Difraksi

Difraksi

Materi Bahasan 

Difraksi  Difraksi

Celah Tunggal  Difraksi oleh Celah berbentuk lingkaran  Difraksi Celah Ganda 

Kisi Difraksi

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

2

Difraksi



Difraksi  Pola Difraksi Pola Difraksi  Pola gelap terang, dimana intensitas terangnya akan semakin berkurang Gambar disamping menunjukkan suatu bola difraksi dari suatu berkas sinar yang melewati suatu celah sempit berbentuk lingkaran

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

3

moc. r egu ad. www



Difraksi Celah Tungal 

Untuk mengamati pola gelap pertama (titik P1)  Maka

2 buah muka gelombang yang merambat dan sampai pada titik P1, mengalami perbedaan jarak tempuh sejauh a/2, dimana “a” adalah lebar celah  JIka perbedaan fasa dari kedua gelombang gelombang tersebut 180o maka pada titik P1, akan terlihat pola gelap  Syarat: D>>a  (a/2)sinθ = λ /2 atau  asinθ = λ DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

4

Difraksi Celah Tunggal 

Persamaan a*sinθ = λ :  Maksimum

pertama terletak di pusat dari pola  jika “a” semakin kecil, maka pada suatu saat akan diperoleh a=λ , sehingga 

sinθ=1 atau θ=90o  tidak terjadi pola difraksi (hanya diperoleh seberkas titik terang)

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

5

Difraksi Celah Tunggal 

Untuk melihat pola gelap ke-2 maka:  Seperti

mencari pola gelap pertama tetapi slit dibagi menjadi 4  sehingga 





(a/4)sinθ = λ /2 atau asinθ = 2λ

Untuk pola gelap ke-m diperoleh:  asinθ

= mλ

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

6

Difraksi Celah Tunggal Amplitudo: 

Dengan mengunakan diagram Fasor, maka diperoleh:  I(θ

) = Im(sinα /α )2

dimana  α = ½φ = (πa/λ )sinθ 

Pola amplitudo difraksi dapat dilihat seperti pada gambar disamping

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

7

Difraksi oleh celah berbentuk lingkaran Terjadi disaat cahaya melewati peralatanperalatan yang mempunyai berbentuk silinder seperti, teleskop dan mikroskop  Pola gelap pertama terjadi pada: circular 

 sinθ

= 1.22λ /d, dimana d adalah diameter dari lingkaran

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

8

Pola Dofraksi dari suatu sumber yang melewati celah berbentuk lingkaran

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

9

Difraksi Celah Ganda 

Setiap celah menghasilkan pola difraksi, sehingga akan terbentuk pola yang merupakan gabungan dari 2 buah pola difraksi ditambah dengan pola interferensi.  Jika

a<<λ , akan nampak pola difraksi seperti pola difraksi untuk celah tunggal. (Tetapi sukar untuk mendapatkan a<<λ  Jika a<~λ , maka 2 buah pola difraksi menjadi “pengali” pada pola interferensinya DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

10



Difraksi Celah Ganda

Gambar:  a)

a<λ , Celah ganda  b) a>λ , Celah tunggal  c) a>λ , Celah ganda

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

11

Difraksi Celah Ganda 

Kombinasi dari 2 buah Efek:  Interferensi

celah ganda

dan  Difraksi



celah tunggal

Menghasilkan:  I(θ  

) = Im(cosβ)2(sinα /α )2 α = (πa/λ )sinθ β = (πd/λ )sinθ

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

12

Kisi Difraksi 

Jika jumlah kisi menjadi n buah dimana pada umumnya:  Nslits



= ~ribuan buah per mm

Kisi difraksi digunakan untuk menganalisa spektum cahaya dari suatu sumber cahaya, misalnya  Zat

kimia yang dibakar  Lampu yang diisi dengan zat berbeda  Bintang DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

13

Kisi Difraksi 

Hal yang perlu diperhatikan:  Jarak

antara sumber dan layar sangat jauh  “w” adalah lebar celah dan “N” jumlah dari celah  Seperti pada kisi 2 celah:  Jarak 2 buah celah yang berdampingan pada N buah celah d=w/N, menghasilkan pola terang:  dsinθ = mλ , m=0,1,2,… atau  θ = sin-1(mλ /d), m=0,1,2,…  Untuk setiap pasang celah yang berdampingan akan memberikan pola seperti diatas  Dari persamaan tersebut nampak bahwa λ yang berbeda menghasilkan θ yang berbeda pula DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

14

Kisi Difraksi 



Pola difraksi yang dihasilkan dari lampu Hidrogen:

Hidrogen memiliki 4 warna, tampak pada m=1 dan m=2  Pada



m=0, semuanya menjadi satu  warna putih

Pola Difraksi  Sidik Jari dari suatu atom DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

15

Kisi Difraksi 



Penentuan lebar garis terang Δθ hw :  penentuan Δθ hw  Garis terang diapit oleh dua buah daerah gelap Daerah gelap pertama terjadi disaat perbedaan jarak yang ditempuh oleh berkas yang lewat celah paling atas dan yang lewat celah paling bawah adalah 1 panjang gelombang

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

16

Kisi Difraksi 

Lebar pita terang setelah daerah gelap pertama:  Ndsin(Δθ hw ) = λ

atau, untuk Δθ kecil

yang

= λ /(Nd) Lebar pita terang berikutnya:  Δθ hw = λ /(Ndcosθ )  Δθ



hw

hw

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

17

Kisi Difraksi 

Dispersi: Seberapa jauh kisi dapat memisahkan 2 buah garis terang (semakin jauh maka semakin baik) D



= m/(dcosθ)

Daya Pisah: Ketebalan dari masingmasing garis terang (Semakin tipis maka semakin baik) R

= Nm

DEPARTEMEN FISIKA Institut Teknologi Bandung

FI 1201 - Difraksi

18