Penjelasan Mengenai Interferensi Cahaya

Interferensi ialah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru. Interferensi terjadi jikalau terpenuhi dua syarat diberikut ini.

1. Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus mempunyai beda fase yang selalu tetap, oleh lantaran itu keduanya harus mempunyai frekuensi yang sama.
2. Kedua gelombang cahaya harus mempunyai amplitudo yang hampir sama.

1. Interferensi Celah Ganda

Fenomena interferensi cahaya ditunjukkan oleh percobaan yang dilakukan oleh Thomas Young. Berkas cahaya yang melalui celah S₁ dan S₂ berasal dari celah sempit S₀, tampak pada Gambar 1 diberikut:

Gambar 1 : Diagram percobaan celah ganda Young.

Jika berkas cahaya melalui S₁ dan S₂ , maka celah tersebut ( S₁ dan S₂ ) akan berfungsi sebagai sumber cahaya gres dan berbagi sinarnya ke segala arah. Apabila cahaya dari celah S₁ dan S₂ diberinterferensi , maka akan terbentuk suatu pola interferensi. Pola interferensi tersebut sanggup ditangkap pada layar berupa pola garis terang dan petang. Interferensi sanggup terjadi lantaran adanya beda lintasan berkas cahaya dari S₁ dan S₂ . Jika jarak antara kedua celah (d), jauh lebih kecil daripada jarak celah terhadap layar, l (d << l ), maka beda lintasan pada titik sembarang P ialah S₂ P – S₁ P = d sin θ .

a) Interferensi Maksimum

Apabila dua gelombang bertemu, dan saling menguatkan, maka akan terjadi interferensi maksimum dan terbentuk pola garis terang. Pada celah ganda, interferensi ini akan terjadi apabila kedua gelombang mempunyai fase yang sama (sefase), yaitu apabila keduanya berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada daerah yang sama selama osilasi pada dikala yang sama.

Jarak garis terang ke-n dari sentra terang ditetapkan dengan persamaan:

n . λ = d . sin θ

( 1 )

Karena l >> d, maka sudut θ sangat kecil, sehingga berlaku pendekatan

jadi persamaan ( 1 ) sanggup dituliska menjadi :

( 2 )

melaluiataubersamaini :

p = jarak garis terang dari sentra terang

d = jarak kedua sumber

l = jarak layar ke sumber cahaya

λ = panjang gelombang

n = orde atau nomor terang (n = 0, 1, 2, ... .)

b) Interferensi Minimum

Interferensi maksimum terjadi jikalau dua gelombang bertemu dan saling menguatkan. Namun, jikalau dua gelombang tidak bertemu, dan akan saling meniadakan maka terjadi interferensi minimum, sehingga terbentuk pola garis petang. Interferensi ini terjadi pada dua gelombang yang tidak sefase. Jarak garis petang ke-n dari sentra terang adalah:

( 3 )

Bilangan n menyatakan orde atau nomor petang, yang besarnya n = 1, 2, 3, ... . Untuk n = 1 disebut minimum orde ke-1.

Mengingat sin θ = , maka persamaan ( 3 ) menjadi:

( 4 )

dengan p adalah jarak petang ke-n dari sentra terang.

Pada interferensi celah ganda, jarak dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis petang yang berurutan. melaluiataubersamaini mengunakan persamaan ( 2 ) diperoleh:

( 5 )

Untuk dua garis terang mapun dua garis petang berurutan sanggup dikatakan nilai Δn = 1 , sehingga jarak antara dua garis terang maupun jarak antara dua garis petang berurutan sanggup diperoleh dengan persamaan:

( 6 )

2. Interferensi pada Lapisan Tipis

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat fenomena yang ditimbulkan oleh interferensi cahaya. Sebagai referensi timbulnya garis-garis berwarna yang tampak pada lapisan tipis minyak tanah yang tumpah di permukaan air, warna-warni yang terlihat pada gelembung sabun yang menerima sinar matahari, serta timbulnya warna-warni pada cakram padat (compact disc). Pola interferensi pada lapisan tipis dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu panjang lintasan optik dan perubahan fase sinar pantul.

Gambar 2 : Timbulnya warna-warni pada compact disc mengatakan adanya interferensi.

Dari Gambar 2, sinar AB ialah sinar monokromatik yang hadir pada permukaan pelat tipis. Sebagian sinar AB dipantulkan oleh permukaan bidang batas udara dan pelat (sinar BE) dan sebagian lagi dibiaskan ke dalam medium pelat (sinar BC). Sinar BC dipantulkan oleh permukaan bidang batas pelat dan udara (sinar CD). Sinar CD dipantulkan oleh permukaan atas dan sebagian lagi dibiaskan keluar film (sinar DF). Sinar BE dan DF hadir bersamaan di mata kita.

Sinar hadir dengan sudut hadir i pada lapisan tipis dengan ketebalan d dan indeks bias n, sehingga sinar mengalami pemantulan dan pembiasan dengan sudut bias r. melaluiataubersamaini mempertimbangkan kedua faktor di atas, sanggup ditentukan syarat-syarat terjadinya interferensi diberikut ini.

a) Syarat terjadinya interferensi maksimum (terang)

2n.d.cos r = (m – 1/2 ) λ ; m = 1, 2, 3, ...

( 7 )

b) Syarat terjadinya interferensi minimum (petang)

2n.d.cos r = m λ ; m = 0, 1, 2, ....

( 8 )

3. Cincin Newton

Cincin Newton ialah pola interferensi yang terbentuk oleh sebuah lensa yang sedikit cembung yang diletakkan di atas sebuah keping gelas datar. Bila cahaya monokromatik dipantulkan oleh kedua permukaan yang berdekatan ke mata pengamat dengan sudut tertentu, titik singgung lensa akan terlihat sebagai sebuah bulat petang dikelilingi sederet cincin terang dan petang.

Pola interferensi cincin Newton ini terjadi jikalau cahaya dengan panjang gelombang λ , hadir dari atas dengan arah tegak lurus. Jika R ialah jari-jari kelengkungan lensa dan r ialah jari-jari kelengkungan petang dan terang hasil interferensi, maka akan terjadi hal-hal diberikut ini.

1. Interferensi maksimum (lingkaran terang), jika:

r_t² = ( n – 1/2 )λ .R; n = 1, 2, 3, ....

( 9 )

dengan r_t adalah jari-jari bulat terang ke-n.

2. Interferensi minimum (lingkaran petang), jika:

r_g² = n. λ .R; n = 0, 1, 2, ...

( 10 )

dengan r_g ialah jari-jari bulat petang ke-n.

Bagikan Artikel ini