LAPORAN PRAKTIKUM Pengukuran Panjang Gelombang Laser
Nama
: Ari Kusumawardhani
NPM
: 1406572302
Fakultas
: Teknik
Departemen/Prodi
: Teknik Sipil/Teknik Sipil
Kelompok Praktikum : 9 Kode Praktikum
: OR01 – Pengukuran Panjang Gelombang Laser
Minggu Percobaan
: Pekan 3
Tanggal Praktikum
: 19 Maret 2015
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP-IPD) Universitas Indonesia Depok 2015
I.
Tujuan Mengukur panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi difraksi
II.
III.
Alat
Piranti laser dan catu daya
Piranti pemilih otomatis kisi difraksi (50 slit/ 1mm)
Piranti scaner beserta detektor fotodioda
Camcorder
Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
Teori Kisi difraksi atau dapat pula disebut kisi interferensi terdiri dari banyak kisi paralel yang dapat mentransmisikan berkas cahaya melewati kisi-kisinya. Kisi seperti ini disebut pula sebagai kisi transmisi. Jika kisi difraksi disinari dengan berkas cahaya paralel maka sinar-sinar yang ditransmisikan oleh kisi dapat berinteferensi (Gbr.1). Sinar-sinar yang tidak mengalami deviasi ( θ = 0º) berinterferensi konstruktif menghasilkan berkas yang tajam (maksimum/ puncak) pada pusat layar. Interferensi konstruktif juga terjadi pada sudut θ ketika sinarsinar mempunyai selisih panjang lintasan Δl = mλ, dimana m merupakan bilangan bulat. Jadi jika jarak antar kisi adalah d (Gbr.1.) maka Δl = d sin θ, sehingga
[1] dengan m = 1, 2, 3, ...
Gbr.1. Diagram difraksi pada kisi difraksi
IV.
Teori Tambahan
Cahaya merupakan sebuah gelombang. Hal tersebut diterangkan oleh Charles Huygens. Menurut Prinsip Huygens, setiap titik pada suatu gelombang adalah pusat gelombang sekunder yang memancarkan gelombang baru ke segala arah dengan kecepatan yang sama. Hal tersebut akan terjadi jika cahaya bergerak pada medium yang sama. Jika terdapat medium yang berbeda cahaya akan dipantulkan dan jika melewati medium tersebut maka kecepatan akan berubah. Cahaya akan bergerak mendekati garis normal dari sudut datang (θ), apabila medium yang dilewati lebih rapat. Dengan kata lain, panjang gelombang (λ) berbanding lurus dengan kecepatan gerak cahaya. Hal tersebut diknal dengan refraksi atau pembiasan. Contoh dari prinsip tersebut adalah pelangi. Pelangi adalah contoh dari interferensi konstruktif. Ketika sebuah gelombang dengan panjang sebesar λ melewati celah-celah sempit yang memiliki jarak di antara keduanya sebesar d akan terjadi difraksi. Difraksi adalah pembelokan cahaya yang melewati suatu penghalang atau celah. Semakin lebar jarak d, maka difraksi tidak begitu jelas terlihat. Sebaliknya, semakin sempit jarak d, maka difraksi akan jelas terlihat. Celah tersebut akan berperan sebagai titik pusat gelombang yang memancarkan gelombang baru, seperti yang ditunjukkan oleh Gbr 2.
Gbr. 2. Difraksi suatu gelombang
Ketika suatu celah transmisi disinari, maka setiap celah akan menjadi sumber cahaya baru atau pusat gelombang baru. Setiap celah akan menghasilkan difraksi, dan dari setiap difraksi tersebut akan menghasilkan suatu pola. Pola tersebut akan
terlihat seperti garis-garis gelap dan terang. Garis terang disebut dengan maxima, sedangkan garis gelap disebut dengan minima. Jika kita mengganti celah tersebut dengan jumlah yang lebih banyak, maka disebut kisi difraksi. Kisi difraksi terdiri dari ribuan celah paralel yang sama pada sebuah medium, seperti keeping kaca. Biasanya jumlah celah tersebut adalah 5.000 untuk setiap millimeter. Cahaya yang melewati kisi tersebut akan memiliki interferensi yang jauh lebih sempit sehingga menghasilkan maxima yang sangat sempit seperti garis. Maxima tersebut dipisahkan oleh minima yang lebar. Kisi difraksi tersebut akan membentuk suatu pola dari maxima dan minima terbentuk. Dari maxima yang ada dapat dihitung panjang gelombang cahaya tersebut dengan menggunakan persamaan: 𝒅 𝒔𝒊𝒏𝜽 = 𝒎𝝀 d adalah jarak antar kisi, θ adalah sudut yang dibentuk antara titik pusat kisi dengan suatu titik P, λ adalah panjang gelombang, dan m adalah orde dari maxima (m = 0, ±1, ±2, ±3,…). Nilai m = 0 adalah terang pusat.
Gbr. 3. Intensitas kisi difraksi
V.
Cara Kerja Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di halaman jadual. Langkah kerja eksperimen harus mengikuti prosedur yang telah ditentukan yaitu berupa : 1. Mengklik tombol link rLab di halaman terjadwal. 2. Login dengan account rLab
3. Mengaktifkan webcam
4. Memasang kisi dengan mengklik icon „set‟
5. Menghidupkan power supply 6. Melakukan scanning intensitas pola difraksi dengan mengklik icon „ukur‟
7. Memindahkan hasil pengamatan dari rLab dengan mengklik „simpan ke
Excel‟ Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan menjalankan prosedur kerja.
VI. No
Data Percobaan Posisi
Intensitas
(mm)
30
12.76
0.06
61
26.40
0.05
31
13.20
0.05
62
26.84
0.05
1
0.00
0.05
32
13.64
0.05
63
27.28
0.05
2
0.44
0.05
33
14.08
0.05
64
27.72
0.05
3
0.88
0.05
34
14.52
0.05
65
28.16
0.05
4
1.32
0.05
35
14.96
0.05
66
28.60
0.05
5
1.76
0.05
36
15.40
0.05
67
29.04
0.05
6
2.20
0.05
37
15.84
0.05
68
29.48
0.05
7
2.64
0.05
38
16.28
0.05
69
29.92
0.05
8
3.08
0.05
39
16.72
0.05
70
30.36
0.05
9
3.52
0.06
40
17.16
0.05
71
30.80
0.05
10
3.96
0.06
41
17.60
0.05
72
31.24
0.05
11
4.40
0.06
42
18.04
0.05
73
31.68
0.05
12
4.84
0.07
43
18.48
0.05
74
32.12
0.05
13
5.28
0.07
44
18.92
0.05
75
32.56
0.05
14
5.72
0.07
45
19.36
0.05
76
33.00
0.05
15
6.16
0.09
46
19.80
0.05
77
33.44
0.05
16
6.60
0.13
47
20.24
0.05
78
33.88
0.05
17
7.04
0.22
48
20.68
0.05
79
34.32
0.05
18
7.48
0.39
49
21.12
0.05
80
34.76
0.05
19
7.92
0.46
50
21.56
0.05
81
35.20
0.05
20
8.36
0.54
51
22.00
0.05
82
35.64
0.05
21
8.80
0.54
52
22.44
0.05
83
36.08
0.05
22
9.24
0.51
53
22.88
0.05
84
36.52
0.05
23
9.68
0.32
54
23.32
0.05
85
36.96
0.05
24
10.12
0.25
55
23.76
0.05
86
37.40
0.05
25
10.56
0.16
56
24.20
0.05
87
37.84
0.05
26
11.00
0.09
57
24.64
0.05
88
38.28
0.05
27
11.44
0.08
58
25.08
0.05
89
38.72
0.05
28
11.88
0.06
59
25.52
0.05
90
39.16
0.05
29
12.32
0.06
60
25.96
0.05
91
39.60
0.05
92
40.04
0.05
125
54.56
0.21
158
69.08
0.05
93
40.48
0.05
126
55.00
0.19
159
69.52
0.05
94
40.92
0.05
127
55.44
0.15
160
69.96
0.05
95
41.36
0.05
128
55.88
0.13
161
70.40
0.05
96
41.80
0.05
129
56.32
0.10
162
70.84
0.05
97
42.24
0.05
130
56.76
0.09
163
71.28
0.05
98
42.68
0.05
131
57.20
0.06
164
71.72
0.05
99
43.12
0.05
132
57.64
0.06
165
72.16
0.05
100
43.56
0.05
133
58.08
0.05
166
72.60
0.05
101
44.00
0.05
134
58.52
0.06
167
73.04
0.05
102
44.44
0.06
135
58.96
0.05
168
73.48
0.05
103
44.88
0.06
136
59.40
0.05
169
73.92
0.05
104
45.32
0.06
137
59.84
0.05
170
74.36
0.05
105
45.76
0.07
138
60.28
0.05
171
74.80
0.05
106
46.20
0.08
139
60.72
0.05
172
75.24
0.05
107
46.64
0.12
140
61.16
0.05
173
75.68
0.05
108
47.08
0.14
141
61.60
0.05
174
76.12
0.05
109
47.52
0.20
142
62.04
0.05
175
76.56
0.05
110
47.96
0.24
143
62.48
0.05
176
77.00
0.05
111
48.40
0.21
144
62.92
0.05
177
77.44
0.05
112
48.84
0.25
145
63.36
0.05
178
77.88
0.05
113
49.28
0.49
146
63.80
0.05
179
78.32
0.05
114
49.72
0.81
147
64.24
0.05
180
78.76
0.05
115
50.16
2.76
148
64.68
0.05
181
79.20
0.05
116
50.60
3.77
149
65.12
0.05
182
79.64
0.05
117
51.04
4.96
150
65.56
0.05
183
80.08
0.05
118
51.48
4.96
151
66.00
0.05
184
80.52
0.05
119
51.92
4.96
152
66.44
0.05
185
80.96
0.05
120
52.36
4.96
153
66.88
0.05
186
81.40
0.06
121
52.80
4.27
154
67.32
0.05
187
81.84
0.06
122
53.24
2.71
155
67.76
0.05
188
82.28
0.06
123
53.68
0.62
156
68.20
0.05
189
82.72
0.06
124
54.12
0.40
157
68.64
0.05
190
83.16
0.06
191
83.60
0.06
224
98.12
0.31
257
112.64
0.05
192
84.04
0.06
225
98.56
0.23
258
113.08
0.05
193
84.48
0.05
226
99.00
0.18
259
113.52
0.05
194
84.92
0.06
227
99.44
0.08
260
113.96
0.05
195
85.36
0.06
228
99.88
0.07
261
114.40
0.06
196
85.80
0.06
229
100.32
0.06
262
114.84
0.05
197
86.24
0.06
230
100.76
0.06
263
115.28
0.06
198
86.68
0.06
231
101.20
0.06
264
115.72
0.06
199
87.12
0.07
232
101.64
0.06
265
116.16
0.05
200
87.56
0.07
233
102.08
0.06
266
116.60
0.06
201
88.00
0.09
234
102.52
0.06
267
117.04
0.06
202
88.44
0.11
235
102.96
0.06
268
117.48
0.05
203
88.88
0.22
236
103.40
0.06
269
117.92
0.06
204
89.32
0.34
237
103.84
0.05
270
118.36
0.05
205
89.76
0.52
238
104.28
0.05
271
118.80
0.05
206
90.20
0.69
239
104.72
0.06
272
119.24
0.06
207
90.64
0.62
240
105.16
0.05
273
119.68
0.05
208
91.08
0.73
241
105.60
0.06
274
120.12
0.06
209
91.52
1.03
242
106.04
0.06
275
120.56
0.06
210
91.96
1.77
243
106.48
0.05
276
121.00
0.05
211
92.40
4.96
244
106.92
0.05
277
121.44
0.06
212
92.84
4.96
245
107.36
0.05
278
121.88
0.06
213
93.28
4.96
246
107.80
0.05
279
122.32
0.06
214
93.72
4.96
247
108.24
0.05
280
122.76
0.06
215
94.16
4.96
248
108.68
0.05
281
123.20
0.06
216
94.60
4.96
249
109.12
0.05
282
123.64
0.06
217
95.04
4.96
250
109.56
0.05
283
124.08
0.07
218
95.48
4.96
251
110.00
0.05
284
124.52
0.06
219
95.92
1.64
252
110.44
0.05
285
124.96
0.06
220
96.36
0.78
253
110.88
0.05
286
125.40
0.07
221
96.80
0.52
254
111.32
0.05
287
125.84
0.06
222
97.24
0.48
255
111.76
0.05
288
126.28
0.07
223
97.68
0.43
256
112.20
0.05
289
126.72
0.07
290
127.16
0.07
323
141.68
0.08
356
156.20
0.06
291
127.60
0.07
324
142.12
0.08
357
156.64
0.07
292
128.04
0.07
325
142.56
0.07
358
157.08
0.07
293
128.48
0.08
326
143.00
0.07
359
157.52
0.07
294
128.92
0.09
327
143.44
0.07
360
157.96
0.07
295
129.36
0.09
328
143.88
0.07
361
158.40
0.07
296
129.80
0.11
329
144.32
0.07
362
158.84
0.07
297
130.24
0.19
330
144.76
0.08
363
159.28
0.07
298
130.68
0.32
331
145.20
0.07
364
159.72
0.07
299
131.12
0.67
332
145.64
0.07
365
160.16
0.07
300
131.56
0.70
333
146.08
0.07
366
160.60
0.08
301
132.00
1.21
334
146.52
0.07
367
161.04
0.08
302
132.44
1.04
335
146.96
0.07
368
161.48
0.09
303
132.88
1.28
336
147.40
0.07
369
161.92
0.09
304
133.32
1.69
337
147.84
0.07
370
162.36
0.09
305
133.76
3.56
338
148.28
0.07
371
162.80
0.09
306
134.20
4.96
339
148.72
0.07
372
163.24
0.10
307
134.64
4.96
340
149.16
0.07
373
163.68
0.10
308
135.08
4.96
341
149.60
0.07
374
164.12
0.11
309
135.52
4.96
342
150.04
0.06
375
164.56
0.12
310
135.96
4.96
343
150.48
0.07
376
165.00
0.16
311
136.40
4.96
344
150.92
0.07
377
165.44
0.19
312
136.84
4.96
345
151.36
0.07
378
165.88
0.24
313
137.28
4.96
346
151.80
0.07
379
166.32
0.24
314
137.72
3.32
347
152.24
0.07
380
166.76
0.22
315
138.16
1.10
348
152.68
0.06
381
167.20
0.22
316
138.60
0.87
349
153.12
0.06
382
167.64
0.22
317
139.04
0.80
350
153.56
0.06
383
168.08
0.24
318
139.48
0.84
351
154.00
0.06
384
168.52
0.25
319
139.92
0.65
352
154.44
0.06
385
168.96
0.27
320
140.36
0.36
353
154.88
0.06
386
169.40
0.30
321
140.80
0.32
354
155.32
0.06
387
169.84
0.35
322
141.24
0.17
355
155.76
0.07
388
170.28
0.39
389
170.72
0.49
422
185.24
0.22
455
199.76
0.06
390
171.16
0.58
423
185.68
0.22
456
200.20
0.06
391
171.60
0.78
424
186.12
0.25
457
200.64
0.06
392
172.04
1.49
425
186.56
0.26
458
201.08
0.06
393
172.48
3.92
426
187.00
0.27
459
201.52
0.06
394
172.92
4.96
427
187.44
0.24
460
201.96
0.06
395
173.36
4.96
428
187.88
0.20
461
202.40
0.06
396
173.80
4.96
429
188.32
0.17
462
202.84
0.06
397
174.24
4.96
430
188.76
0.16
463
203.28
0.06
398
174.68
4.96
431
189.20
0.17
464
203.72
0.06
399
175.12
4.96
432
189.64
0.20
465
204.16
0.06
400
175.56
4.95
433
190.08
0.20
466
204.60
0.06
401
176.00
4.95
434
190.52
0.22
467
205.04
0.06
402
176.44
4.95
435
190.96
0.15
468
205.48
0.06
403
176.88
4.96
436
191.40
0.08
469
205.92
0.06
404
177.32
4.96
437
191.84
0.07
470
206.36
0.07
405
177.76
4.96
438
192.28
0.07
471
206.80
0.07
406
178.20
4.96
439
192.72
0.07
472
207.24
0.07
407
178.64
4.96
440
193.16
0.07
473
207.68
0.07
408
179.08
4.95
441
193.60
0.07
474
208.12
0.07
409
179.52
4.95
442
194.04
0.07
475
208.56
0.07
410
179.96
4.95
443
194.48
0.07
476
209.00
0.07
411
180.40
4.96
444
194.92
0.06
477
209.44
0.07
412
180.84
4.96
445
195.36
0.06
478
209.88
0.07
413
181.28
4.96
446
195.80
0.07
479
210.32
0.07
414
181.72
4.96
447
196.24
0.06
480
210.76
0.07
415
182.16
4.96
448
196.68
0.06
481
211.20
0.08
416
182.60
4.96
449
197.12
0.06
482
211.64
0.08
417
183.04
1.30
450
197.56
0.06
483
212.08
0.09
418
183.48
0.38
451
198.00
0.06
484
212.52
0.10
419
183.92
0.28
452
198.44
0.06
485
212.96
0.10
420
184.36
0.25
453
198.88
0.06
486
213.40
0.12
421
184.80
0.23
454
199.32
0.06
487
213.84
0.24
488
214.28
0.40
521
228.80
0.07
554
243.32
0.05
489
214.72
0.64
522
229.24
0.07
555
243.76
0.05
490
215.16
1.02
523
229.68
0.07
556
244.20
0.05
491
215.60
1.13
524
230.12
0.06
557
244.64
0.05
492
216.04
1.25
525
230.56
0.06
558
245.08
0.05
493
216.48
1.37
526
231.00
0.06
559
245.52
0.05
494
216.92
1.45
527
231.44
0.06
560
245.96
0.05
495
217.36
2.24
528
231.88
0.07
561
246.40
0.05
496
217.80
3.38
529
232.32
0.07
562
246.84
0.05
497
218.24
4.61
530
232.76
0.06
563
247.28
0.05
498
218.68
4.96
531
233.20
0.06
564
247.72
0.05
499
219.12
4.96
532
233.64
0.05
565
248.16
0.05
500
219.56
4.96
533
234.08
0.05
566
248.60
0.05
501
220.00
4.35
534
234.52
0.06
567
249.04
0.06
502
220.44
2.94
535
234.96
0.05
568
249.48
0.06
503
220.88
1.89
536
235.40
0.06
569
249.92
0.06
504
221.32
1.19
537
235.84
0.05
570
250.36
0.06
505
221.76
0.99
538
236.28
0.05
571
250.80
0.06
506
222.20
0.98
539
236.72
0.06
572
251.24
0.06
507
222.64
1.02
540
237.16
0.05
573
251.68
0.06
508
223.08
0.95
541
237.60
0.05
574
252.12
0.06
509
223.52
0.63
542
238.04
0.05
575
252.56
0.06
510
223.96
0.58
543
238.48
0.05
576
253.00
0.06
511
224.40
0.31
544
238.92
0.05
577
253.44
0.06
512
224.84
0.13
545
239.36
0.05
578
253.88
0.07
513
225.28
0.07
546
239.80
0.05
579
254.32
0.07
514
225.72
0.07
547
240.24
0.05
580
254.76
0.07
515
226.16
0.07
548
240.68
0.05
581
255.20
0.09
516
226.60
0.06
549
241.12
0.05
582
255.64
0.15
517
227.04
0.07
550
241.56
0.05
583
256.08
0.25
518
227.48
0.07
551
242.00
0.05
584
256.52
0.36
519
227.92
0.07
552
242.44
0.05
585
256.96
0.48
520
228.36
0.07
553
242.88
0.05
586
257.40
0.53
587
257.84
0.60
620
272.36
0.06
653
286.88
0.05
588
258.28
0.61
621
272.80
0.05
654
287.32
0.05
589
258.72
0.65
622
273.24
0.06
655
287.76
0.05
590
259.16
0.88
623
273.68
0.05
656
288.20
0.05
591
259.60
1.18
624
274.12
0.06
657
288.64
0.05
592
260.04
1.38
625
274.56
0.06
658
289.08
0.05
593
260.48
1.50
626
275.00
0.05
659
289.52
0.05
594
260.92
1.47
627
275.44
0.05
660
289.96
0.05
595
261.36
1.38
628
275.88
0.05
661
290.40
0.05
596
261.80
1.19
629
276.32
0.05
662
290.84
0.05
597
262.24
0.84
630
276.76
0.05
663
291.28
0.05
598
262.68
0.64
631
277.20
0.05
664
291.72
0.05
599
263.12
0.55
632
277.64
0.05
665
292.16
0.05
600
263.56
0.52
633
278.08
0.05
666
292.60
0.05
601
264.00
0.53
634
278.52
0.05
667
293.04
0.05
602
264.44
0.51
635
278.96
0.05
668
293.48
0.05
603
264.88
0.43
636
279.40
0.05
669
293.92
0.05
604
265.32
0.34
637
279.84
0.05
670
294.36
0.05
605
265.76
0.32
638
280.28
0.05
671
294.80
0.05
606
266.20
0.17
639
280.72
0.05
672
295.24
0.05
607
266.64
0.08
640
281.16
0.05
673
295.68
0.05
608
267.08
0.06
641
281.60
0.05
674
296.12
0.06
609
267.52
0.06
642
282.04
0.05
675
296.56
0.06
610
267.96
0.06
643
282.48
0.05
676
297.00
0.06
611
268.40
0.06
644
282.92
0.05
677
297.44
0.08
612
268.84
0.06
645
283.36
0.05
678
297.88
0.09
613
269.28
0.06
646
283.80
0.05
679
298.32
0.12
614
269.72
0.06
647
284.24
0.05
680
298.76
0.15
615
270.16
0.06
648
284.68
0.05
681
299.20
0.16
616
270.60
0.06
649
285.12
0.05
682
299.64
0.19
617
271.04
0.06
650
285.56
0.05
683
300.08
0.20
618
271.48
0.06
651
286.00
0.05
684
300.52
0.20
619
271.92
0.06
652
286.44
0.05
685
300.96
0.23
686
301.40
0.26
719
315.92
0.05
752
330.44
0.05
687
301.84
0.30
720
316.36
0.05
753
330.88
0.05
688
302.28
0.32
721
316.80
0.05
754
331.32
0.05
689
302.72
0.31
722
317.24
0.05
755
331.76
0.05
690
303.16
0.30
723
317.68
0.05
756
332.20
0.05
691
303.60
0.29
724
318.12
0.05
757
332.64
0.05
692
304.04
0.26
725
318.56
0.05
758
333.08
0.05
693
304.48
0.21
726
319.00
0.05
759
333.52
0.05
694
304.92
0.20
727
319.44
0.05
760
333.96
0.05
695
305.36
0.17
728
319.88
0.05
761
334.40
0.05
696
305.80
0.16
729
320.32
0.05
762
334.84
0.05
697
306.24
0.17
730
320.76
0.05
763
335.28
0.05
698
306.68
0.15
731
321.20
0.05
764
335.72
0.05
699
307.12
0.13
732
321.64
0.05
765
336.16
0.05
700
307.56
0.13
733
322.08
0.05
766
336.60
0.05
701
308.00
0.09
734
322.52
0.05
767
337.04
0.05
702
308.44
0.07
735
322.96
0.05
768
337.48
0.05
703
308.88
0.05
736
323.40
0.05
769
337.92
0.05
704
309.32
0.05
737
323.84
0.05
770
338.36
0.05
705
309.76
0.05
738
324.28
0.05
771
338.80
0.05
706
310.20
0.05
739
324.72
0.05
772
339.24
0.05
707
310.64
0.05
740
325.16
0.05
773
339.68
0.05
708
311.08
0.05
741
325.60
0.05
774
340.12
0.05
709
311.52
0.05
742
326.04
0.05
775
340.56
0.05
710
311.96
0.05
743
326.48
0.05
776
341.00
0.05
711
312.40
0.05
744
326.92
0.05
777
341.44
0.05
712
312.84
0.05
745
327.36
0.05
778
341.88
0.05
713
313.28
0.05
746
327.80
0.05
779
342.32
0.06
714
313.72
0.05
747
328.24
0.05
780
342.76
0.06
715
314.16
0.05
748
328.68
0.05
781
343.20
0.06
716
314.60
0.05
749
329.12
0.05
782
343.64
0.06
717
315.04
0.05
750
329.56
0.05
783
344.08
0.06
718
315.48
0.05
751
330.00
0.05
784
344.52
0.06
785
344.96
0.06
797
350.24
0.05
809
355.52
0.05
786
345.40
0.06
798
350.68
0.05
810
355.96
0.05
787
345.84
0.06
799
351.12
0.05
811
356.40
0.05
788
346.28
0.06
800
351.56
0.05
812
356.84
0.05
789
346.72
0.05
801
352.00
0.05
813
357.28
0.05
790
347.16
0.05
802
352.44
0.05
814
357.72
0.05
791
347.60
0.05
803
352.88
0.05
815
358.16
0.05
792
348.04
0.05
804
353.32
0.05
816
358.60
0.05
793
348.48
0.05
805
353.76
0.05
817
359.04
0.05
794
348.92
0.05
806
354.20
0.05
795
349.36
0.05
807
354.64
0.05
796
349.80
0.05
808
355.08
0.05
Tugas & Evaluasi 1. Dari data eksperimen yang diperoleh, buatlah grafik intensitas pola difraksi ( I, pada eksperimen dinyatakan dalam arus sebagai fungsi dari posisi (x), I vs x ).
Intensitas Pola Difraksi 6 5 4 3 2 1 0 14,52 29,04 43,56 58,08 72,6 87,12 101,64 116,16 130,68 145,2 159,72 174,24 188,76 203,28 217,8 232,32 246,84 261,36 275,88 290,4 304,92 319,44 333,96 348,48
0
2. Berdasarkan spektrum yang diperoleh, tentukan letak terang pusat (m = 0), intensitas maksimum orde pertama (m = 1) , orde ke-2, orde ke-3 dst. Berilah bilangan orde pada grafik tersebut untuk setiap intensitas maksimum pola difraksinya.
Intensitas Pola Difraksi 6
3
2
1
Maks
1
5 4 3 2 1
2 3
0 0 14,08 28,16 42,24 56,32 70,4 84,48 98,56 112,64 126,72 140,8 154,88 168,96 183,04 197,12 211,2 225,28 239,36 253,44 267,52 281,6 295,68 309,76 323,84 337,92 352
VII.
3. Ukurlah jarak antara terang pusat dan intensitas maksimum setiap orde untuk menentukan sudut difraksi θ tiap-tiap orde. Pada eksperimen ini, jarak antara kisi difraksi dengan detektor sebesar L = (130 ± 1 ) cm
=𝑚.𝜆 = Sin θ =
Keterangan: 𝑝
= Jarak pita gelap / terang ke-n dari pusat (1300 mm)
𝑑
= Lebar celah pada kisi (mm)
𝑙
= Jarak celah ke layar (mm)
𝑚
= Orde (1, 2, 3, ...)
𝜆
= Panjang gelombang laser (mm)
𝜃
= Sudut deviasi / sudut pembelokan cahaya (°)
Posisi Terang Pusat : 177,76 mm Orde
Posisi Kanan
Posisi Kiri
1
219,12
135,96
2
260,48
94,16
3
302,28
51,92
a. Jarak Orde 1 Jarak 1 = | Posisi Terang Pusat – Posisi Intensitas Maksimum Orde 1 Kanan | = | 177,76 – 219,12 | = 41,36 Jarak 2 = | Posisi Terang Pusat – Posisi Intensitas Maksimum Orde 1 Kiri | = | 177,76 – 135,96 | = 41,8mm Jarak terang pusat ke intensitas maksimum orde ke-1 adalah :
p=
= 41,58 mm
Sudut difraksi intensitas maksimum orde ke-1 adalah :
Sin θ = θ = Sin-1 θ = Sin-1 θ = 1,832o
b. Jarak Orde 2 Jarak 1 = | Posisi Terang Pusat – Posisi Intensitas Maksimum Orde 2 Kanan | = | 177,76 – 260,48 | = 82,72 mm
Jarak 2 = | Posisi Terang Pusat – Posisi Intensitas Maksimum Orde 2 Kiri | = | 177,76 – 94,16 | = 83,6 mm Jarak terang pusat ke intensitas maksimum orde ke-1 adalah :
p=
= 83,16 mm
Sudut difraksi intensitas maksimum orde ke-1 adalah :
Sin θ = θ = Sin-1 θ = Sin-1 θ = 3,667o
c. Jarak Orde 3 Jarak 1 = | Posisi Terang Pusat – Posisi Intensitas Maksimum Orde 3 Kanan | = | 177,76 – 302,28 | = 124,52 mm
Jarak 2 = | Posisi Terang Pusat – Posisi Intensitas Maksimum Orde 3 Kiri | = | 177,76 – 51,92 | = 125,84 mm Jarak terang pusat ke intensitas maksimum orde ke-1 adalah :
p=
= 125,18mm
Sudut difraksi intensitas maksimum orde ke-1 adalah :
Sin θ = θ = Sin-1 θ = Sin-1 θ = 5,526o 4. Buatlah grafik sin θ sebagai fungsi orde difraksi (sin θ vs m) dan hitunglah panjang gelombang (λ) sinar laser berdasarkan gradien garis yang diperoleh. Orde (m)
θ
Sin θ
1
1,832o
0,032
2
3,667o
0,064
3
5,526o
0,096
Grafik Hubungan Orde (m) dan Sin θ 0,12 0,1
0,09629
0,08 0,06395
0,06 0,04 0,03196 0,02 0 1
2
3
Panjang Gelombang (λ) sinar laser berdasarkan gradien garis (metode least square)
Sin θ =
Y
𝑚
=m
x ±a
Tabel Least Square i
X
Y
X2
Y2
XY
1.
1
0,03196
1
0,001021442
0,03196
2.
2
0,06395
4
0,004089603
0,1279
3.
3
0,09629
9
0,009271764
0,28887
∑
6
0,1922
14
0,014382808
0,44873
m=
a=
=
= 0,032165
=
= - 0,0002633
Jadi persamaan yang didapat Y = 0,032165 X ± (- 0,0002633 )
𝑚𝑚
d=
𝑚𝑚
Panjang Gelombang (λ) λ
=m.d = 0,032165 . 0,00002 = 6,433 . 10-7 m
5. Jika sin θ didekati oleh tan θ, hitunglah λ dengan cara yang sama seperti pada evaluasi no. 4. Berapa penyimpangan relatif λ hasil pendekatan ini terhadap perhitungan λ yang diperoleh pada evaluasi no.4. Tabel Hubungan Orde dan Tan θ θ
Tan θ
1
1,832o
0,03198
2
3,667o
0,06408
3
5,526o
0,09674
Orde (m)
Grafik Hubungan Orde (m) dan Tan θ 0,12 0,1
0,09674
0,08 0,06408
0,06 0,04 0,03198 0,02 0 1
2
3
Tabel Least Square i
X
Y
X2
Y2
XY
1.
1
0,03198
1
0,00102272
0,03198
2.
2
0,06408
4
0,004106246
0,12816
3.
3
0,09674
9
0,0093586
0,29022
∑
6
0,1928
14
0,01448759
0,45036
m=
=
a=
= 0,03238
=
= -0,000493
Jadi persamaan yang didapat Y = 0,032 X ± (-0,000493 ) Panjang Gelombang (λ) λ
=m.d = 0,03238 . 0,00002 = 6,476 . 10-7 m
Sehingga penyimpangan relatif λ hasil pendekatan dengan tan θ terhadap perhitungan λ dengan menggunakan sin θ sebesar :
Penyimpangan Relatif : |
|
VIII. Analisis Data Percobaan OR-01 dengan judul “Pengukuran Panjang Gelombang Laser” dilakukan secara online melalui remote laboratory (R-Lab) yang dapat diakses melalui url http://sitrampil5.ui.ac.id/or01. Percoban OR-01 bertujuan untuk mengukur panjang gelombang laser dengan menggunakan kisi difraksi yang telah disediakan. Praktikan melaksanakan praktikumnya dengan cara mengeklik tombol-tombol yang ada pada situs tersebut sesuai dengan prosedur yang ada. Percobaan dimulai dengan memasang kisi. Kisi yang dipasang dipastikan telah terpasang dengan benar agar data yang dihasilkan tepat. Setelah kisi terpasang dengan baik, kemudian dilakukan scanning intensitas cahaya oleh sensor cahaya. Dari hasil scanning tersebut diperoleh letak terang dan gelap. Data praktikum yang diperoleh adalah sebanyak 817 buah dengan posisi dari 0 sampai dengan 359,04 mm dan intensitas yang beragam. Setelah itu data diolah dan salah satu hasil olahannya adalah berupa grafik. Dari grafik tersebut kita dapat melihat dengan jelas letak intensitas maksimum dan orde-oredenya. Orde 0 diperoleh pada posisi 177,76 mm dengan intesitas sebesar 4,96. Orde 1 di kanan dan dikiri diperoleh pada posisi 219,12 mm dan 135,96 mm dengan intensitas sebesar 1,96. Orde 2 di kanan dan dikiri diperoleh pada posisi 260,48 mm dan 94,16 mm dengan intensitas sebesar 1,50 dan 1,96. Dan yang terakhir orde 3 di kanan dan dikiri diperoleh pada posisi 302,28 mm dan 51,92 mm dengan intensitas sebesar 0,32 dan 1,96. Jarak setiap orde terhadap orde 0 dapat diketahui dengan menggunakan rumus Sin θ = Y/L. Semakin besar ordenya, semakin besar jaraknya dengan terang pusat, semakin besar juga sudut yang dihasilkannya. Nilai θ digunakan untuk menghitung panjang gelombang yang ada. Dikarenakan menggunakan celah yang kecil, maka sudut yang dihasilkan jugalah kecil. Hal tersebut menyebab besarnya Sinθ ≈ Tanθ, sehingga penyimpangan yang terjadi besarnya mendekati 0. Berdasarkan hasil pengolahan data, panjang gelombang yang diperoleh adalah sebesar 6,476 . 10-7 m dengan besar penyimpangan relatif sebesar 0,673 %. Grafik yang pertama menunjukan hubungan antara posisi dan intensitas yang didapatkan dari percobaan. Pada grafik tersebut terlihat beberapa puncak yang menunjukan letak titik terang dan titik terendahnya yang menunjukan titik-titik
gelapnya. Sehingga dari grafik tersebut dapat ditunjukan posisi-posisi ordenya seperti yang ditunjukan juga pada grafik yang kedua. Sedangkan grafik ketiga dan keempat masing-masing menunjukan hubungan antara orde dengan sin θ dan tan θ nya. Dari grafik tersebut terlihat bahwa semakin besar ordenya (m) maka sin θ dan tan θ juga semakin besar.
IX.
Kesimpulan
1. Jika ada cahaya yang menyinari suatu celah-celah sempit akan terjadi difraksi yang akan membentuk suatu pola yang terdiri dari titik terang dan titik gelap. 2. Panjang gelombang laser (λ) dapat diukur menggunakan metode kisi difraksi dengan panjang gelombang sebesar 6,476 . 10-7 m. 3. Semakin besar ordenya, semakin besar juga sudut difraksinya. Hal tersebut menyebabkan besarnya θ berbanding lurus dengan ordenya. 4. Semakin kecil besar sudut diftraksinya, maka Sin θ ≈ Tan θ
X.
Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005. http://sitrampil5.ui.ac.id/or01
