Interferensi cahaya adalah perpaduan atau interaksi dua atau lebih gelombang cahaya dapat dapat menghasilkan suatu pola interferensi yaitu pola yang teratur terang dan gelap.Perpaduan dua gelombang tersebut haruslah koheren sehingga membentuk pola interferensi ..
Apa itu koheren ?
Koheren adalah dua berkas cahaya yang memilki fase tetap.
Interferensi memilki dua sifat yaitu interferensi yang sifatnya saling menguatkan/konstruktif (interferensi maksimum) yang akan membuat pola terang dan ada pula interferensi yang sifatnya saling melemahkan/destruktif (interferensi minimum) yang akan membuat pola gelap.
Syarat Terjadinya interferensi
1. Sumber harus bisa mempertahankan suatu beda fase yang tetap (sumber koheren)
2. Sumber harus monokromatis dan menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang sama.
Interferensi Celah Ganda
Pertama kali ditunjukan oleh Thomas Young pada tahun 1801
Sumber : commons.wikimedia.org
Animasi di bawah ini mungkin akan membantu kita semua untuk memahami interferensi celah ganda yang ditunjukan oleh Thomas Young (klik animasi dibawah ini)
Inteferensi maksimum (konstruktif) yang ditandai pola terang akan terjadi jika kedua berkas gelombang fasenya sama. Ingat kembali bentuk sinusoidal fungsi gelombang berjalan pada grafik simpangan (y) versus jarak tempuh (x). Dua gelombang sama fasenya jika selisih jarak kedua gelombang adalah nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombangnya.
Cincin Newton
Cincin di bagian luar lebih rapat dibandingkan di bagian dalam. Dengan R adalah jari-jari kelengkungan lensa, dan panjang gelombang cahaya dalam kaca adalah λ, radius cincin terang ke-n, yaitu rn dapat dihitung dengan rumus
Inteferensi maksimum (konstruktif) yang ditandai pola terang akan terjadi jika kedua berkas gelombang fasenya sama. Ingat kembali bentuk sinusoidal fungsi gelombang berjalan pada grafik simpangan (y) versus jarak tempuh (x). Dua gelombang sama fasenya jika selisih jarak kedua gelombang adalah nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombangnya.
Sumber : fisikamemangasyik.wordpress.com
Berdasarkan gambar di atas, selisih lintasan antara berkas S1dan d sin θ, dengan d adalah jarak antara dua celah.
Jadi interferensi maksimum (garis terang) terjadi jika
d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …
Pada perhitungan garis terang menggunakan rumus di atas, nilai n = 0 untuk terang pusat, n = 1 untuk terang garis terang pertama, n = 2 untuk garis terang kedua, dan seterusnya.
Interferensi minimum (garis gelap)
terjadi jika selisih lintasan kedua sinar merupakan kelipatan ganjil
dari setengah panjang gelombang. Diperoleh,
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …
Pada perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas, n = 1 untuk terang garis gelap pertama, n = 2 untuk garis gelap kedua, dan seterusnya. Tidak ada nilai n = 0 untuk perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas.
Interferensi Pada Lapisan Tipis
Interferensi dapat terjadi pada lapisan
tipis seperti lapisan sabun dan lapisan minyak. Jika seberkas cahaya
mengenai lapisan tipis sabun atau minyak, sebagian berkas cahaya
dipantulkan dan sebagian lagi dibiaskan kemudian dipantulkan lagi.
Gabungan berkas pantulan langsung dan berkas pantulan setelah dibiaskan
ini membentuk pola interferensi.
Sumber : nenysmadda.ucoz.org
Seberkas cahaya jatuh ke permukaan tipis dengan sudut datang i.
Sebagian berkas langsung dipantulkan oleh permukaan lapisan tipis
(sinar a), sedangkan sebagian lagi dibiaskan dulu ke dalam lapisan tipis
dengan sudut bias r dan selanjutnya dipantulkan kembali ke udara (sinar b).
Sinar pantul yang terjadi akibat seberkas
cahaya mengenai medium yang indeks biasnya lebih tinggi akan mengalami
pembalikan fase (fasenya berubah 180o), sedangkan sinar
pantul dari medium yang indeks biasnya lebih kecil tidak mengalami
perubahan fase. Jadi, sinar a mengalami perubahan fase 180o, sedangkan sinar b tidak mengalami perubahan fase. Selisih lintasan antara a dan b adalah 2d cos r.
Oleh karena sinar b mengalami pembalikan
fase, interferensi konstruktif akan terjadi jika selisih lintasan kedua
sinar sama dengan kelipatan bulat dari setengah panjang gelombang (λ).
Panjang gelombang yang dimaksud di sini adalah panjang gelombang cahay
pada lapisan tipis, bukan panjang gelombang cahaya pada lapisan tipis
dapat ditentukan dengan rumus:
λ = λ0/n.
Jadi, interferensi konstruktif (pola terang) akan terjadi jika
2d cos r = (m – ½ ) λ ; m = 1, 2, 3, …
dengan m = orde interferensi.
interferensi destruktif (pola gelap) terjadi jika
2d cos r = m λ ; m = 0, 1, 2, 3, …
Cincin Newton
Fenomena cincin Newton merupakan pola
interferensi yang disebabkan oleh pemantulan cahaya di antara dua
permukaan, yaitu permukaan lengkung (lensa cembung) dan permukaan datar
yang berdekatan. Ketika diamati menggunakan sinar monokromatis akan
terlihat rangkaian pola konsentris (sepusat) berselang-seling antara
pola terang dan pola gelap.
Jika diamati dengan cahaya putih
(polikromatis), terbentuk pola cincin dengan warna-warni pelangi karena
cahaya dengan berbagai panjang gelombang berinterferensi pada ketebalan
lapisan yang berbeda. Cincin terang terjadi akibat interferensi
destruktif.
Sumber : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newton_ring.png
Cincin di bagian luar lebih rapat dibandingkan di bagian dalam. Dengan R adalah jari-jari kelengkungan lensa, dan panjang gelombang cahaya dalam kaca adalah λ, radius cincin terang ke-n, yaitu rn dapat dihitung dengan rumus
dengan m = 1, 2, 3, … adalah nomor urut cincin terang.
Sedangkan radius cincin gelap ke-n, yaitu rn dapat dihitung dengan rumus
dengan m = 1, 2, 3, … adalah nomor urut cincin gelap.
Perlu diingat bahwa panjang gelombang λ pada persamaan di atas adalah panjang gelombang cahaya dalam kaca (lensa) yang dapat dinyatakan dengan: λ = λ0/r, di mana λ0 adalah panjang gelombang cahaya di udara dan n adalah indeks bias kaca (lensa).
Kanginan,
Marthen. Fisika untuk SMA Kelas XII.
Jakarta: 2007
Supiyanto. Fisika untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta:
Phibeta, 2006
Tidak ada komentar:
Posting Komentar