Laporan Praktikum Fisika Dasar 2

Transkripsi

1 Judul Percobaan : NAMA : YONATHAN ANDRIANTO SUROSO NIM : Jurusan Fisika Universitas Negeri Manado Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Studi Geothermal

2 A. TUJUAN PERCOBAAN Laporan Praktikum Fisika Dasar 2 Tujuan percobaan pada praktikum Fisika Dasar 2 tentang adalah: 1. Mampu mengartikan garis-garis spektra dengan metode difraksi. 2. Menentukan panjang gelombang cahaya tampak dari suatu sumber cahaya dengan menggunakan kisi difraksi B. ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang kami gunakan dalam praktikum ini adalah: 1. Lampu neon 1 buah 2. Kisi difraksi 1 buah 3. Meteran 1 buah 4. Statif beserta dengan penjepit 1 buah C. DASAR TEORI Suatu sifat gelombang yang menarik adalah bahwa gelombang dapat dibelokkan oleh rintangan. Secara makroskopis, difraksi dikenal sebagai gejala penyebaran arah yang dialami seberkas gelombang ketika menjalar melalui suatu celah sempit atau tepi tajam sebuah benda. Gejala ini juga dianggap sebagai salah satu ciri khas gelombang yang tidak memiliki partikel, karena sebuah partikel yang bergerak bebas melalui suatu celah tidak akan mengalami perubahan arah. Ditinjau secara makroskopis, gelombang elektromagnet yang tiba pada permukaan sebuah layar (screen) akan menggetarkan elektron bagian luar dari atomatom layar itu. Diumpamakan cahaya yang ditinjau bersifat monokromatis yang berarti bahwa medan listriknya berosilasi dengan frekuensi tertentu. Maka setelah tercapai keadaan stasioner dalam waktu singkat, elektron-elektron tersebut akan berosilasi dengan frekuensi tertentu dan dengan frekuensi yang sama. Sebagai akibatnya, sistem elektron itu akan memancarkan kembali gelombang cahaya dengan frekuensi sumber semula. Dengan demikian antara gelombang datang dan semua gelombang radiasi elektron akan terjadi proses interferensi yang mantap. 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 kaca dengan mesin terukur berpresisi tinggi. Celah di antara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan area itu bertindak sebagai celah celah yang terpisah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Dari data banyaknya garis per sentimeter kita

3 dapat menentukan jarak antar celah atau yang disebut dengan tetapan kisi (d), jika terdapat N garis per satuan panjang, maka tetapan kisi d adalah kebalikan dari N, yaitu: Difraksi adalah penyebaran atau pelenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens, tiap bagian celah berlaku sebagai sebuah sumber gelombang, dengan demikian, cahaya dari satu bagian celah dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian yang lain dan intensitas resultannya pada layar bergantung pada arah θ. Sama halnya dengan gelombang, cahaya yang dilewatkan pada sebuah celah sempit juga akan mengalami lenturan. Difraksi cahaya terjadi juga pada celah sempit yang terpisah sejajar satu sama lain pada jarak yang sama. Celah sempit yang demikian disebut kisi difraksi. Semakin banyak celah pada sebuah kisi, semakin tajam pola difraksi yang dihasilkan pada layar. Jika berkas cahaya monokromatis dilewatkan pada sebuah kisi, sebagian akan diteruskan sedangkan sebagian lagi akan dibelokkan. Akibat pelenturan tersebut, apabila kita melihat suatu sumber cahaya monokromatis dengan perantaraan sebuah kisi, akan tampak suatu pola difraksi berupa pita-pita terang. Intensitas pita-pita terang mencapai maksimum pada pita pusat dan pita-pita lainnya yang terletak di kiri dan kanan pita pusat. Intensitas pita berkurang untuk warna yang sama bila jarak pita jauh dari pita pusat. Pita-pita terang terjadi bila selisih lintasan dari cahaya yang keluar dari dua celah kisi yang berurutan memenuhi persamaan: di mana: atau n d λ θ p : orde pola difraksi : tetapan kisi : panjang gelombang : sudut lenturan (difraksi) : jarak terang pusat ke orde-n

4 L : jarak antara kisi dan layar Jika cahaya yang digunakan berupa cahaya monokromatis, kita akan melihat suatu spektrum warna. Spektrum yang paling jelas terlihat adalah spektrum dari orde pertama (n = 1). D. JALANNYA PERCOBAAN 1. Memasang lampu neon dalam posisi berdiri, kemudian lampu tersebut dinyalakan 2. Meletakkan kisi seperti pada gambar dengan jarak 50 cm dari layar. 3. Sambil meletakan suatu benda acuan (dalam praktikum ini kami menggunakan isi bolpen) di daerah yang bergaris pada gambar, di mana posisi tiap garis spektrum terbentuk. Kemudian diamati spektrum yang dihasilkan di balik kisi. Kisi yang digunakan adalah kisi dengan N = 100 garis/mm dan N = 300 garis/mm 4. Mengukur jarak antara dua buah pita cahaya yang berwarna sama yang berada dalam orde yang sama. Untuk memudahkan, digunakan kertas untuk menandai benda acuan yang berada pada warna-warna tertentu. 5. Mengulangi langkah 4 untuk warna-warna yang lain 6. Mengulangi langkah 3 s.d. langkah 5 untuk jarak 60 cm, 70 cm, dan 80 cm dari layar. E. DATA HASIL PENGAMATAN Pita (grs/mm) Jarak Kisi ke Layar X (m) 100 0, ,9 Orde 1 Spektrum Warna Jarak Antar Spektrum (m) Jarak Terang Pusat ke Spektrum Warna Y (m) UNGU 0,062 0,031 BIRU 0,07 0,035 HIJAU 0,077 0,0385 ORANYE 0,088 0,044 MERAH 0,078 0,048 UNGU 0,204 0,102 BIRU 0,234 0,119 HIJAU 0,276 0,138 ORANYE 0,304 0,152 MERAH 0,322 0,161 Pita (grs/mm) Jarak Kisi ke Layar X (m) Orde Spektrum Warna Jarak Antar Spektrum (m) Jarak Terang Pusat ke Spektrum Warna Y (m)

5 100 0, UNGU 0,054 0,027 BIRU 0,062 0,031 HIJAU 0,073 0,0365 ORANYE 0,08 0,04 MERAH 0,092 0,046 UNGU 0,246 0,123 BIRU 0,239 0,136 HIJAU 0,272 0,161 ORANYE 0,344 0,175 MERAH 0,368 0,184 F. PENGOLAHAN DATA Y = Jarak pita warna dari terang pusat Z = Jarak pita warna dari kisi X = Jarak kisi ke terang pusat (layar) Untuk x = 0,8 m N = 100 garis/mm d = 10-5 m/garis o UNGU : o BIRU : m 387 nm

6 m 430 nm o HIJAU : o ORANGE : m 475 nm o MERAH: m 549 nm Untuk x = 0,9 m m 599 nm

7 N = 300 garis/mm d = 3,33 x 10-6 m/garis o UNGU : o BIRU : m 336 nm o HIJAU : m 392 nm o ORANGE : m 452 nm

8 o MERAH : m 500 nm m 532 nm Pada x = 0,7 m N = 100 garis/mm d = 10-5 m/garis o UNGU : o BIRU : m 385 nm

9 m 442 nm o HIJAU : o ORANGE : m 521 nm o MERAH: m 570 nm Untuk x = 1 m m 656 nm

10 N = 300 garis/mm d = 3,33 x 10-6 m o UNGU Laporan Praktikum Fisika Dasar 2 o BIRU m 406 nm o HIJAU : m 446 nm o ORANGE : m 500 nm

11 m 566 nm o MERAH : Tabel spektrum warna m 600 nm N (garis/mm) Warna yang muncul Panjang gelombang λ (nm) Ungu Biru Hijau Orange Merah Ungu Biru Hijau Orange Merah

12 G. PEMBAHASAN Analisis Data Kami melakukan perhitungan dan pengolahan data mengenai penentuan nilai panjang gelombang cahaya tampak dari hasil difraksi cahaya menggunakan kisi difraksi dalam praktikum Fisika Dasar II ini. Untuk mencari jarak dari pita ke kisi, kami menggunakan Teorema Pythagoras karena penggambaran datangnya cahaya dari celah pada layar sama seperti segitiga Dari percobaan yang dilakukan, warna-warna yang terlihat pada spektrum yang dihasilkan kisi yaitu warna Ungu, Biru, HIjau, Orange, dan Merah. Seperti pada gambar berikut Orde spektrum yang lebih besar akan memperoleh hasil perhitungan yang lebih tepat daripada orde spektrum yang kecil, hal ini disebabkan karena pada orde yang lebih besar pengukuran jarak antar cahaya lebih mudah. Itu disebabkan karena pada orde yang lebih besar maksimum kedua cahaya mengalami pemisahan yang lebih besar.

13 Kesalahan Dalam Percobaan Laporan Praktikum Fisika Dasar 2 Dalam praktikum tentang kisi difraksi ini, baik dalam pelaksanaan praktikum maupun dalam pengolahan data yang telah dikumpul, terdapat kesalahankesalahan tertentu yang mungkin terjadi, yaitu: o Kesalahan penentuan jarak tiap-tiap warna o Kesalahan perhitungan dengan penentuan angka desimal terkecil o Ketidaktelitian saat menentukan letak warna dengan menggunakan bantuan bahan acuan H. KESIMPULAN Setelah kami melakukan percobaan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan: 1. Dalam orde yang sama, semakin dekat pita warna (cahaya berwarna) ke terang pusat (cahaya putih), menunjukan semakin kecil pula panjang gelombangnya. Sebaliknya semakin jauh dari terang pusat, semakin besar panjang gelombang 2. Cahaya warna ungu memiliki panjang gelombang terkecil, sedangkan cahaya warna merah memiliki panjang gelombang terbesar 3. Semakin kecil konstanta kisi, maka semakin lebar dan semakin jelas spectrum warna yang dihasilkan. Sebaliknya semakin besar konstanta kisi, maka semakin sempit spectrum warna yang dihasilkan 4. Nilai panjang gelombang setiap warna adalah konstan. I. DAFTAR PUSTAKA Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Tondano: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Manado. Budiyanto, Joko Fisika :Untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Kanginan, Marthen Fisika SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga KISI DIFRAKSI.pdf

14