Spektrum Kisi

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

               Cahaya merupakan unsur terpenting dalam kehidupan. Cahaya energi berupa gelombang elektromagnetik. Terdapat beberapa penyebaran gelombang cahaya, diantara lain adalah difraksi.

               Difraksi merupakan gejala penyebaran arah yang dialami oleh seberkas gelombang cahaya ketika melalui suatu celah sempit dibandingkan dengan ukuran panjang gelombangnya. Semakin kecil ukuran celah maka semakin besar penyebaran gelombangnya. Sesuai dengan prinsip huygens, ketika suatu gelombang datang melewati sebuah celah maka seluruh titik pada celah tersebut akan berfungsi sebagai sumber gelombang sekunder yang akan memancarkan gelombang cahaya baru.

               Interferensi merupakan akibat bersama beberapa gelombang cahaya , yaitu yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombang – gelombang tersebut. Apabila dalam interferensi terdapat dua gelombang yang memiliki beda fase yang sama maka akan terbentuk gelombang baru dari penjumlahan kedua gelombang tersebut. Oleh karena itu interferensi dapat bersifat membangun.

               Untuk eksperimen spektrum kisi ini gelombang cahaya akan mengalami difraksi dengan melewati sebuah celah sempit. Spektrometer dapat membantu kita untuk mengamati garis – garis spektrum warna yang berasal dari sumber cahaya merkuri dengan masing – masing panjang gelombang yang berbeda untuk tiap - tiap spektrum warna baik pada orde satu, orde dua maupun orde tiga. Selain itu juga dapat menentukan jarak antar celah pada sebuah kisi.

              

              

1.2  Rumusan Masalah

Terdapat beberapa rumusan masalah dalam eksperimen ini, diantaranya :

1.      Bagaimana pengaruh panjang gelombang terhadap θ ?

2.      Bagaimana cara menentukan jarak antar celah pada kisi dengan menggunakan spektrometer kisi ?

1.3  Tujuan

Tujuan dari eksperimen ini, antara lain :

1.      Dapat menentukan pengaruh panjang gelombang terhadap θ.

2.      Dapat menentukan jarak antar celah pada kisi dengan menggunakan spektrometer kisi.

1.4  Manfaat

Dari percobaan ini diperoleh beberapa manfaat yang diantaranya adalah :

1.      Dapat mempelajari sifat – sifat dari gelombang cahaya.

2.      Dapat menegtahui fungsi dan cara penggunaan spektrometer.

3.      Dapat mengetahui pengaruh panjang gelombang terhadap sudut difraksinya.

4.      Dapat menghitung jarak antar kisi.  

 

 

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

               Cahaya merupakan salah satu unsur penting dalam kehidupan. Cahaya adalah akibat bersama beberapa gelombang elektromagnetik transversal dengan arah medan magnet itu sefase dengan gelombang medan listrik yang menyertainya. Agar diperoleh gelombang – gelombang elektromagnetik cahaya yang koheren, gelombang – gelombang itu harus berasal dari satu sumber cahaya yang sama. Sebuah sumber cahaya dapat menghasilkan sebaran cahaya ke segala arah.

               Di dalam sepktrometer kisi digunakan sumber cahaya merkuri sebagai sumber cahaya. Apabila sebaran cahaya dari lampu merkuri terhalang oleh sebuah penghalang, namun di penghalang tersebut terdapat celah yang sangat sempit, maka cahaya yang melalui celah sempit tersebut akan mengalami penyebaran arah.( Soedojo,1992:100 )

            Difraksi adalah gejala penyebaran arah yang dialami oleh seberkas gelombang cahaya ketika melalui suatu celah sempit dibandingkan dengan ukuran panjang gelombangnya. Dalam optika geometris, tidak ditinjau adanya interaksi atau saling pengaruh antara sinar-sinar cahaya. Menurut Huygens setiap titik pada celah dapat dianggap sebagai sumber gelombang cahaya yang memancar ke segala arah dengan sudut fase yang sama dan kecepatan yang sama pula.

                          

Gambar 2.1 Difraksi cahaya diterangkangkan oleh prinsip Huygens.

(http//www.wikipedia.com/Prinsip_Huygens.htm)

               

                Ketika gelombang cahaya melewati celah, dimana celah tersebut dipersempit sampai pada ukuran panjang gelombang cahaya sumber. Maka dari celah tersebut akan dihasilkan pola difraksi celah tunggal. Pada difraksi yang terjadi jika gelombang melewati sejumlah N celah yang identik dengan jarak konstan (d)  maka akan diperoleh titik intensitas máksimal yang memenuhi persamaan:

Dsinθ = n λ

Dengan  n=0,1,2,3…

Kisi adalah deretan celah –celah sempit yang jumlahnya banyak sampai ribuan celah dalam setiap milimetetnya. Apabila N celah tersebut berupa kisi. Kisi-kisi sering kali digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan untuk mengkaji struktur dan intensitas garis-garis spektrum.( Halliday, 1984:768 )

Melalui kisi, cahaya yang datang dari sumber cahaya akan terpisah menjadi beberapa spectrum warna yang berbeda panjang gelombang. Pada kisi difraksi akan mempunyai karakteristik yang ditentukan oleh dua buah parameter yaitu penyebaran atau dispersion (D), dan daya pisah. Yang dimaksud dengan daya pisah kisi difraksi yaitu kemampuan kisi memisahkan spektrum warna cahaya dengan panjang gelombang yang hampir sama

Terdapat beberapa jenis difraksi, diantaranya adalah difraksi fresnel dan difraksi fraunhofer. Apabila jarak tabir penangkap pola interferensi jauh lebih panjang dari pada ukuran celah, maka sinar-sinar pembentuk pola interferensi itu boleh dipandang sejajar sehingga analisisnya lebih sederhana. Difraksi dengan cara pendekatan demikian dikenal sebagai difraki franhoufer. Apabila jarak tabir dari celah tidak jauh lebih panjang dibanding ukuran celah, sinar-sinar pembentuk pola interferensi itu tidak layak dipandang sejajar sehingga analisisnyapun tidak sesederhana pola difraksi franhoufer. Difraksi yang ditinjau secara demikian disebut difraksi fresnel.( Krane,1982:339)

Interferensi merupakan akibat bersama beberapa gelombang cahaya, yaitu yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombang-gelombang tersebut. Hasil penjumlahan itu akan memberikan intensitas yang maksimum pada suatu titik, apabila titik tersebut gelombang-gelombang itu selalu sefase.