Dokumen tersebut membahas tentang percobaan difraksi dan interferensi gelombang permukaan air menggunakan ripple tank. Tujuan percobaan adalah untuk mengetahui pola difraksi dan interferensi pada celah tunggal dan ganda serta menentukan panjang gelombang. Percobaan dilakukan dengan mengatur frekuensi dan fase generator riak serta mengukur bentuk gelombang yang terbentuk."

1. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah dari percobaan ini adalah
1. Bagaimana pola difraksi dan interferensi gelombang permukaan air pada celah
tunggal dan celah ganda
2. Bagaimanakah cara menentukan panjang gelombang?
1.2 TUJUAN PERCOBAAN
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah
1. Mengetahui pola difraksi dan interferensi gelombang permukaan air pada
celah tunggal dan celah ganda.
2. Menentukan panjang gelombang
1.3 TINJAUAN PUSTAKA
1.3.1 Difraksi Gelombang
Pelenturan cahaya yang disebut sebagai difraksi berbeda dengan
pemantulan dan pembiasan cahaya. Pada gambar sebelumnya memperlihatkan
difraksi pada gelombang lurus yang terjadi di air, difraksi juga dapat terjadi pada
gelombang-gelombang yang lain termasuk gelombang cahaya. Jika lebar celah
lebih besar dari panjang gelombang cahaya pelenturan cahaya yang terjadi
lemah.
Di dalam medium yang sama, gelombang merambat lurus. Oleh karena
itu, gelombang lurus merambat keseluruh medium dalam bentuk gelombang
lurus juga. Hal itu tidak berlaku jika pada medium di beri penghalang atau
1
Praktikum Gelombang dan Optik

2. rintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat, gelombang yang datang
dapat melentur setelah melalui celah tersebut. Lenturan gelombang yang
disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamanakan difraksi
gelombang. Difraksi gelombang adalah pembelokan gelombang disebabkan oleh
celah. ( Halliday dan Resnick, 1992 : 690)
Sifat umum dari gelombang diantaranya dapat mengalami kelenturan
(difraksi). Maka gelombang permukaan iar pun dapat mengalami
kelenturan. (Kamajaya dan Suadana, 1987 ; 224).
Difraksi terjadi kalau gelombang melalui celah sempit terpisah sejajar satu
sama lain pada jarak yang selalu sama. Celah-celah yang demikian
disebut kisi. (Nyoman Kertiasa, 1995 : 169)
Pada celah lebar, hanya muka gelombang pada tepi celah saja
melengkung. Pada celah sempit, difraksi gelombang tampak jelas.
a) Difraksi celah tunggal
Pola difraksi yang disebabkan oleh celah tunggal dapat dijelaskan
menurut prinsip Christian Huygens (1629-1695).
Setiap titik pada muka gelombang dapat dianggap sebagai sumber
gelombang- gelombang kecil yang menyebar maju dengan laju yang sama
dengangelobang itu sendiri. Muka gelombang yang baru merupakan sampul
dari semua gelombang-gelombang kecil tersebut yaitu bersinggungan
dengan tangen (garis singgung) dari semua permukaan gelombang tersebut atau
tiap bagian celah berlaku sebagai sebuah sumber gelombang. Dengan demikian,
gelombang daru satu bagian celah berinterferensi (berpaduan) dengan gelombang
dari bagian lainnya, dan intensitasnya pada layar bergantung pada arah θ.
b) Difraksi pada Kisi
2
Praktikum Gelombang dan Optik

3. Jika seberkas cahaya monokromatis dilewatkan pada kisi, pola difraksi
yng dihasilkan pada layar berupa garis terang dan garis gelap yang silih
berganti. Semakin banyak celah pada sebuah kisi yang mempunyai lebar sama,
semakin tajam pula pola difraksinya. (Kamajaya, 2003 : 214)
1.3.2 INTERFERENSI GELOMBANG
Jika pada suatu tempat bertemu dua buah gelombang, maka resultan
gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah dari kedua gelombang
tersebut. Peristwa ini di sebut sebagai prinsip superposisi linear. Gelombang-gelombang
yang terpadu akan mempengaruhi medium. Pengaruh yang
ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang terpadu tersebut
disebut interferensi gelombang.
Syarat agar terjadi interferensi pada gelombang permukaan air adalah
kedua sumber geratan harus bergetar serentak (memiliki fase sama) dengan
amplitude dan frekuensi yang sama. Dua sumber getar yang memiliki fase,
amplitude, dan frekuensi yang sama dinamakan koheren. Dua sumber koheren
yang hanya dapat dihasilkan dari satu sumber getar. Pada tangki riak, dua sumber
koheren adalah dua pembangkit gelombang berbentuk bola yang digetarkan oleh
suatu batang penggetar. Maka gelombang yang dihasilkan pembangkit bola
berbentuk lingkaran.
Ketika mempelajari gelombang stasioner yang dihasilkan oleh superposisi
antara gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas atau ujung
tetap, Anda dapatkan bahwa pada titik-titik tertentu, disebut perut, kedua
gelombang salingmemperkuat (interferensi konstruktif), dan dihasilkan amplitudo
paling besar, yaitu dua kali amplitudo semula.
3
Praktikum Gelombang dan Optik

4. Sedangkan pada titik-titik tertentu, disebut simpul, kedua
gelombang saling memperlemah atau meniadakan (interferensi destruktif), dan
dihasilkan amplitudo nol.
Dengan menggunakan konsep fase, dapat kita katakan bahwa interferensi
konstruktif (saling menguatkan) terjadi bila kedua gelombang yang berpadu
memiliki fase yang sama. Amplitudo gelombang paduan sama dengan dua kali
amplitudo tiap gelombang. Interferensi destruktif (saling meniadakan) terjadi bila
kedua gelombang yang berpadu berlawanan fase. Amplitudo gelombang paduan
sama dengan nol.
4
Praktikum Gelombang dan Optik

5. BAB II
METODOLOGI PENELITIAN
2.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian kami dalam praktikum ini adalah eksperimental dengan
menggunakan dua metode analisis data yaitu secara kualitatif dan kuantitatif.
Metode kualitatif yang kami gunakan adalah melakukan wawancara dan observasi
terhadap asisten pemegang percobaan dan orang-orang yang kami anggap
memiliki informasi mengenai objek penelitian kami. Selain itu, kami juga
menggunakan metode kuantitatif dengan menganalisis data-data hasil pengamatan
yang kami peroleh dari wawancara dan observasi yang berkaitan dengan
percobaan polarimeter.
2.2 Waktu dan Tempat
Praktikum mata kuliah gelombang dan optik khususnya pada percobaan
difraksi dan interferensi gelombang permukaan air dilaksanakan pada hari Jumat,
tanggal 27 Juni 2014 dimulai pada pukul 09.00 WITA sampai dengan selesai.
Bertempat di Laboraturium Elektronika Dasar, Program Studi Pendidikan Fisika,
Universitas Tadulako, Palu, Sulawesi Tengah.
2.3 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu
1. Ripple Tank assembly
2. Ripple Generator
5
Praktikum Gelombang dan Optik

6. 3. Light source
4. Rod
5. Reflector
6. Leg
7. Projection screen
8. Large rod stand
9. Long diffraction Bariers
10. Plane dipper
11. Air
12. Mistar
2.4 Prosedur Penelitian
Adapun prosedur pelaksanaan penelitian yang digunakan dalam penelitian
ini adalah sebagai berikut :
1. Metode yang digunakan
a. Metode Observasi
Dalam metode ini dilakukan dengan cara meninjau langsung
keadaan pada saat melakukan eksperimen dan pengamatan pada penelitian
dan mengamati objek yang diamati secara langsung.
b. Metode Wawancara
Dalam metode ini dilakukan dengan cara langsung menanyakan
hal-hal yang belum diketahui pada saat melakukan eksperimen kepada
asisten yang bertanggung jawab guna memperoleh informasi yang
dibutuhkan untuk mendukung kelengkapaan dalam pembuatan laporan
6
Praktikum Gelombang dan Optik

7. 2. Prosedur Kerja
a. Difraksi Gelombang
1. Merangkai alat pasco model WA-9899 seperti pada gambar
2. Mengamati pola gelombang permukaan air pada saat menuangkan air
di atas reflektor yang terbentuk pada layar proyektor.
3. Memasang penghalang difraksi panjang di depan bidang getar dan
tepat di bawah sumber cahaya, sehingga membentuk celah tunggal.
Kemudian mengukur lebar celahnya sebesar 3 cm.
4. Mengatur frekuensi (f = 10 Hz) dan beda fase ( = 5˚) pada generator
riak.
5. Mengamati pola gelombang permukaan yang terjadi pada layar.
6. Mengulangi langkah 4-5 sebanyak dua kali dengan frekuensi 15 Hz
dan 20 Hz.
7
Praktikum Gelombang dan Optik

8. 7. Mengulangi langkah 3-6 dengan dengan memasang penghalang
sehingga membentuk celah ganda dengan lebar celah 1,5 cm
b. Interferensi gelombang
1. Mengulangi langkah 1-2 pada prosedur difraksi gelombang.
2. Mengganti penghalang dengan menggunakan penghalang standar
sebanyak dua buah, sehingga terbentuk dua sumber koheren dari satu
sumber getaran yang sama.
3. Memasang penghalang difraksi mini diantara dua penghalang difraksi
panjang yang berada di depan bidang penggetar standar, sehingga
membentuk celah ganda. Mengatur lebar celah sebesar 3 cm.
4. Mengatur frekuensi (f = 10 Hz) dan beda fase ( = 5˚) pada generator
riak.
5. Mengamati pola gelombang permukaan yang terbentuk pada layar.
6. Mengulangi langkah 4-5 dengan menaikkan frekuensi menjadi 15 Hz
dan 20 Hz.
7. Mengulangi langkah 2-6 dengan dengan menggunakan menghalang
yang membentuk celah ganda dengan lebar celah 1,5 cm
8
Praktikum Gelombang dan Optik

9. BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Pengamatan
3.1.1 Difraksi
· Lebar celah 0,03 m
f (Hz) Fase ( ̊) Bentuk gelombang
10 5
15 5
9
Praktikum Gelombang dan Optik

10. 20 5
· Lebar celah 0,015 m
f (Hz) Fase ( ̊) Bentuk gelombang
10 5
15 5
10
Praktikum Gelombang dan Optik

11. 20 5
3.1.2 Interferensi
· Lebar celah 0,03 m
f (Hz) Fase ( ̊) Bentuk gelombang
10 5
11
Praktikum Gelombang dan Optik

12. 15 5
20 5
· Lebar celah 0,015 m
f (Hz) Fase ( ̊) Bentuk gelombang
10 5
12
Praktikum Gelombang dan Optik

13. 15 5
20 5
3.2 Analisa Data
· Difraksi
13
Praktikum Gelombang dan Optik

14. Lebar celah a = 0,03 m
f (Hz) Ɵ ( ̊ ) 훌 (m) v (m/s)
10 5 2,615 x 10-3 2,615 x 10-2
15 5 2,615 x 10-3 3,922 x 10-2
20 5 2,615 x 10-3 5,229 x 10-2
Lebar celah a = 0,015 m
f (Hz) Ɵ ( ̊ ) 훌 (m) v (m/s)
10 5 1,307 x 10-3 1,307 x 10-2
15 5 1,307 x 10-3 1,961 x 10-2
20 5 1,307 x 10-3 2,615 x 10-2
· Interferensi
Lebar celah a = 0,03 m
f (Hz) Ɵ ( ̊ ) 훌 (m) v (m/s)
10 5 2,615 x 10-3 2,615 x 10-2
15 5 2,615 x 10-3 3,922 x 10-2
20 5 2,615 x 10-3 5,229 x 10-2
Lebar celah a = 0,015 m
14
Praktikum Gelombang dan Optik

15. f (Hz) Ɵ ( ̊ ) 훌 (m) v (m/s)
10 5 1,307 x 10-3 1,307 x 10-2
15 5 1,307 x 10-3 1,961 x 10-2
20 5 1,307 x 10-3 2,615 x 10-2
3.3 Pembahasan
Difraksi
Di dalam suatu medium yang sama, gelombang merambat lurus. Oleh
karena itu, gelombang lurus akan merambat ke seluruh medium dalam bentuk
gelombang lurus juga. Hal ini tidak berlaku bila pada medium diberi penghalang
atau rintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat, gelombang yang
datang dapat melentur setelah melalui celah tersebut. Lenturan gelombang yang
disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakan difraksi gelombang.
Difraksi terjadi dengan kuat bila lebar celah tidak jauh berbeda dengan
panjang gelombangnya. Difraksi dapat terjadi pada semua bentuk gelombang.
Misalnya gelombang permukaan air yang terhalang oleh papan bercelah. Setelah
gelombang melewati celah itu, maka akan menyebar ke segala arah.
Pada percobaan ini, pola difraksi yang kami amati adalah pola difraksi
pada celah tunggal dan celah ganda. Pada celah tunggal maupun celah ganda
terjadi lenturan dimana lenturan celah sempit di sebuah gelombang permukaan air
membentuk gelombang-gelombang setengah lingkaran yang melebar di daerah
belakang celah tersebut.
15
Praktikum Gelombang dan Optik

16. Pola terang dan gelap yang terlihat pada layar terjadi karena cahaya yang
dating melentur di pinggiran celah dan menerangi daerah-daerah pada layar yang
tidak langsung berhadapan dengan celah.
Lebar celah dari suatu penghalang berpengaruh terhadap pola difraksi
yang terbentuk. Jika penghalang celah yang diberikan oleh lebar, maka difraksi
tidak begitu jelas terlihat.
Hal lain yang berpengaruh terhadap pola gelombang yang terbentuk
adalah adanya frekuensi. Semakin tinggi frekuensi yang diberikan maka akan
semakin jelas pola difraksi atau gelombang yang terbentuk. Pola terang dan gelap
semakin jelas dan semakin rapat. Dalam hal ini, jarak antar pola terang maupun
gelap semakin kecil.
Perbedaan frekuensi disini tidak mempengaruhi panjang gelombang yang
terbentuk akan tetapi kecepatan gelombangnya akan berubah. Kecepatan
gelombang akan semakin besar jika frekuensinya semakin dinaikkan.
Interferensi
Jika pada suatu tempat bertemu dua buah gelombang, maka resultan
gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah dari kedua gelombang
tersebut. Peristwa ini di sebut sebagai prinsipsuperposisi linear. Gelombang-gelombang
yang terpadu akan mempengaruhi medium. pengaruh yang
ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang terpadu tersebut disebut
interferensi gelombang.
Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu
gelombang baru. Jika kedua gelombang yang terpadu sefase, maka terjadi
interferensi konstruktif (saling menguatkan). Gelombang resultan memiliki
amplitudo maksimum. Jika kedua gelombang yang terpadu berlawanan fase,
maka terjadi interferensi destruktif (saling melemahkan). Gelombang resultan
memiliki amplitudo nol.
16
Praktikum Gelombang dan Optik

17. Dua gelombang cahaya dikatakan koheren apabila kedua gelombang
cahaya tersebut mempunyai amplitudo, frekuensi yang sama dan pada fasenya
tetap. Interferensi menghasilkan gelombang yang berhimpit. Ketika dua bukit
(titik tertinggi) gelombang bertemu, mereka bergabung menjadi gelombang yang
lebih besar. Ketika bukit sebuah gelombang dan lembah (titik terendah)
gelombang bertemu, gelombang saling mengapuskan satu sama lain. Posisi bukit
dan lembah disebut fase.
Pada percobaan ini, kami menggunakan fase yang sama yaitu 5̊ dengan
amplitudo yang tetap. Hal ini supaya interferensi kedua gelombang yang koheren
dapat diamati dengan jelas.
Pada celah tunggal, berkas cahaya yang jatuh akan dibelokan dengan
sudut belok atau beda fase θ. Pada layar akan terlihat pola gelap dan terang. Pola
gelap dan terang akan terjadi bila mengalami peristiwa interferensi. Pola terang
merupakan hasil interferensi yang saling memperkuat (bersifat konstruktif) dan
garis gelap adalah hasil interferensi yang saling memperlemah (bersifat
destruktif). Hasil interferensi bergantung pada selisih jarak tempuh/ lintasan
cahaya dari celah ke layar.
Gelombang dari satu bagian celah berinterferensi (berpadu) dengan
gelombang dari bagian lainnya, dan intensitasnya pada layar bergantung pada
arah besar fasenya.
Pada interfrensi celah ganda, diperoleh dua gelombang cahaya yang
koheren dengan menjatuhkan cahaya dari sumber cahaya pada dua buah celah
sempit yang saling berdekatan. Cahaya yang dipantulkan dari suatu sumber ke
arah cermin datar akan diperoleh bayangan sumber cahaya sehingga sinar cahaya
yang keluar dari celah tersebut merupakan cahaya yang koheren.
Bukan hanya pada difraksi, frekuensi juga berpengaruh pada interferensi.
Frekuensi yang besar membuat pola interferensi semakin jelas terlihat. Perubahan
17
Praktikum Gelombang dan Optik

18. frekuensi tidak membuat adanya perubahan panjang gelombang tetapi
mempengaruhi cepat rambat gelombangnya. Terjadi perubahan panjang
gelombang apabila ukuran celah berbeda. Celah sempit akan menghasilkan
panjang gelombang yang lebih besar.
Fenomena difraksi dan interfrensi ini merupakan fenomena yang
membedakan gelombang dari partikel. Interferensi ialah penyatuan dengan cara
superposisi dua gelombang atau lebih yang bertemu pada satu titik. Sedangkan,
difraksi merupakan pembelokan gelombang di sekitar sudut yang terjadi apabila
muka gelombang dipotong oleh halangan atau rintangan
18
Praktikum Gelombang dan Optik

19. BAB IV
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan yang kami lakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa,
1. Pola difraksi gelombang permukaan air
· pada celah tunggal (a = 0,03 m) dengan f = 20 Hz
· pada celah ganda (a = 0,015 m) dengan f = 20 Hz
19
Praktikum Gelombang dan Optik

20. Pola interferensi gelombang permukaan air
· pada celah tunggal (a = 0,03 m) dengan f = 20 Hz
· pada celah ganda (a = 0,015 m) dengan f = 20 Hz
2. Panjang gelombang pada percobaan ini kami peroleh dengan menggunakan
persamaan
훌 = a sin Ɵ
dan hasil yang kami dapatkan baik pada difraksi maupun interferensi gelombang
adalah:
20
Praktikum Gelombang dan Optik

21. · Untuk celah tunggal (a = 0,03 m), 훌 = 2,615 x 10-3 m
· Untuk celah tunggal (a = 0,015 m), 훌 = 1,307 x 10-3 m
21
Praktikum Gelombang dan Optik