Fraunhofer
diffraction pattern.
(b) Photograph nof a single-slit
Fraunhofer diffraction pattern.
Two Slit Diffraction Equation
Intensity of Two-Slit Diffraction Patterns
The combined effects of
diffraction and interference.
This is the pattern produced
when 650-nm light waves pass
through two 3.0-m slits that are
18 m apart. Notice how the
diffraction pattern acts as an
“envelope” and controls the
intensity of the regularly
spaced interference maxima.
Contoh Soal: Maksimum dari difraksi celah tunggal. Cahaya
dengan panjang gelombang 750 nm melewati celah yang
lebarnya 1,0x10-3 mm. Berapa lebar maksimum pusat (a)
dalam derajat, dan (b) dalam sentimeter, pada layar yang
jaraknya 20 cm?

7,5 107 m
sin   
 0,75
6
a 110 m
(a)   49
0
(b) 2 x  2(20 cm)(tan 49 )  46 cm
0
Resolusi Bukaan Celah Tunggal dan Bukaan
Celah Lingkaran
(RESOLUTIONa OF SINGLE-SLIT AND CIRCULAR APERTURES)
Kemampuan system optik untuk membedakan antara
benda-benda yang saling berdekatan sangat terbatas
karena sifat dari gelombang cahaya.
Resolusi Bukaan Celah Tunggal
dan Bukaan Celah Lingkaran
(RESOLUTIONa OF SINGLE-SLIT AND CIRCULAR APERTURES)
Jika sumber terpisah cukup jauh, maksimum pusatnya tidak
saling tumpang tindih, maka citra mereka dapat terbedakan
(resolved) (Gambar a). Jika sumber saling berdekatan,
maka kedua maksimum pusatnya akan saling tumpeng
tindih sehingga citra tidak terbedakan (gambar b).
RESOLUTION OF SINGLE-SLIT AND
CIRCULAR APERTURES
Kriteria Rayleigh, yang merupakan syarat batas bagi resolusi,
menyatakan bahwa dua citra yang dibentuk oleh suatu bukaan akan
nyaris tak terbedakan jika maksimum pusat dari pola difraksi citra yang
satu jatuh pada minimum pertama dari pola difraksi citra yang lainnya.
Sudut pembatas resolusi untuk sebuah celah selebar a adalah:
RESOLUTION OF SINGLE-SLIT AND
CIRCULAR APERTURES
Therefore, the limiting angle of resolution for a slit
of width a is
Analysis shows that the limiting angle of resolution
of the circular aperture is
where D is the diameter of the aperture
RESOLUTION OF SINGLE-SLIT AND
CIRCULAR APERTURES
Resolusi Mata
Perkirakan sudut resolusi pembatas untuk mata manusia, dengan asumsi
bahwa resolusinya hanya dibatasi oleh difraksi.
Solusi.
Dengan memilih panjang gelombang 500 nm, yang dekat dengan
tengah-tengah spectrum tampak, dan perkiraan diameter pupil manusia di
sianghari 2 mm maka:
Untuk titik dekat mata 25 cm,maka:
Diffraction Grating
Diffraction Grating
Spektrum
DIFFRACTION OF X-RAYS BY CRYSTALS
Schematic diagram of the technique used to observe the diffraction of
x-rays by a crystal. The array of spots formed on the film is called a
Laue pattern
DIFFRACTION OF X-RAYS BY CRYSTALS
the condition for constructive interference
DIFFRACTION OF X-RAYS BY CRYSTALS
Crystalline structure of sodium chloride (NaCl). The blue spheres represent
Cl ions, and the red spheres represent Na+ ions. The length of the cube
edge is a 0.562 737 nm.
Latihan

(a) Cahaya yang merambat dalam medium
dengan indeks bias n1 datang dengan sudut 
pada permukaan sebuah medium berindeks bias
n2. Sudut antara sinar pantul dan sinar biasnya
adalah b. Tunjukkan bahwa:
(b) Tunjukkan bahwa persamaan untuk  ini
menjadi hukum Brewster ketika b=90°, n1=1 and
n2=n. 
Gunakan: sin(A+B) = sin A cos B + cos A sin B)
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
Polarization by Reflection
Brewster’s law
(a) When unpolarized
light is incident on a
reflecting surface, the
reflected and refracted
beams are partially
polarized.
(b) The reflected beam is
completely polarized
when the angle of
incidence equals the
polarizing angle p ,
satisfying the equation
n = tan p .
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
Polarization by Selective Absorption
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
Polarization by Scattering
The scattering of
unpolarized sunlight by air
molecules. The light
observed at right angles
is linearly polarized
because the vibrating
molecule has a horizontal
component of vibration
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
Optical Activity
(a) When crossed polarizers are used, none of the polarized light can pass
through the analyzer. (b) An optically active material rotates the direction of
polarization through the angle, enabling some of the polarized light to pass
through the analyzer.
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
Applications
POLARIZATION OF LIGHT WAVES
Applications