Difraksi Cahaya Celah Tunggal

Konsep Difraksi Cahaya CelahTunggal:

Pengertian Difraksi Cahaya Celah Tunggal

Sebuah celah panjang dengan lebar infinitesimal akan mendifraksi sinar cahaya insiden menjadi deretan gelombang circular, dan muka gelombang yang lepas dari celah tersebut akan berupa gelombang silinder dengan intensitas yang uniform.Difraksi celah tunggal dapat dipahami dengan menganggap bahwa berkas-berkas paralel dari cahaya jatuh pada celah dengan lebar d dan layar untuk melihatnya terlebih dahulu jauh (Douglas C. Giancoli: 1998).

Konsep pola gelap-terang pada interferensi celah tunggal erat hubungannya dengan interferensi berkas-berkas cahaya yang melwati celah. Dapat kita lihat gambar di atas gelombang cahaya dengan panjang gelombang λ didifraksikan oleh celah sempit dengan lebar d. Pola gelap dan terang terbentuk ketika gelombang cahaya mengalami interferensi Beda lintasan ke titik P adalah (d/2) sinθ, dengan θ adalah sudut antara garis tegak lurus terhadap celah dan garis dari pusat celah ke P. Apabila beda lintasan yang terjadi adalah 1/2 λ maka kedua cahaya (Gambar di atas) akan saling memperlemah dan menyebabkan terjadinya interferensi minimum sehingga pada layar terbentuk pola gelap.maka menghasilkan sebuah rumuus yaitu:

Rumus Pola Gelap(Minimum):

 d sin θ = nλ atau 1/2 d sin θ = n1/2λ

untuk sudut θ yang kecil nilai sin θ » ≈ tan θ (dalam satuan radian).

Berdasarkan gambar, tan θ = p/L. Sehingga persamaan (1) di atas menjadi:

dp/L=nλ 

Untuk Jarak pita terang/gelap yang berurutan (Δp) dirumuskan dengan :

Δp=λL/d 

dimana :

p = jarak dari pita terang pusat ke pita gelap ke-m

Δp = jarak pita terang/gelap yang berurutan

L = jarak dari celah ke layar

Rumus Pola Terang(Maksimum):

d.sinθ=(n-1/2)λ

 Jarak pola gelap ke pusat terang (sumbu) atau dinamakan pita gelap ke-n dituliskan dalam rumus berikut.

y =L nλ/d

ket:

d : lebar celah (m)

θ : sudut deviasi

n : orde interferensi (bilangan bulat n = ±1,±2,±3,.......) 

λ : panjang gelombang (m)

y : jarak pola gelap ke pusat terang (m)


Adapun peristiwa difraksi pada celah tunggal

Bila cahaya monokhromatik (satu warna) dijatuhkan pada celah sempit, maka cahaya akan di belokan /dilenturkan

Difraksi pada celah sempit, bila cahaya yang dijatuhkan polikhromatik (cahaya putih\banyak warna), selain akan mengalami peristiwa difraksi, juga akan terjadi peristiwa interferensi, hasil interferensi menghasilkan pola warna pelangi

Gambar peristiwa difraksi pada celah tunggal

Contoh Soal:

Seberkas cahaya melewati celah tunggal yang sempit menghasilkan inteferensi minimum orde ketiga dengan sudut deviasi 30°.Jika cahaya yang dipergunakan mempunyai panjang gelombang 6000 Å.maka lebar celahnya adalah....

Jawab:

Diketahui :

n = 3

α = 30

λ = 6000 A = 6x10⁻⁷ m

Ditanyakan :

d = ?

jawab :

d sin α = n λ

d sin 30 = 3 x 6 x 10⁻⁷

d = 36x10⁻⁷ m

Latihan Soal:

1.Dalam percobaan difraksi sebuah celah lebarnya 1 mm disinari oleh cahaya monokromatik. Sebuah layar diletakkan sejauh 2 m di belakang celah. Pita gelap ke-2 berjarak 0,96 mm dari terang pusat. Berapakah panjang gelombang yang digunakan dalam percobaan tersebut ?

Diketahui:

d = 1 mm = 10⁻³ m
L = 2 m
p = 0,96 mm = 9,6 x 10⁻⁴m
m = 2
Ditanya : λ ...?
Jawab :

dp/L=nλ
10⁻³.9,6.10⁻⁴/2=2λ
9,6.10⁻⁷/4=λ
2,14.10⁻⁷=λ

2.Cahaya dengan panjang gelomnag 500 nm lewat melalui sebuah celah dengan lebar 2,5 x 10 3 mm.Tentukan: sudut deviasi pita gelap ketiga

Jawab:

Diketahui:

Panjang gelombang, A =500 nm =5000 x 10⁻⁷ mm
Lebar celah, d = 2,5 x 10⁻³mm
n=3
Ditanya:θ
Jawab:

nλ=d sin θ
3x5000x10⁻⁷mm=(2,5x10⁻³mm)sinθ
sinθ=0,6
θ=37°





Created by Edukasi Tugas Farhan Fisika