download

Mata kuliah : K0014 – FISIKA INDUSTRI
Tahun
: 2010
INTERFERENSI
Pertemuan 23
INTERFERENSI
• Optika Geometri
Metoda penentuan letak dan besar suatu gambar /
bayangan dari suatu benda secara geometri .
• Optika Fisis
Mempelajari sifat-sifat fisis cahaya
• Azas Interferensi
Interferensi merupakan gejala superposisi/ interferensi
dua atau lebih gelombang yang merambat pada waktu
dan pada tempat yang sama.
• Sumber Koheren
Fase cahaya tidak berubah terhadap waktu, hingga beda
fase cahaya dari dua titik sumber adalah tetap setiap saat.
3
Bina Nusantara
1. Interferensi 2 Celah ( Percobaan Young) )
P
r1
S1
A
Y
r2
θ
d
O
θ
S2
Celah
B
dSinθ
X
Layar
Cahaya berasal dari dua celah sempit S1 dan S2
Kedua cahaya adalah koheren dan sefase.
Bina Nusantara
- Kedua cahaya berinterferensi di titik P ( di layar )
- Untuk jarak antara kedua celah ( d ) << X ( jarak layar
dengan celah), dapat diambil pendekatan :
S1B ┴ r1 dan S1B ┴ r2
- Beda lintasan S1P dan S2P : r2 - r1 = d Sin θ
Pola interferensi di titik P ( di layar ) ditentukan oleh
jumlah gelombang yang termuat pada beda lintasan :
d Sin θ
Maksimum ( terang ) , jika : d Sin θ = m λ
Minimum ( gelap ),
jika : d Sin θ = (m+1/2) λ
Bina Nusantara
- Di layar kan terlihat pola terang dan gelap silih
berganti , yang disebut rumbai interferensi
- Makimum di pusat ( di O ) disebut : maksimum utama.
Pola interferensi di bagian atas dan di bagian bawah
dari titik pusat ( O ) adalah simetris.
Bina Nusantara
2. Intensitas Pada Interferensi dua celah
Frekuensi dan amplitudo gelombang cahaya dari S1
dan dari S2 adalah sama.
Gelombang cahaya di P ( layar ):
dari celah S1
: E1 = Em Sin ( ω t – k r1 )
dari celah S2
: E2 = Em Sin ( ω t – k r2 )
Superposisinya di P : E = E1 + E2
Dengan amplitudo
: EP = 2 Em Cos (φ/2)
dimana : φ = selisih fase = k ( r2 – r1 ) = d Sin θ
Maka intensitas gelombang di P :
2 Cos2 (φ/2)  I Cos2( φ/2 )
IP  4Em
0
2  I  intensitas maksimum
dimana I0  4Em
m
Bina Nusantara
dengan : β = φ/2 = (π / λ)d Sin θ
Untuk θ << , Sin θ = tan θ = Y/ X , Maka :
Maka Intensitas pada setiap titik di Layar :
Iθ  Im

2
Cos (
Maksimum ( terang )
Minimum ( gelap )
Bina Nusantara
Y
d )
 X
: β=mπ
: β=(m+½)π
Y

 d
 X
3. Interferensi Pada Lapisan Tipis
- Cahaya pantul dari medium lebih rapat ( n1< n2 ) akan
berbeda fase 1800 dari cahaya datang.
- Cahaya pantul dari medium lebih renggang (n1 > n2) tidak
terjadi perubahan fase .
A
n1 = 1
C
B
udara
n2(=n)>n1
n3 < n2
Bina Nusantara
selaput tipis
d
D
di B cahaya pantul berubah fase 1800
di D cahaya pantul tidak berubah fase
Pola interferensi kedua cahaya pantul :
- Pola maksimum : 2 d = ( m + ½ ) λn
atau
: 2nd=(m+½)λ
m = 0 , 1 , 2 , …….
λn = λ / n = panjang gelombang cahaya pada lapisan
tipis
λ = panjang gelombang cahaya di udara
- Pola minimum : 2 n d = m λ
m=1,2,…
Bina Nusantara
Kaca Tak Pantul
A
n1
C
B
F
E
lapisan tipis d
n2 ( = n ) > n 1
D
n3 > n2
glass
di B cahaya pantul berubah fase 1800
di D cahaya pantul berubah fase 1800
Pola interferensi kedua cahaya pantul :
Minimum :
2nd=(m+½)λ
m = 0 , 1 , 2 , …..
Tebal lapisan minimum adalah untuk m = 0 , , maka :
dmin = λ / 4n
Bina Nusantara
4. Cincin Newton
nf = index bias medium
R = jejari lensa
R
d = tebal medium
R-d
r
medium
lensa
P
d nf
kaca
Sebuah lensa dengan jari-jari R diletakan di atas keping
kaca, disinari dari atas oleh cahaya dengan panjang
gelombang λ.
7/11/2017
12
-Titik P adalah titik perpotongan antara permukaan lensa
dengan cahaya yang tegak lurus permukaan kaca.
-Cahaya pada permukaan lensa di titik P dipantulkan oleh medium yang renggang ,sehingga
cahaya terpantul sefase dengan sinar datang.
- Cahaya yang diteruskan dipantulkan oleh kaca
(medium rapat) sehingga sinar terpantul berbeda
fase 1800 dengan sinar datang
- Sinar terpantul di titik P dan sinar pantul dari
permukaan kaca beda fase 1800 ,sehingga terjadi
inteferensi maksimum (terang).
Bina Nusantara
Intensitas maksimum :
2nfd = (m + ½) λ
(Maximum )
m = 0, 1, 2,..
nf = index bias medium
Jejari cincin Newton : r = √[( m + ½)λR/nf ]
Intensitas minimum :
2nfd = m λ
Jejari cincin Newton :
7/11/2017
(Minimum)
r = √( m λR/nf )
14

Download Report