Mengamati Pola Interferensi Laser He- Ne Menggunakan Interferometer Michelson – Morley
Fikri Ibrahim N1), Ahmad Rasyid2), Asep Saeful A3), Dyah Anggraeni4),
Bambang Hadi5), Jaka Purnama6).
Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati Bandung
JL. A.H. Nasution 105, Bandung - Indonesia 406XXXX
1)E-Mail: fikriibrahimn@gmail.com
Abstrak
Praktikum Interferometer Michelson ini bertujuan untuk mengamati pola interferensi yang muncul serta dapat dan memahami cara merangkai alat, interferensi merupakan perpaduan dua atau lebih gelombang cahaya yang dapat bersifat kunstruktif, destruktif atau diantaranya, yang mana terjadi ketika dua buah cahaya yang telah dibagi digabungkan kembali. Dimana gelombang cahaya yang
ditransmisikan harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitude yang sama serta selisih fase yang tetap, dalam eksperimen ini kami memakai sumber cahaya laser He- Ne, hal ini ditujukan agar gelombang cahayanya koheren. Namun hasil yang didapat masih kurang akurat, dinyatakan dengan terlihatnya pola yang masih terhambur keluar garis, terjadinya pola berhambur karena kurang akuratnya dalam memfokuskan sinar laser. Dalam paper ini akan dibahas secara terstruktur dimulai dari teori dasar sampai analisis data yang kami dapatkan.
ditransmisikan harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitude yang sama serta selisih fase yang tetap, dalam eksperimen ini kami memakai sumber cahaya laser He- Ne, hal ini ditujukan agar gelombang cahayanya koheren. Namun hasil yang didapat masih kurang akurat, dinyatakan dengan terlihatnya pola yang masih terhambur keluar garis, terjadinya pola berhambur karena kurang akuratnya dalam memfokuskan sinar laser. Dalam paper ini akan dibahas secara terstruktur dimulai dari teori dasar sampai analisis data yang kami dapatkan.
Kata kunci: Koheren, beam splitter, lensa sferis, beda fase, Interferometer.
1. Pendahuluan
Interferometer Michelson 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. Sebuah pola interferensi dihasilkan dengan membagi seberkas cahaya menggunakan sebuah alat yang bernama pembagi sinar (beam splitter). Aplikasi yang paling terkenal dari interferometer Michelson adalah percobaan Michelson-Morley yang memberikan bukti untuk relativitas khusus. Interferometer Michelson telah banyak digunakan, diantaranya untuk mendeteksi gelombang gravitasi sebagai inti spektroskopi transformasi Fourier, mendeteksi planet di sekitar bintang-bintang terdekat, dan OCT (optical coherence tomography) yang merupakan teknik pencitraan medis. Dari hal-hal seperti itulah sudah seharusnya bagi kita mahasiswa bidang Fisika Sains dapat dan memahami pola interferrensi dan merangkai alat Interferometer Michelson – Morlay.
1.1 Dasar Teori
Interferometer Michelson
Interferometer Michelson 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. interferometer Michelson mengambil cahaya monokromatik yang berasal dari sebuah sumber tunggal dan membaginya ke dalam dua gelombang yang mengikuti lintasan-lintasan yang berbeda. Interferometer ini digunakan oleh Michelson untuk percobaan Michelson-Morley bersama dengan Edward Morley.[1]
Interferensi
Interferensi cahaya adalah perpaduan dari dua buah atau lebih gelombang cahaya yang dapat bersifat kunstruktif, destruktif atau diantaranya. Agar hasil interferensinya mempunyai pola teratur , gelombang yang berinterferensi harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitude yang sama dan selisih fasa yang tetap.[1] 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. Seperti halnya celah ganda Young.[2]
Pembagian Berkas
Pembagian berkas cahaya terdapat 2 metode. Dua metode tersebut adalah pembagian muka gelombang dan pembagian amplitudo. Pembagian muka gelombang menggunakan celah untuk membagi gelombnag utamanya menjadi 2 berkas, seperti pada percobaan Young. Pada pembagian amplitudo, 2 berkas cahaya dengan porsi yang sama diperoleh dari sumber aslinya menggunakan beam splitter (divider). Dalam intrferometer Michelson , sinar laser dipecah oleh beam splitter menjadi 2 buah sinar koheren, yaitu berkas ditransmisikan horizontal menuju cermin M2 dan satu berkas lagi di pantulkan menuju cermin M1. Kedua berkas cahaya dari cermin 1 dan 2 ini dipantulkan kembali dan bertemu lagi di beam splitter kemudian difokuskan oleh lensa sferis dan menghasilkan sebuah pola interferensi yang dapat diamati pada sebuah layar. [2]
1.2 Tujuan
- · Dapat merangkai Interferometer Michelson
- · Mengamati Pola Interferensi
2. Metode Penelitian
Eksperimen/penelitian ini dilakukan di Lab Terpadu UIN Sunan Gunung Djati Bandung dengan tujuan untuk mengamati pola interferensi yang muncul, adapun sumber cahaya yang dipakai yaitu laser He-Ne.
2.1 Alat dan Bahan
a) 1 Alas plat laser optic.
b) 1 laser He- Ne , dengan polarisasi linear.
c) 4 dasar optic.
d) 1 Pembagi berkas.
e) 1 pegangan untuk pembagi berkas.
f) 2 cermin datar.
g) 1 lensa sferis bentuk bola f= 2.7 mm.
h) 1 dudukan dasar.
i) 1 penggaris kayu.
2.2 Prosedur Penelitian
Prosedur percobaan yang telah dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
Pertama perangkaian alat seperti pada gambar.
Setelah rangkaian tersusun seperti gambar, aktifkan laser dengan kunci yang tersedia kemudian tunggu hingga sinar laser terpancar, kemudian pastikan berkas ditransmisikan horizontal menuju cermin M2 dan satu berkas lagi di pantulkan menuju cermin M1 (harus berada di titik tengah lensa). Kedua berkas cahaya dari cermin 1 dan 2 ini akan dipantulkan kembali dan bertemu lagi di beam splitter kemudian difokuskan oleh lensa sferis, sehingga menghasilkan sebuah pola interferensi yang dapat diamati pada sebuah layar. Amati pola interferensi yang muncul.
1. Hasil dan Diskusi
NO
|
POLA
|
JARAK
|
1
|
Terang I
|
0.5 cm
|
2
|
Gelap I
|
0.7 cm
|
3
|
Terang II
|
1 cm
|
4
|
Gelap II
|
1.3 cm
|
5
|
Terang III
|
4 cm
|
n.l = d y/l
Dimana : n = 1
y = 0.006 m y = 0.13 m
L = 0.13 m l= 692.31 nm
Gambar diatas merupakan pola interferensi yang kami dapat saat eksperimen, dimana pola yang muncul masih belum sempurna, hal ini dikarenakan titik fokus berkas kurang akurat sehingga pola interferensinya berhambur keluar dan pola terang berkumpul pada satu sisi.
Pola terang gelap yang muncul dikarenakan pola interferensi berada diantara sifat kunstruksif dan destruktif, dimana sifat kuntruksif akan menghasilkan pola terang yang dibentuk saat amplitude gelombang memilki fase yang sama sehingga dapat menguatkan berkas cahaya, sedangkan sifat destruktif bersifat melemahkan cahaya sehingga terbentuk pola gelap.
Banyak sedikitnya jumlah pola terang gelap bergantung pada beda lintasan optik antara kedua cahaya yang saling berinterferensi, semakin besar beda lintasan optik akan menyebabkan pola interferensi semakin banyak dan begitupun sebaliknya.[3] Pola intereferensi terbentuk jika Sumber cahaya bersifat koheren, dimana Sumnber cahaya memancarkan cahaya monokromatik yang kemudian dibagi oleh pembagi sinar (beam splitter), pembagi sinar ini berupa cermin setengah perak. M bersifat setengah reflektif, sehingga berkas cahaya ada yang dipantulkan dan ada yang diteruskan. Sehingga berkas yang dipantulkan menuju ke titik A terpantul kembali oleh M1 dan berkas yang diteruskan menuju ke titik B terpantul oleh M2. Kedua berkas tersebut bersatu kembali di titik C' sehingga terbentuk pola interferensi yang terlihat oleh pengamat di titik E (detektor).
Penjelasannya dapat dilihat di gambar.
Gambar Lintasan cahaya di Interferometer Michelson.[1]
Dalam kasus ini beda fase sangat berpengaruh pada pola interferensi, adapun faktor-faktor yang mempengaruhinya adalah paduan frekuensi yang tidak sama sehingga amplitude juga tidak sama, jika beda fasenya 180° maka amplitudenya 0, hal ini mengakibatkan berkas cahaya yang di transmisikan tidak koheren. Faktor lainnya pada saat pantulan sinar laser dari M tidak pada satu titik atau berkasnya berhambur.
Kesimpulan
Saat eksperimen pastikan berkas ditransmisikan horizontal menuju cermin M2 dan satu berkas lagi di pantulkan menuju cermin M1. Interferensi cahaya adalah perpaduan dari dua buah atau lebih gelombang cahaya, interferensi terjadi ketika dua buah cahaya yang telah dibagi digabungkan kembali, pola terang gelap yang muncul dikarenakan interferensinya berada diantara sifat kunstruksif (menguatkan) dan destruktif (melemahkan). Banyak sedikitnya jumlah pola terang gelap bergantung pada beda lintasan optik antara kedua cahaya yang saling berinterferensi.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Dosen Eksperimen Fisika Bpak Dr. Bebeh Wahid Nuryadin M.Si ,serta Asdos Praktikum Eksperimen Fisika yang telah memberikan banyak pengarahan dan telah memberikan izin untuk melakukan penelitian di Lab Terpadu UIN Sunan Gunung Djati Bandung. Dan juga mengucapkan terimaksih kepada teman-teman yang telah ikut serta melakukan penelitian.
Referensi
[1]
|
Albert Michelson, Edward Morley (1887). "On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether". American Journal of Science: 333–345[diakses 13 Mei 2015]
|
[2]
|
Laboratorium Fisika Lanjut UIN Bandung. Interferometer Michelson – Morlay. pdf
|
[3]
|
Konsep Fisika Modern. Edisi Keempat. Arthur Beiser.
|
No comments:
Post a Comment