Perbedaan antara interferensi dan difraksi

Interferensi celah ganda

Modulus young serta pengertiannya

Materi menjelaskan interfernsi gelombang cahaya dan riak air

1.     Interferensi Gelombang Cahaya

Ada dua jenis cahaya, yaitu cahaya polikromatik dan cahaya monokromatik. Cahaya polikromatik adalah cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Contoh cahaya polikromatik adalah cahaya putih. Adapun cahaya monokromatik adalah cahaya yang hanya terdiri atas satu warna dan satu panjang gelombang. Contoh cahaya monokromatik adalah cahaya merah dan ungu.

Dispersi Cahaya (Disperse Light Wave)

Pernahkah kamu mengamati pelangi? Mengapa pelangi terjadi pada saat gerimis atau setelah hujan turun dan matahari tetap bersinar? Peristiwa terjadinya pelangi merupakan gejala dispersi cahaya. Gejala dispersi cahaya adalah gejala peruraian cahaya putih (polikromatik) menjadi cahaya berwarna-warni (monokromatik).

Di depan telah disinggung bahwa cahaya putih merupakan cahaya polikromatik, artinya cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Jika cahaya putih diarahkan ke prisma maka

cahaya putih akan terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Indeks bias cahaya tersebut adalah ungu > nila > biru > hijau > kuning > jingga > merah. Perhatikan di samping! Seberkas cahaya polikromatik diarahkan ke prisma. Cahaya tersebut kemudian terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Tiap- tiap cahaya mempunyai sudut deviasi yang berbeda. Selisih antara sudut deviasi untuk cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi. Besar sudut dispersi dapat dituliskan sebagai berikut:

Interferensi Cahaya (Interferensi Light Wave)

Cahaya merupakan gelombang yaitu gelombang elektromagnetik. Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru. Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar maka interferensinya sulit diamati. Interferensi terjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini:

1. Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa
kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu
tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama
2. Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitude yang hampir
sama.

INTERFERENSI CELAH GANDA ( INTERFERENSI BY TWO TIGHT APERTURES )

Pada tahun 1804 seorang fisikawan bernama Thomas Young (1773- 1829) dapat mendemonstrasikan interferensi cahaya. Young melewatkan cahaya koheren (sinar-sinarnya sefase dan frekuensi sama) melalui dua celah sempit yang dikenal dengan celah ganda. Perhatikan Gambar (a), dua berkas cahaya koheren dilewatkan pada celah ganda kemudian dapat mengenai layar. Pada layar itulah tampak pola garisgaris terang seperti padaGa mba r(b). Pola garisgaris terang dan gelap inilah bukti bahwa cahaya dapat berinterferensi.

Interferensi cahaya terjadi karena adanya beda fase cahaya dari kedua celah tersebut. Berkas cahaya dari S1 dan S2 yang sampai pada layar terlihat berbeda lintasan sebesar ΔS = d sin θ. Perbedaan panjang lintasan inilah yang dapat menimbulkan fase antara dua berkas cahaya tersebut berbeda. Interferensi akan saling menguatkan jika berkas cahaya sefase dan saling melemahkan jika berlawanan fase. Sefase berarti berbeda sudut fase Δθ = 0, 2π, 4π,..... Sedangkan berlawanan fase berarti berbeda sudut fase Δθ = π, 3π, 5π, ... . Syarat ini dapat dituliskan dengan beda lintasan seperti persamaan berikut:

Interferensi maksimum (garis terang) : d sin θ = n λ

Interferensi minimum (garis gelap) : d sin θ = (n −1 /2 ) λ

Keterangan :

d = jarak antar celah (m),

θ = sudut yang dibentuk berkas cahaya dengan garis mendatar

n = pola interferensi (orde), garis terang n = 0, 1,2,3,....; garis gelap n

= 1,2,3,....

λ = panjang gelombang cahaya yang berinterferensi (m )

Perhatikan kembali Gambar(a ). Untuk sudut θ kecil ( θ ≤ 12o) akan berlaku: sin θ ≈ tg θ berarti selisih lintasannya memenuhi hubungan berikut:

lpdd=θsin

Interferensi pada Lapisan Tipis

Kalian tentu pernah main air sabun yang ditiup sehingga terjadi gelembung. Kemudian saat terkena sinar matahari akan terlihat warna-warni. Cahaya warna-warni inilah bukti adanya peristiwa interferensi cahaya pada lapisan tipis air sabun. Interferensi ini terjadi pada sinar yang dipantulkan langsung dan sinar yang dipantulkan setelah dibiaskan. Syarat terjadinya interferensi memenuhi persamaan berikut:

Interferensi maksimum : 2nd = (m + ) λ21
Interferensi minimum : 2nd = m . λ
Keterangan :

n = indeks bias lapisan
d = tebal lapisan (m)
λ = panjang gelombang cahaya (m)
m = 0, 1, 2,3, 4,......

2.     Interferensi gelombang riak air

FGE 13

Tangki Riak FGE 13 adalah hasil pengembangan dari jenis sebelumnya FGE 12. Tangki riak ini mempunyai keunggulan lebih, yaitu mampu menampilkan tayangan gelombang yang tidak bergerak pada layar translusen, sehingga bayangan gelombang dapat diamati lebih mudah. Bayangan gelombang dapat dibuat diam atau berjalan dengan mengatur tombol pengatur pada stroboskop. Frekuensi dapat langsung diketahui dari tampilan indikator pada stroboskop.

Unit Stroboskop Digital (PWM 145) dilengkapi dengan lampu halogen 12 V / 25 watt yang menyebabkan bayangan pada layar dapat terlihat dengan sangat jelas. Piringan dapat berputar dan diatur kecepatannya, sehingga pada mode sinkron, frekuensi strobo dan gelombang permukaan air di-sinkron-kan, karena itu gelombang akan tampak diam. Sedangkan pada mode tidak sinkron, gelombang akan tampak bergerak. Unit stroboskop dilengkapi juga dengan fungsi pemicu manual untuk menghasilkan gelpmbang satu per satu.

FGE 12

Set alat Tangki Riak adalah peralatan yang digunakan untuk demonstrasi atau percobaan mengenai sifat-sifat dasar gelombang, seperti: pemantulan, pembiasan, difraksi dan interferensi, dengan mensimulasinya menggunakan gelombang permukaan air. Air ditempatkan pada sebuah wadah plastik berukuran 500 x 320 x 50 mm yang mempunyai dasar kaca. Rangka besi penyangga tangki setinggi 300 mm dapat dibongkar-pasang.

Dengan memantulkan cahaya melalui cermin pada sebuah layar translusen, maka bayangan dan bentuk gelombang dapat diamati. 

Riak atau gelombang ditimbulkan dengan menggunakan Pembangkit Riak  (FGE 12 11) yang menghasilkan gelombang udara pada Pembangkit Gelombang Datar (FGE 12 13) atau Pipa Pembangkit Gelombang Lingkaran (FGE 12 17).

3.      PERCOBAAN YOUNG

Modulus Young dapat didefinisikan secara sederhana sebagai hubungan besaran tegangan tarik dan regangan tarik. Atau dengan kata lain perbandingan antara tegangan tarik dan regangan tarik. Dengan mengetahui modulus Young sebuah benda kita dapat menentukan nilai keelastisan suatu benda.

Interferensi adalah kerja sama antara dua gelombang cahaya atau lebih pada suatu

titik atau daerah tertentu pada suatu waktu tertentu pula. Peralatan yang digunakan

untuk menunjukkan adanya interferensi cahaya disebut interferometer. Salah satu

percobaan yang menunjukkan adanya umbai- umbai interferensi (interference fringe)

adalah percobaan Young (Young experiment). Percobaan Young ini berdasarkan pada

interferometer pemisah muka gelombang (wave front splitting interferometer)

dilukiskan sebagai berikut :

S1, S2, dan S3 adalah celah sempit yang dilalui oleh cahaya dengan panjang

gelombang ë. Gelombang cahaya yang memancar dari S1 akan mengenai celah S2 dan

S3 dan menurut teori Huygens dari S2 dan S3 akan memancar gelombang-gelombang

cahaya yang koheren.

4.     Perbedaan interferensi dan difraksi

Interferensi Gelombang

Jika pada suatu tempat bertemu dua buah gelombang, maka resultan gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah dari kedua gelombang tersebut. Peristwa ini di sebut sebagai prinsipsuperposisi linear. Gelombang-gelombang yang terpadu akan mempengaruhi medium. Nah, pengaruh yang ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang terpadu tersebut disebutinterferensi gelombang.

Ketika mempelajari gelombang stasioner yang dihasilkan oleh superposisi antara gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas atau ujung tetap, Anda dapatkan bahwa pada titik-titik tertentu, disebut perut, kedua gelombang saling memperkuat (interferensi konstruktif), dan dihasilkan amplitudo paling besar, yaitu dua kali amplitudo semuala. Sedangkan pada titik-titik tertentu, disebut simpul, kedua gelombang saling memperlemah atau meniadakan(interferensi destruktif), dan dihasilkan amplitudo nol.

Difraksi Gelombang

Di dalam suatu medium yang sama, gelombang merambat lurus. Oleh karena itu, gelombang lurus akan merambat ke seluruh medium dalam bentuk gelombang lurus juga. Hal ini tidak berlaku bila pada medium diberi penghalang atau rintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat, gelombang yang datang dapat melentur setelah melalui celah tersebut. Lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakan difraksi gelombang.

Jika penghalang celah yang diberikan oleh lebar, maka difraksi tidak begitu jelas terlihat.

Lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakan difraksi gelombang.

Jadi perbedaanya, jika interferensi adalah superposisi dua buah gelombang atau lebih. Sedangkan

Difraksi adalah devisi dari perambatan cahaya atau pembelokan arah rambat cahaya.