Question

Fenomena interferensi merupakan salah satu bukti bahwa cahaya adalah gelombang.

a. Jelaskan terbentuknya pola interferensi gelombang cahaya berdasarkan Percobaan Young
b. Dalam percobaan celah ganda, diketahui jarak antar celah adalah 10mm dan jarak celah tersebut ke suatu layar adalah 80cm. Terdapat dua pola interferensi pada layar, satu berasal dari cahaya dengan panjang gelombang 480nm dan pola lainnya berasal dari cahaya dengan panjang gelombang 680nm. Berapa jarak antar garis terang orde ketiga (m=3) dari dua pola interferensi pada layar tersebut?

Terimakasih atas jawabannya

Answer 1

a. Percobaan Young adalah percobaan yang menunjukkan fenomena interferensi pada gelombang cahaya. Percobaan ini melibatkan sinar cahaya yang melewati dua celah sempit yang ditempatkan secara paralel. Ketika cahaya melewati celah-celah tersebut, masing-masing celah akan menjadi sumber gelombang baru yang menghasilkan pola interferensi.

Ketika dua gelombang cahaya dengan fase yang sama bertemu, mereka akan mengalami interferensi konstruktif dan menghasilkan daerah dengan intensitas cahaya yang tinggi, yang disebut garis terang. Sebaliknya, ketika dua gelombang cahaya dengan fase yang berlawanan bertemu, mereka akan mengalami interferensi destruktif dan menghasilkan daerah dengan intensitas cahaya yang rendah, yang disebut garis gelap.

Pada percobaan Young, pola interferensi terbentuk karena gelombang cahaya yang melewati celah-celah tersebut memiliki perbedaan jarak yang kecil saat mencapai layar. Perbedaan jarak ini menghasilkan perbedaan fase antara gelombang-gelombang cahaya, yang akhirnya menghasilkan pola interferensi yang terlihat pada layar.

b. Untuk menentukan jarak antar garis terang orde ketiga (m=3) pada pola interferensi, kita dapat menggunakan rumus:

d * sin(θ) = m * λ

Di mana:

- d adalah jarak antar celah (10 mm = 0.01 m)

- θ adalah sudut yang terbentuk antara garis tengah pola interferensi dan garis vertikal melalui titik tengah celah

- m adalah orde garis terang (m=3)

- λ adalah panjang gelombang cahaya

Kita memiliki dua panjang gelombang yang berbeda, yaitu 480 nm dan 680 nm.

Untuk panjang gelombang 480 nm:

0.01 m * sin(θ) = 3 * 480 x 10^(-9) m

Untuk panjang gelombang 680 nm:

0.01 m * sin(θ) = 3 * 680 x 10^(-9) m

Kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari nilai sin(θ) dan kemudian menghitung jarak antar garis terang orde ketiga menggunakan sin(θ) yang ditemukan.

Untuk panjang gelombang 480 nm:

0.01 m * sin(θ) = 3 * 480 x 10^(-9) m

sin(θ) = (3 * 480 x 10^(-9) m) / 0.01 m

sin(θ) = 0.144

θ = arcsin(0.144)

θ ≈ 8.31°

Jarak antar garis terang orde ketiga untuk panjang gelombang 480 nm dapat dihitung dengan menggunakan trigonometri. Jarak tersebut adalah jarak vertikal pada layar, yaitu jarak antara dua garis terang berturut-turut dalam arah vertikal.

Jarak antar garis terang = jarak celah ke layar * tan(θ)

Jarak antar garis terang = 80 cm * tan(8.31°)

Jarak antar garis terang ≈ 0.148 cm

Untuk panjang gelombang 680 nm, kita dapat mengulangi langkah-langkah yang sama dan mengganti panjang gelombang yang digunakan dalam perhitungan.

sin(θ) = (3 * 680 x 10^(-9) m) / 0.01 m

sin(θ) = 0.204

θ = arcsin(0.204)

θ ≈ 11.80°

Jarak antar garis terang = 80 cm * tan(11.80°)

Jarak antar garis terang ≈ 0.219 cm

Jadi, jarak antar garis terang orde ketiga (m=3) dari dua pola interferensi pada layar adalah sekitar 0.148 cm untuk panjang gelombang 480 nm dan sekitar 0.219 cm untuk panjang gelombang 680 nm.