Laporan Praktikum Analisis Difraksi Celah Tunggal ~ Laporan Praktikum

Laporan Praktikum Analisis Difraksi Celah Tunggal

ABSTRAK

Praktikum ini bertujuan untuk menganalisis pola difraksi yang dihasilkan oleh celah tunggal dan menentukan panjang gelombang sumber cahaya laser. Dengan menggunakan celah dengan lebar $a$ yang diketahui dan mengamati posisi-minimum difraksi pada layar yang berjarak $L$ dari celah, panjang gelombang $\lambda$ dapat dihitung dengan pendekatan sudut kecil melalui persamaan:

a \sin \theta = m \lambda \quad (m = \pm1, \pm2, \dots)

dengan $\sin \theta \approx \tan \theta = \frac{y}{L}$ , di mana $y$ adalah jarak antara pusat dan titik minimum orde ke- $m$ . Hasil eksperimen diharapkan menghasilkan nilai $\lambda$ yang mendekati nilai teoretis dari cahaya laser yang digunakan.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat-Nya sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Optik/Fisika Dasar. Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan semua pihak yang telah membantu selama pelaksanaan eksperimen ini. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi perbaikan di masa mendatang.

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Pola difraksi celah tunggal merupakan fenomena dasar dalam optik yang terjadi ketika cahaya melewati celah sempit dan menghasilkan pola terang dan gelap pada layar. Analisis pola difraksi ini tidak hanya membantu memahami sifat gelombang cahaya, tetapi juga dapat digunakan untuk menentukan panjang gelombang sumber cahaya. Dengan mengetahui lebar celah $a$ dan jarak $L$ antara celah dan layar, posisi titik minimum difraksi pada layar ( $y$ ) dapat digunakan untuk menghitung panjang gelombang melalui persamaan:

a \sin \theta = m \lambda

dengan pendekatan sudut kecil ( $\sin \theta \approx \tan \theta = \frac{y}{L}$ ).

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana pola difraksi yang dihasilkan oleh celah tunggal?
Bagaimana cara menentukan panjang gelombang sumber cahaya dengan menggunakan data pola difraksi?
Apakah nilai panjang gelombang yang diperoleh mendekati nilai teoretis dari cahaya laser yang digunakan?

1.3 Tujuan Praktikum

Mengamati pola difraksi yang terbentuk dari celah tunggal.
Mengukur jarak $y$ antara pusat pola dan titik minimum orde ke- $m$ pada layar.
Menghitung panjang gelombang $\lambda$ dari cahaya laser dengan menggunakan persamaan difraksi.

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman tentang sifat gelombang cahaya dan fenomena difraksi.
Melatih keterampilan pengukuran optik dan analisis data eksperimen.
Menjadi dasar untuk aplikasi dalam penentuan parameter optik bahan dan sumber cahaya.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan menggunakan celah tunggal dengan lebar $a$ yang diketahui.
Asumsi bahwa sudut difraksi kecil sehingga berlaku pendekatan $\sin \theta \approx \frac{y}{L}$ .
Kondisi eksperimen dilakukan di ruangan yang relatif gelap untuk meminimalisir cahaya lingkungan.

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Difraksi Celah Tunggal

Difraksi adalah pembelokan gelombang ketika melewati celah sempit. Pola difraksi celah tunggal terdiri dari pita terang pusat yang diapit oleh pita gelap dan pita terang yang semakin memudar intensitasnya.

2.2 Hukum Difraksi dan Persamaan

Untuk celah tunggal, kondisi minimum intensitas (gelap) terjadi ketika:

a \sin \theta = m \lambda \quad (m = \pm1, \pm2, \dots)

Dimana:

$a$ adalah lebar celah,
$\theta$ adalah sudut deviasi relatif terhadap garis pusat,
$m$ adalah orde minimum, dan
$\lambda$ adalah panjang gelombang.

2.3 Pendekatan Sudut Kecil

Untuk sudut $\theta$ yang kecil, $\sin \theta$ dapat didekati dengan $\tan \theta$ yang sama dengan $\frac{y}{L}$ , sehingga persamaan di atas menjadi:

a \frac{y}{L} = m \lambda \quad \Rightarrow \quad \lambda = \frac{a \, y}{m \, L}

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Laser pointer sebagai sumber cahaya monokromatik
Celah tunggal dengan lebar $a$ (misalnya, 0,1 mm)
Layar proyeksi untuk menangkap pola difraksi
Penggaris atau mistar dengan ketelitian tinggi
Meja optik dan penyangga untuk menjaga kestabilan alat

3.2 Prosedur Praktikum

Persiapan Alat:
- Pasang laser pointer agar sinarnya sejajar dengan meja optik.
- Tempatkan celah tunggal di depan laser dengan jarak yang cukup.
- Atur layar proyeksi pada jarak $L$ yang diketahui dari celah.
Pengamatan Pola Difraksi:
- Nyalakan laser dan amati pola difraksi yang terbentuk pada layar.
- Identifikasi pita terang pusat dan titik-titik minimum difraksi (orde $m = \pm1, \pm2,$ …).
Pengukuran:
- Ukur jarak $y$ antara pusat pola terang dan titik minimum orde pertama ( $m = 1$ ).
- Catat nilai $a$ (lebar celah) dan $L$ (jarak celah ke layar) sesuai dengan pengukuran alat.
Perhitungan:
- Gunakan persamaan $\lambda = \frac{a \, y}{m \, L}$ untuk menghitung panjang gelombang cahaya.
- Lakukan perhitungan untuk beberapa orde jika data tersedia untuk memperoleh nilai rata-rata.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan dengan mencatat nilai $a$ , $L$ , dan $y$ dari pengukuran pola difraksi. Seluruh data ini kemudian diolah menggunakan persamaan difraksi untuk menentukan nilai $\lambda$ .

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Berikut adalah contoh data pengukuran (nilai fiktif):

No.	Lebar Celah $a$ (mm)	Jarak Celah ke Layar $L$ (m)	Jarak dari Pusat ke Minimum $y$ (mm)	Orde $m$	Panjang Gelombang $\lambda$ (nm)
1	0,10	1,50	8,0	1	533
2	0,10	1,50	7,8	1	519

Catatan: Konversikan satuan bila diperlukan (misal, mm ke m) sehingga perhitungan konsisten:
$a = 0,10 \, \text{mm} = 1,0 \times 10^{-4}\, \text{m}$
$y = 8,0 \, \text{mm} = 8,0 \times 10^{-3}\, \text{m}$

4.2 Perhitungan

Untuk orde pertama ( $m=1$ ):

\lambda = \frac{a \, y}{L} = \frac{(1,0 \times 10^{-4} \, \text{m}) \times (8,0 \times 10^{-3} \, \text{m})}{1,50 \, \text{m}} \approx 5,33 \times 10^{-7}\, \text{m} \, (533 \, \text{nm})

Hasil perhitungan dari pengukuran orde pertama memberikan nilai panjang gelombang sekitar 533 nm, yang mendekati nilai teoretis untuk laser hijau (atau nilai spesifik sesuai jenis laser yang digunakan).

4.3 Pembahasan

Analisis Pola Difraksi:
Pola difraksi yang terbentuk menampilkan pita terang pusat dan pita gelap di sekitarnya, sesuai dengan teori difraksi celah tunggal.
Kesesuaian Data:
Nilai panjang gelombang yang dihitung dari data eksperimen mendekati nilai literatur, menunjukkan bahwa prosedur pengukuran dan perhitungan telah dilakukan dengan baik.
Sumber Kesalahan:
Kesalahan pengukuran dapat muncul dari ketidaktepatan pengukuran jarak $y$ , fluktuasi posisi alat, atau ketidakrataan layar proyeksi. Pengulangan pengukuran dan pengukuran pada beberapa orde dapat meningkatkan akurasi hasil.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Pola difraksi celah tunggal yang diamati menghasilkan pita terang dan gelap yang konsisten dengan teori.
Dengan menggunakan persamaan difraksi untuk orde pertama, panjang gelombang cahaya dihitung dan menghasilkan nilai sekitar 533 nm.
Hasil eksperimen menunjukkan kesesuaian dengan nilai teoretis, dengan potensi penyimpangan kecil akibat kesalahan pengukuran.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran untuk memperoleh nilai rata-rata yang lebih akurat.
Pastikan alat ukur (penggaris dan mistar) telah dikalibrasi dengan benar sebelum pengukuran.
Minimalkan gangguan cahaya dan getaran selama pelaksanaan eksperimen untuk meningkatkan kestabilan pola difraksi.

Daftar Pustaka

Hecht, E. (2002). Optics (4th ed.). Addison Wesley.
Pedrotti, F. L., & Pedrotti, L. S. (1993). Introduction to Optics. Prentice Hall.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Data Mentah: Tabel lengkap hasil pengukuran $a$ , $L$ , dan $y$ untuk masing-masing percobaan.
Grafik: Plot posisi minimum difraksi terhadap orde $m$ jika dilakukan pengukuran pada beberapa orde.
Foto Dokumentasi: Gambar setup percobaan, termasuk celah tunggal, laser pointer, dan layar proyeksi.

Sekian artikel Laporan Praktikum Analisis Difraksi Celah Tunggal kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Laporan Praktikum Analisis Difraksi Celah Tunggal dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/laporan-praktikum-analisis-difraksi.html