KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, atas Nugrahan-Nya
lah laporan yang berjudul “Pengenalan Interferometer“ ini dapat
terselesaikan tepat pada waktunya.
Dalam penyusunan laporan ini, penulis banyak mendapat tantangan dan
hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak, tantangan itu bisa
teratasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan
laporan ini.
Penulis menyadari bahwa isi makalah ini masih banyak kekurangan, untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran
yang bersifat membangun dari semua pihak. Semoga laporan yang
penulis buat ini dapat bermanfaat dan berguna
bagi para pembaca.
Palu , Desember 2015
Penulis
DAFTAR
ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
1.2. Tujuan
1.3. Alat dan Bahan
BAB II KAJIAN PUSTAKA
BAB III METODE
PENELITIAN
3.1. Jenis
Penelitian
3.2.
Waktu dan tempat
3.3.
Prosedur Kerja
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pengamatan
4.2. Analisa Data
4.3. Pembahasan
BAB V PENUTUP
5.1.
Kesimpulan
5.2.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Tahun 1881, A.A. Michelson membangun
interferometer berdasarkan prinsip percobaan young. Interferometer ini akan
digunakan untuk menguji keberadaan “eter” yaitu sebuah media hipotetik yang di
anggap medium perambatan cahaya. Bersama
morley, hasil percobaan Michelson menunjukkan bahwa hipotesis eter tidak dapat
diterima. Pengamatan gejala interferensi pertama kali dilakukan oleh Thomas
Young. Percobaan ini menegaskan sebuah bukti penting bahwa cahaya pada
hakikatnya merupakan sebuah gelombang (prinsip Huygens).
Michelson melihat bahwa
interferometer dapat digunakan untuk menuntukan panjang meter standar untuk
panjang gelombang tertentu. Pada tahun 1960, standar itu dipilih sebagai garis
jingga tertentu pada spektrumkripton-86 (atom krypton dengan masa atom 86).
Pengukuran yang teliti dari meter Standar yang lama (jarak antara dua tanda
platinum-iridium yang disimpan diparis) dilakukan untuk menentukan 1 meter
sebesar 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya ini, yang didefinisikan sebagai
meter. Pada tahun 1963, meter didefinisikan kembali dalam laju cahaya.
Praktikum ini dibutuhkan untuk memahami
konsep pola interferensi yang terjadi pada interferometer mishelson sekaligus
mengukur nilai panjang gelombang dari sumber cahaya, dalam hal ini adalah laser
He-Ne. Pola interferensi sebagaimana diketahui dan telah disebutkan pada
paragraf pertama pendahuluan ini adalah pola yang terbentuk dari perpaduan.
Melalui prinsip ini, sehingga michelson dapat melakukan berbagai eksperimen
berkaitan dengan hal tersebut termasuk salah satunya adalah menentukan panjang
gelombang sebuah sumber cahaya
1.2 Tujuan
1.
Memahami
prinsip kerja interferometer
2.
Menentukan
panjang gelombang cahaya
3.
Membandingkan
panjang gelombang yang diperoleh dengan menggunakan Michelson mode dan
Fabry-perot mode.
1.3 Alat
dan Bahan
1. Adjustable mirror
2. Lens 18 mmFL
3. Viewing screen (layar)
4. Componen holder (1 buah)
5. Movable mirror
6. Beam spiliter
7. compensator plate
8. Interferometer precision
9. Laser He Ne (Helium-neon)
10. Bangku Laser He Ne (Helium-neon)
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Interferomter Michelson adalah sebuah alat yang digagas oleh A.A.
Michelson yang pada awalnya digunakan untuk mengukur kecepatan eter sebagai
medium perambatan cahaya. Alat ini memanfaatkan salah satu sifat cahaya yakni
interferensi yang merupakan hasil penggabungan secara superposisi dua gelombang
atau lebih yang bertemu pada satu titik ruang. Untuk mendapatkan pola interferensi ada berbagai metode dan pada
percobaan ini kita akan menggunakan metode interforemeter Michelson, yang
dikembangkan oleh A.A. Michelson pada tahun 1881 menggunakan prinsip membagi
amplitudo gelombang cahaya menjadi dua bagian yang berintensitas sama.
Pembelahan amplitudo gelombang menjadi dua bagian dilakukan dengan menggunakan
pemecah sinar (beam splitter).
Interferometer adalah salah satu jenis
dari interferometer, yaitu suatu alat yang digunakan untuk menghasilkan suatu
pola interferensi.
Interferometer Michelson merupakan alat yang paling umum digunakan dalam
mengukur pola interferensi
untuk bidang optik yang ditemukan oleh Albert
Abraham Michelson pada tahun 1887. Sebuah pola interferensi
dihasilkan dengan membagi seberkas cahaya menggunakan sebuah alat yang bernama pembagi sinar (beam splitter).
Interferensi terjadi ketika dua buah cahaya yang telah dibagi digabungkan
kembali. Interferensi Michelson menghasilkan interferensi dari pembelokkan
sinar cahaya dalam dua bagian. Setiap bagian dibuat melalui bagian yang berbeda
dan membawa kembali semuanya menurut intreferensi panjang gelombang yang
berbeda.
Pada
percobaan Michelson dan morley, Eter diasumsikan memenuhi alam semesta dan
berperan sebagai sebuah kerangka gerak. Jika seorang pengamat bergerak terhadap
eter dengan kecepatan v, maka ia akan mengukur kecepatan cahaya sebesar
c¢ dengan c¢ = c + v. Kedua ilmuwan itupun akan mengamati ‘ether wind’ yang
memiliki kecepatan relatif sebesar v terhadap bumi. Diasumsikan bahwa v sama
besar dengan kecepatan bumi mengorbit matahari yaitu sebesar 30 km/s, maka .
Michelson merancang sebuah inferometer optik dengan sensitivitas tinggi untuk
dapat mendeteksi keberadaan eter ini.
Michelson dan Morley melakukan
percobaan dengan menggunakan sebuah interferometer yang di harapkan dapat menghasilkan
pola interferensi. Interferensi terjadi ketika dua gelombang dating bersama
pada suatu tempat, agar hasil interferensi dapat diamati maka syarat yang harus
dipenuhi adalah dua sumber cahaya harus koheren keduanya memiliki beda fase
yang selalu tetap (memiliki frekuensi dan amplitudo harus sama).
Untuk mengukur panjang gelombang
atau perubahan panjang gelombang dengan ketelitian sangat tinggi berdasarkan
interferensi digunakana alat interferometer Michelson. Interferometer Michelson
digunakan untuk mengukur panjang gelombang berdasarkan pergeseran salah satu
cermin yang berhubungan dengan perubahan pola interferensi yang terjadi. Interferometer
Michelson merupakan seperangkat peralatan yang memanfaatkan
gejala interferensi. Prinsip interferensi adalah kenyataan bahwa beda lintasan
optik (d) akan membentuk suatu
frinji.
Pada
interferensi, apabila dua gelombang yang berfrekuensi dan berpanjang gelombang
sama tapi berbeda fase bergabung, maka gelombang yang dihasilkan merupakan
gelombang yang amplitudonya tergantung pada perbedaan fase. Perbedaan fase
antara dua gelombang sering disebabkan oleh adanya perbedaan panjang lintasan
yang ditempuh oleh kedua gelombang. Perbedaan lintasan satu panjang gelombang
menghasilkan perbedaan fase 360°, yang ekivalen dengan tidak ada perbedaan fase
180°.
Interferensi
gelombang dari dua sumber tidak teramati kecuali sumbernya koheren, atau
perbedaan fase di antara gelombang konstan terhadap waktu. Karena berkas cahaya
pada umumnya adalah hasil dari jutaan atom yang memancar secara bebas, dua
sumber cahaya biasanya tidak koheren (Laud, 1988). Koherensi dalam optika
sering dicapai dengan membagi cahaya dari sumber tunggal menjadi dua berkas atau lebih,
yang kemudian dapat digabungkan untuk
menghasilkan pola interferensi.
Pembagian ini dapat
dicapai dengan memantulkan cahaya dari dua permukaan yang terpisah.
Apabila
dua gelombang yang berfrekuensi dan berpanjang gelombang sama tapi berbeda fase
bergabung, maka gelombang yang dihasilkan merupakan gelombang yang amplitudonya
tergantung pada perbedaan fasenya. Jika perbedaan fasenya 0 atau bilangan bulat
kelipatan 360°, maka gelombang akan sefase dan berinterferensi secara saling
menguatkan (interferensi konstruktif). Sedangkan amplitudonya sama dengan
penjumlahan amplitudo masing-masing gelombang. Jika perbedaan fasenya 180° atau
bilangan ganjil kali 180°, maka gelombang yang dihasilkan akan berbeda fase dan
berinterferensi secara saling melemahkan
(interferensi destruktif). Amplitudo yang dihasilkan merupakan perbedaan
amplitudo masing-masing gelombang.
Interferometer
umumnya digunakan untuk mengukur perpindahan yang sangat kecil dengan
menggunakan sifat-sifat gelombang cahaya (radiasi misalnya neutron energi
rendah lainnya). Prinsip kerja dari interferometer yaitu jika berkas cahaya
dari laser jauh pada pemecahan cahaya (beam
splitter). Cahaya akan dipecah menjadi dua, yaitu sebagai berkas akan
dipantulkan dan sebagian lagi akan di teruskan. Bagian yang diteruskan menuju
cermin yang bisa bergerak (moveable
miror) dan berkas cahaya yang dipantulkan menuju cermin tetap (adjustable miror). Kedua berkas cahaya
dipantulkan oleh cermin masing-masing menuju beam splitter kemudian ke
layar pegamat. Pada layar akan tempak bintik-bintik terang-gelap. Selanjutnya
jika diantara sumber laser dan beam splitter diletakan lensa maka pada
akan tampak fringers.
BAB III
METODE PENELITIAN
1.1 Jeni
Penelitian
Jenis
penelitian yang digunakan adalah penelitian murni. penelitian murni diarahkan pada pengujian teori dengan hanya sedikit atau bahkan tanpa menghubungkan hasilnya dengan kepentingan praktikum. Penelitian ini memberikan sumbangan besar terhadap pengembangan dan pengujian teori- teori. Bertolak dari suatu teori, penelitian dasar diarahkan untuk mengetahui,
menjelaskan, dan memprediksi fenomena- fenomena alam dan sosial. Tujuan penelitian dasar adalah menambah pengetahuan kita dengan prinsip- prinsip dasar dan hukum- hokum ilmiah, dan meningkatkan pencarian dan metodologi ilmiah.
1.2 Tempat
dan Waktu Pelaksanaan
Tempat : Laboratorium Fisika
Modern
Waktu : Rabu, 09 Desember 2015 (jam ke 3-4)
1.1 Prosedur
Kerja
Penyelarasan
Laser
1.
Menyiapkan alat dan bahan praktikum
2.
Meletakkan basic interferometer di atas
meja laboratorium dengan tombol micrometer menunjuk ke arah yang dapat
memudahkan penglihatan .
3.
Mengatur alat seperti pada gambar di
bawah ini
4.
Mengatur movable mirror sehingga tidak
menghalangi lintasan laser ke basic interferometer base.
5.
Mengatur sinar laser agar tepat menembak
ke tengah dari interferometer base
6.
Mengatur posisi movable mirror agar
cahaya laser tepat menembak ke tengah layar
7.
Mengatur XY agar gambar yg terbentuk
pada layar seperti yg ditunjukkan pada gambar
A.
Michelson Mode
1.
Memasang alat seperti yang di tunjukkan
pada gambar di bawah ini.
2.
mengatur kedudukan beam splitter dan
kompensator sehingga cahaya tepat berada di tengah layar.
3.
Mengatur thumbscrews hingga cahaya yg
ditampilkan pada layar berbentuk seperti gambar berikut ini :
4.
Memutar micrometer secara perlahan-lahan
berlawanan arah jarum jam sehingga
jumlah fring sebanyak 20 kali
5.
Mencatat penunjukkan micrometer (X1)
ke dalam table hasil pengamatan
6.
Mengulangi langkah 4-5 sebanyak 10 kali
B.
Fabry-Perot Mode
1.
memasang alat seperti yang di tunjukkan
pada gambar di bawah ini.
2. Mengulangi
langkah 2-6 pada Michelson mode
BAB IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
A. Michelson
mode
B. Fabry-perot
4.2 Analisa
Data
A. Michelson Mode
B. Fabry-Perot
Mode
Interferometer adalah alat yang di gunakan untuk mengukur panjang gelombang
atau perubahan panjang gelombang dengan ketelitian yang sangat tinggi
berdasarkan penentuan garis-garis interferensi. Sebelum kita beranjak pada
interferometer Michelson sebelumnya telah ada ilmuan yang melakukan
penelitian-penelitin yaitu Thomas Young. Nmaun Thomas Young hanya menjelaskan
tentang pola interferensinya saja. Sedangkan interferometer Michelson di
gunakan untuk menentukan panjang gelombang dan untuk mengamti sifat medium
optik.
Interferometer umumnya digunakan untuk mengukur perpindahan yang sangat kecil dengan menggunakan sifat-sifat gelombang cahaya (radiasi misalnya neutron energi rendah lainnya). Prinsip kerja dari interferometer yaitu jika berkas cahaya dari laser jauh pada pemecahan cahaya (beam splitter). Cahaya akan dipecah menjadi dua, yaitu sebagai berkas akan dipantulkan dan sebagian lagi akan di teruskan. Bagian yang diteruskan menuju cermin yang bisa bergerak (moveable miror) dan berkas cahaya yang dipantulkan menuju cermin tetap (adjustable miror). Kedua berkas cahaya dipantulkan oleh cermin masing-masing menuju beam splitter kemudian ke layar pegamat. Pada layar akan tempak bintik-bintik terang-gelap. Selanjutnya jika diantara sumber laser dan beam splitter diletakan lensa maka pada akan tampak fringers.
Interferensi adalah perpaduan dua grlombang yang mengikuti prinsip superposisi. Syarat terjadinya interferensi:
Interferometer umumnya digunakan untuk mengukur perpindahan yang sangat kecil dengan menggunakan sifat-sifat gelombang cahaya (radiasi misalnya neutron energi rendah lainnya). Prinsip kerja dari interferometer yaitu jika berkas cahaya dari laser jauh pada pemecahan cahaya (beam splitter). Cahaya akan dipecah menjadi dua, yaitu sebagai berkas akan dipantulkan dan sebagian lagi akan di teruskan. Bagian yang diteruskan menuju cermin yang bisa bergerak (moveable miror) dan berkas cahaya yang dipantulkan menuju cermin tetap (adjustable miror). Kedua berkas cahaya dipantulkan oleh cermin masing-masing menuju beam splitter kemudian ke layar pegamat. Pada layar akan tempak bintik-bintik terang-gelap. Selanjutnya jika diantara sumber laser dan beam splitter diletakan lensa maka pada akan tampak fringers.
Interferensi adalah perpaduan dua grlombang yang mengikuti prinsip superposisi. Syarat terjadinya interferensi:
- Kedua sumber cahaya harus koheren yaitu keduanya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, karena itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama, kedua ini bolehnol tetapi tidak harus nol.
- Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama jika tidak interferensi yang di hasilkan kurang kontras
Percobaan
interferometer Michelson yaitu dengan meletakkan laser sejajar dengan beam
splitter dan sesuai dengan penempatan alat pada interferometer base. sehingga
ketika sinar laser mengenai beam-spetter (pemecah sinar) terjadi pemecahan
sinar laser sehingga sinar tebagi menjadi dua. Berkas sinar pertama diteruskan
ke movable mirror (cermin bergerak) dan berkas sinar yang kedua diteruskan ke
adjustable mirror (cermin penyesuaian). Kedua berkas sinar tersebut langsung
terpantulkan dan diteruskan ke beam splitter. Setengah cahaya dari movable
mirror yang telah terpantul deteruskan melewati beam splitter sehingga akan
tampak pada layar pinggiran lingkaran gelap terang, sama halnya pada cahaya
yang telah terpantulkan dari adjustable mirror setengah cahaya tersebut
melewati beam spiller dan ditampakkan pada layar (viewing screen).
Percobaan interferometer Fabry-Perot yaitu dengan meletakkan laser sejajar dua cermin parsial yakni adjustable mirror dan movable mirror membentuk rongga reflektif. Ketika laser dinyalakan cahaya melewati lensa yang diletakkan di depan laser dan sinar memasuki rongga adjustable tampak dua sinar yang masuk. Terpantul atau berdifraksi bolak balik diantara movabble mirror dan adjusable mirror. Setiap difraksi cahaya sebagian sinar diteruskan/ditransmisikan setelah setiap sinar datang telah membelah. Karena sinar selalu berpisah dari sinar tunggal maka sinar-sinar tersebut memiliki hubungan fase konstan. Hubungan fase antara sinar ditransmisikan tergantung pada sudut di mana masing-masing sinar memasuki rongga dan jarak antara dua cermin. Hasilnya adalah pola pinggiran melingkar, mirip dengan pola Michelson, tetapi dengan pinggiran yang lebih tipis, lebih cerah, dan lebih luas. Seperti hal dengan Michelson Interferometer moveable bergerak menuju atau menjauh dari cermin tetap maka pola pinggiran (fringe) bergeser.
Pada percobaan ini melakukan 20 kali putaran, sehingga pada hasil perhitungan diperoleh panjang gelombang rata-rata untuk metode Michelson yaitu 1,30 x 10-8 m. Sedangkan dengan menggunakan metode Fabry-perot panjang gelombang rata-rata yang didapatkan adalah 1,11 x 10-8 m. Adapun persentasi kesalahan yang diperoleh pada percobaan ini adalah 97,9% dan 98,2%. Nilai yang diperoleh berbeda dengan literature, serta persentasi kesalahan yang diperoleh sangat besar, hal ini disebabkan karena sinar tidak tepat berada tengah lensa, sehingga menyebabkan tidak jelasnya sinar yang dipantulkan ke layar, dan juga kesalahan disebabkan karena beam splitter dan compensator yang tidak sesuai dengan yang seharusnya sehingga membuatnya menjadi terdistorsi
Dari data yang diperoleh kurang akurat serta tidak sesuai dengan literatur yang ada. Hal tersebut karena pada saat melakukan percobaan, kesalahan acak dari percobaan tersebut masih ada yaitu pada saat memutar mikrometer atau dikarenakan sentuhan meja yang membuat pengukuran tersebut tidak tepat.
Pada percobaan ini juga akan diperoleh perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta selisih fase tetap. Jadi pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu
1. Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif)
2. Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau destruktif)
Percobaan interferometer Fabry-Perot yaitu dengan meletakkan laser sejajar dua cermin parsial yakni adjustable mirror dan movable mirror membentuk rongga reflektif. Ketika laser dinyalakan cahaya melewati lensa yang diletakkan di depan laser dan sinar memasuki rongga adjustable tampak dua sinar yang masuk. Terpantul atau berdifraksi bolak balik diantara movabble mirror dan adjusable mirror. Setiap difraksi cahaya sebagian sinar diteruskan/ditransmisikan setelah setiap sinar datang telah membelah. Karena sinar selalu berpisah dari sinar tunggal maka sinar-sinar tersebut memiliki hubungan fase konstan. Hubungan fase antara sinar ditransmisikan tergantung pada sudut di mana masing-masing sinar memasuki rongga dan jarak antara dua cermin. Hasilnya adalah pola pinggiran melingkar, mirip dengan pola Michelson, tetapi dengan pinggiran yang lebih tipis, lebih cerah, dan lebih luas. Seperti hal dengan Michelson Interferometer moveable bergerak menuju atau menjauh dari cermin tetap maka pola pinggiran (fringe) bergeser.
Pada percobaan ini melakukan 20 kali putaran, sehingga pada hasil perhitungan diperoleh panjang gelombang rata-rata untuk metode Michelson yaitu 1,30 x 10-8 m. Sedangkan dengan menggunakan metode Fabry-perot panjang gelombang rata-rata yang didapatkan adalah 1,11 x 10-8 m. Adapun persentasi kesalahan yang diperoleh pada percobaan ini adalah 97,9% dan 98,2%. Nilai yang diperoleh berbeda dengan literature, serta persentasi kesalahan yang diperoleh sangat besar, hal ini disebabkan karena sinar tidak tepat berada tengah lensa, sehingga menyebabkan tidak jelasnya sinar yang dipantulkan ke layar, dan juga kesalahan disebabkan karena beam splitter dan compensator yang tidak sesuai dengan yang seharusnya sehingga membuatnya menjadi terdistorsi
Dari data yang diperoleh kurang akurat serta tidak sesuai dengan literatur yang ada. Hal tersebut karena pada saat melakukan percobaan, kesalahan acak dari percobaan tersebut masih ada yaitu pada saat memutar mikrometer atau dikarenakan sentuhan meja yang membuat pengukuran tersebut tidak tepat.
Pada percobaan ini juga akan diperoleh perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta selisih fase tetap. Jadi pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu
1. Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif)
2. Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau destruktif)
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1.
Adapun
prinsip kerja dari interferometer adalah ketika cahaya mengenai kristal anisotropik, cahaya dibagi menjadi dua
komponen. Ini terpolarisasi tegak satu sama lain dan melintasi kristal dengn
kecepatan yang berbeda.
2.
Panjang
gelombang cahaya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
3. Nilai panjang gelombang yang diperoleh
untuk:
·
Michelson Mode yaitu 6,50 x 10-9 m, dengan persentase kesalahan 98%.
·
Fabry-Perot Mode yaitu 5,56 x 10-9 m, dengan persentase kesalahan 99%.
Sebaiknya dalam melakukan percobaan atau praktikum
disesuaikan dengan materi perkuliahan, karena fakta dalam lapangan lain materi
yang disampaikan oleh dosen lain pula yang dipraktekkan. Sehingga mahasiswa
kurang mengetahui tentang materi yang dipraktekkan.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim.1988. Introduction Of Interferometer.
http://www.Pasco.com. (Diakses 15 Desember 2015)
Anonim.2010.
Interferensi Gelombang Cahaya. http://www.atophysics.worpress.com
(Diakses 15 Desember 2015)
Aonoim.2013.
Eksperimen Thomas Young. http//www.google.com/blogtelaah
kurikulum.html (di akses tanggal 15 desember 2015)
Tim
Penyusun.2015.Penuntun Praktikum Fisika
Modern. Palu:Universitas Tadulako
