Contoh Laporan Difraksi Kisi

A.    JUDUL PRAKTIKUM

Adapun judul dari praktikum yaitu “ Difraksi Kisi “

B.     TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari praktikum ini yaitu menentukan panjang gelombang cahaya warna merah, hijau dan biru

C.    ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu :

1. Kotak cahaya
2. Pemegang kotak cahaya
3. Rel presisi
4. Kaki rel
5. Penyambung rel
6. Kisi difraksi
7. Diafragma celah tunggal
8. Filter warna
9. Layar putih
10. Tumpukan berpenjepit
11. Lensa f=+100 mm, bertangkai
12.  Lensa f=+5o mm, bertangkai
13. Pemegang slaid diafragma
14. Kabel penghubung
15. Catu daya 

D.    TEORI

Difraksi cahaya adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan gelombang oleh celah sempit sebagai penghalang. Gelombang terdifraksi selanjutnya berinterferensi satu sama lain sehingga menghasilkan daerah penguatan dan pelemahan.

Tahun 1665 Francesco Grimaldi memperlihatkan bahwa cahaya tampak berbelok dan memancar melebar jika melewati celah sempit. Ia menamakan pembelokan itu difraksi.

Kisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat ini terdiri dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat gelas dengan mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah-celah yang terpisah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang (Anonim, 2012).

Kisi difraksi terdiri atas sebaris celah sempit yang saling berdekatan dalam jumlah banyak. Jika seberkas sinar dilewatkan kisi difraksi akan terdifraksi dan dapat menghasilkan suatu pola difraksi di layar. Jarak antara celah yang berurutan (d) disebut tetapan kisi. Jika jumlah celah atau goresan tiap satuan panjang (cm) dinyatakan dengan N, maka : d = 1/N.

Menurut Soekarno, (1996: 150-155) dalam situs Firarizqy Candradari Agfa mengatakan seberkas sinar tegak lurus kisi dan sebuah lensa konvergen digunakan untuk mengumpulkan sinar-sinar tersebut ke titik P yang dikehendaki pada layar. Distribusi intensitas yang diamati pada layar merupakan gabungan dari efek interferensi dan difraksi. Setiap celah menghasilkan difraksi seperti yang telah diuraikan sebelumnya, dan sinar-sinar yang terdifraksi sebelumnya tersebut berinterferensi pada layar yang menghasilkan pola akhir.

Suatu celah yang dikenai cahaya dari arah depan akan memproyeksikan bayangan terang yang sebentuk dengan celah tersebut di belakangnya. Tetapi di samping itu, terbentuk juga bayangan-bayangan terang yang lain dari celah tersebut di sebelah menyebelah bayangn aslinya, dan yang semakin ke tepi, terangnya semakin merosot. Jadi seolah-olah sinar cahaya yang lolos lawat celah itu ada yang dilenturkan atau didifraksikan kearah menyamping. Gejala difraksi demikian tak lain ialah interferensi sinar-sinar gelmbang elektromagnetik cahaya dari masing-masing bagian medan gelombang sebagai sumber gelombang cahaya (Soedojo,2004 : 123).

Suparmona menjelaskan peristiwa pembelokan cahaya ke belakang penghalang disebut peristiwa difraksi. Difraksi pertama kali diungkapkan oleh Fransesco Grimaldi (1618-1663), walaupun Newton tidak menerima kebenaran teori tentang gelombang cahaya, sedangkan Huygens tidak mempercayai difraksi ini walaupun dia yakin akan kebenaran teori gelombang cahaya . Huygen berpendapat bahwa gelombang sekunder hanya efektif pada titik-titik singgung dengan selubungnya saja, sehingga tidak memungkinkan terjadinya difraksi.

Kisi dapat dibuat dengan mesin presisi berupa garis-garis pararel yang sangat halus dan teliti di atas pelat kaca. Jarak yang tidak tergores di antara garis-garis tersebut berfungsi sebagai celah. Transparansi fotografis dari kisi yang asli bisa digunakan sebagai kisi yang murah. Kisi yang berisi 10.000 garis per sentimeter adalah umum saat ini dan sangat berguna untuk pengukuran panjang gelombang dengan tepat. Kisi difraksi yang berisi celah-celah disebut kisi transmisi. Berkas cahaya yang melalui setiap celah tanpa pembelokkan (θ=0 derajat) berinteferensi konstruktif untuk menghasilkan garis terang di tengah layar. Inteferensi konstruktif juga dapat terjadi pada sudut θ sedemikian rupa sehingga berkas dari celah yang bersisian menempun jarak ekstra sejauh selisih l=perkallian orde dengan panjang gelombangnya, di mana m marupakan bilangan bulat.

Jika d adalah jarak antara celah, maka selisih l adalah perkalian jarak lebar antara celah dengan sin θ = mD/λ adalah kriteria untuk mendapatkan maksimum terang di mana m = 0, 1, 2, dan seterusnya. Persamaan ini sama dengan situasi persamaan ganda, dan kembali m disebut orde dari pola tersebut (Giancoli, 2001).

Cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan: m λ= d sin θ atau d.Y/L = m λ

Di mana:

m = orde pola difraksi (0, 1, 2, ...)

d = jarak antara dua garis kisi ( konstanta kisi)

λ = panjang gelombang cahaya yang digunakan

θ = sudut lenturan (difraksi)

Y= jarak terang pusat dengan orde ke-n

     E.     LANGKAH KERJA

Langkah kerja pada percobaan ini yaitu :

1.        Merangkai alat seperti gambar di atas

2.        Menyalakan catu daya ( keluaran 12 V DC )

3.  Mengatur jarak antara kotak cahaya dengan lensa f=+50 mm.  Lensa ini digunkan untuk mensejajarkan sinar yang datang dari kotak cahaya

4.      Mengatur lensa f=+100 mm sehingga terbentuk bayangan celah tunggal yang tajam pada layar

5.      Meletakkan pemegang slaid diafragma di belakang lensa f=+100 mm, memasukkan kisi difraksi ke dalam pemegang celah diafragma

6.      Menggeser kisi mendekati atau menjauhi layar. Mengamati perubahan yang  terjadi dan mencatat hasilnya pada tabel

7.      Memasukkan filter  berwarna merah pada celah pemegang diafragma belakang kotak cahaya, kemudian mengukur besaran-besaran :

L = jarakkisikelayar

Y = jarak antara dua garis yang berada di  kiri dan kanan garis utama. 

8.   Mencatat hasilnya pada tabel

9.      Mengulangi langkah di atas berturut-turut untuk filter hijau dan biru

10.      Mematikan catu daya

F.     HASIL PENGAMATAN

Dibawahinimerupakantabelpengamatan yang telahdilakukan :

Warnacahaya	y ( m )	L ( m )	λ  ( nm )
Merah	13 x 10-3	7 x 10-2	619,04 nm
Hijau	8 x 10-3	4 x 10-2	666,66 nm
Biru	4 x 10-3	23 x 10-3	579,71 nm

G.    ANALISIS

Adapun analisis pengamatan pada praktikum ini ada dua yaitu :

1.      Analisis Kuantitatif

a.       Panjang gelombang eksperimen

1)      Warna cahaya merah

λ merah = y . d / L

             = 13 x 10^-3 x 10^-5 / 3 x 7 x 10^-2

= 619,04  10^-9  meter

= 619,04 nm

2)      Warna cahaya hijau

λ hijau = y . d / L

             = 8 x 10^-3 x 10^-5 / 3 x 4 x 10^-2

= 666,66  10^-9 meter

= 666,66 nm

3)      Warna cahaya biru

λ hijau = y . d / L

             = 4 x 10^-3 x 10^-5 / 3 x 23 x 10^-3

= 579,71  10^-9 meter

= 579,71 nm

b.      Kesalahan relafif

1)      Kesalahan relatif warna merah

%λ  = |(λ Teori - λ Eksperimen) / λ Teori | x 100%

       = | (620 - 619,4) / 620 | x 100%

       = 0,15%

2)      Kesalahan relatif warna hijau

%λ  = |(λ Teori - λ Eksperimen) / λ Teori | x 100%

       = | 570 666,6) / 570 | x 100%

       = 16,95%

3)      Kesalahan relatif warna biru

%λ  = |(λ Teori - λ Eksperimen) / λ Teori | x 100%

       = | (495 - 579,7) / 495 | x 100%

       = 17,11%

c.       Derajat kepercayaan

1)      Derajat kepercayaan warna merah

DK merah =  100 λ

= 100  0,15%

= 99,85

2)      Derajat kepercayaan warna hijau

DK hijau   =  100 λ

= 100 16,95

= 83,05%

3)      Derajat kepercayaan warna biru

DK biru     = 100 λ

= 100 17,11

= 82,89

            2.      Analisis kualitatif

Berdasarkan hasil pengamatan, dengan menggunakan kisi difraksi 300 garis/mm maka untuk warna merah menghasilkan y ( 1,3 cm ), L ( 7 cm ) dan λ ( 619,04 nm ). λ teori dan λ yang didapatkan melalui hasil percobaan memiliki perbedaan 0,15%, atau λ hasil percobaan memiliki derajat kepercayaan 99,85%.

Untuk warna hijau hasil pengamatan yaitu y ( 0,8 cm ), L ( 4 cm ) dan      λ ( 666,66 nm ). λ teori dan λ hasil percobaan memiliki perbedaan yang cukup besar yakni 16,95% dengan derajat kepercayaan 83,05%. Hal ini disebabkan karena tingkat ketelitian dalam melakukan pengukuran. Begitu pula dengan warna biru dengan y ( 0,4 cm ), L ( 2,3 cm ) dan λ ( 579,71 nm ). λ teori dan λ hasil percobaannya juga memiliki perbedaan yang cukup besar yaitu 17,11% dengan derajat kepercayaan 82,89%

          H.    KESIMPULAN

Panjang gelombang spektrum dari yang terpanjang berdasarkan hasil pengamatan yakni warna hijau, warna merah lalu warna biru. Hal ini menunjukkan bahwa masih ada kekurangan dalam hal ketelitian pengukuran, karena berdasaarkan teori yang sudah ada panjang spektrum warna merah seharusnya lebih panjang dari panjang spektrum warna hijau.

     

Kisi difraksi merupakan penyebaran gelombang suatu piranti untuk menganalisis dari sumber cahaya.