Jurnal Interferometer Fabry-perot

Oleh Fandy Ahmad

179,8 KB 4 tayangan 0 unduhan
 


Bagikan artikel

Transkrip Jurnal Interferometer Fabry-perot

INTERFEROMETER FEBRY-PEROT Proposal Praktikum Eksperimen Fisika II Oleh : Nama : Ahmad Affandy NIM : 161810201009 Kelompok : A-3 Tanggal Praktikum : 1 April 2019 Nama Asisten :- LABORATORIUM FISIKA MODERN JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2019 BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Interferometer adalah alat yang digunakan untuk mengetahui pola-pola interferensi suatu gelombang. Salah satu jenis intereferometer tersebut adalah Intereferometer Febry-Perot pertama kali dilakukan pada akhir abad ke 19 oleh C. Febry dan A. Perot untuk menggambarkan perbaikan yang signifikan dari Interferometer Michelson. Interferometer Febry-Perot menggunakan bidang permukaan yang keduanya membiaskan hanya sebagian cahaya sehingga memungkinkan adanya banyak sinar yang akan menciptakan pola interferensi. Interferensi yang dihasilkan pola penampakan frinji lebih smooth (Halliday, 1999). Percobaan interefreometer Febry-Perot dilakukan dengan meletakkan secara sejajar untuk posisi Adjustable Mirror dan Movable Mirror. Dengan demikian akan terjadi perbedaan lintasan dari cahaya yang masuk melewati lens 1,8 nm tersebut yang diakibatkan oleh pola reflektansi dan transmisitivitas cahaya yang melewati kedua mirror tersebut. Selanjutnya, perbedaan lintasan ini akan menyebabkan adanya beda fase dan interferensi yang akan menyebabkan munculnya pola-pola pada frinji. Interefreometer Febry-Perot tidak hanya dapat digunakan untuk memberikan efek smooth pada pola intereferensi frinji, akan tetapi dapat digunakan dalam penentuan sifat-sifat gelombang. Misalnya, dalam penentuan panjang gelombang cahaya tertentu, pola penguatan interferensi yang terjadi, dan sebagainya. Sehingga nilai guna dari praktikum ini sedemikian luasnya, maka percobaan interferometer Febry-Perot menjadi penting untuk dilakukan. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada praktikum interferometer Febry-Perot, adalah : 1. Bagaimana pengaruh pergeseran movable mirror terhadap perubahan jumlah frinji ? 2 Bagaimana perbandingan nilai k yang didapatkan dari perhitungan dengan nilai k dari grafik ? 3 Bagaimana grafik hubungan antara jumlah frinji terhadap pergeseran movable mirror / dm ? 1.3 Tujuan Tujuan pada praktikum interferometer Febry-Perot, adalah : 1. Mengetahui pengaruh pergeseran movable mirror terhadap perubahan jumlah frinji. 2. Mengetahui perbandingan nilai k yang didapatkan dari perhitungan dengan nilai k dari grafik. 3. Mengetahui grafik hubungan antara jumlah frinji terhadap pergeseran movable mirror / dm. 1.4 Manfaat Manfaat dari praktikum interferometer Febry-Perot dalam kehidupan seharihari, misalnya sebagai detector. Detector yang digunakan dalam intereferometer adalah foto detector. Jika detector ditembus oleh sinar laser maka akan terjadi ionisasi. Hal ini menyebabkan timbulnya arus listrik. Karena arus listrik yang ditimbulkan oleh detector sangat kecil, maka perlu diperkuat dan diubah menjadi tegangan oleh system pengkondisi sinyal. Sinyal tersebut kemudian diubah menjadi sinyal digital oleh ADC dan dimasukkan ke computer melalui interface input. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Interferensi adalah penggabungan secara superposisi dua gelombang atau lebih yang bertemu dalam satu titik di ruang. Interferometer fabry perot merupakan instrument yang menggunakan interferesnsi dengan banyak sinar. Interferometer Fabry-Perot terbuat dari plat transparan dengan permukaan yang dapat memantulkan cahaya atau dua plat parallel dengan cermin memiliki kekuatan refleksi besar. Spectrum transmisinya sebagai fungsi dari panjang gelombang memperlihatkan dengan puncak transmisi yang besar sesuai dengang resonansi yang standard. Interferensi gelombang bias diamati ketka sumber nya koheren,serta beda fase terhadap waktunya konstan. Karena berkas cahaya pada umumnya yaitu hasil dari jutaan atom yang memancar secara bebas, dua sumber cahaya biasanya tidak koheren. Koherensi dalam optika dicapai dengan membagi cahaya dari sumber cahaya menjadi dua berkas atau lebih yang digabungkan untuk membentuk pola interferensi. Pembagian dilakukan dengan memantulkan cahaya dari dua permukaan yang berbeda (Halliday, 1999). Dua gelombang apabila memiliki frekuensi dan panjang gelombang sama tapi fase berbeda bergabung, maka gelombang yang dihasilkan merupakan gelombang yang amplitudonya bergantung pada perbedaan fasenya. Jika perbedaan fasenya 0 atau bilangan bulat keliatan 360o, maka gelombang akan sefase dan berinterferensi saling menguatkan. Sedangkan amplitudonya sama dengan penjumlahan amplitudo masing-masing gelombang. Jika perbedaann fasenya 180 atau bilangan ganjil kali 180o, maka gelombang yang dihasilkan akan berbeda fase dan berinterferensi saling melemahkan. Amplitude yang dihasilkan merupakan perbedaan amplitude masing-masing gelombang (Halliday, 1993). Salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi pola interferensi tersebut adalah interferometer. Alat ini digunakan untuk mengukur panjang gelombang atau perubahan panjang gelombang dengan ketelitian sangat tinggi berdasarkan penentuan garis interferensi. Walaupun pada mulanya alat ini digunkana untuk membuktikan adanya eter (Halliday, 1986). Instrument Febry-Perot dibangun dengan dua plat sejajar yang permukaannya sangat reflektif dan pada umumnya dipisahkan oleh udara. Dua buah plat kaca dipisahkan oleh sebuah jarak d yang mempunyai sifat memantulkan pada permukaannya. Gelombang keluar dari plat setelah mengalami banyak refleksi selanjutnya dikumpulkan oleh lensa dan gambar dapat di observasi pada sebuah layar. Keakurasian sebuah interferometer dapat mengukur panjang gelombang dari cahaya yang disebut chromatic resolving power (Bahrudin, 2006). Percobaan intereferometer Febry-Perot ini menggunakan interferometer yang berarti suatu alat yang digunakan untuk mengukur panjang atau perubahan panjang dengan ketelitian yang sangat tinggi berdasarkan penentuan garis-garis interferensi. Prinsip kerja dari percobaan ini telah menghasilkan beberapa variasi konfigurasi. Agar pola interferensi yang misalnya berwujud lingkaran gelapterang dapat terjadi, hubungan fase antara gelombang di sembarang titik pada pola interferensi harus koheren (Halliday, 1986). Gambar 2.1 pola interferensi frinji melingkar (Sumber : Tim Penyusun, 2019) Prinsip reflektansi dan transmisivitas pada eksperimen interferometer FebryPerotdapat dijelaskan sebagai berikut : sinar dikirim mundur maju melalui gas bebrapa kali oleh sepasang cermin sejajar, sehingga seperti merangsang emisi sebanyak atom yang tereksitasi. Salah satu cermin itu adalah tembus cahaya sebagian, sehingga sebagian dari berkas sinar yang muncul sebagai berkas sinar yang ke luar (Zemansky, 1994). Dengan menggerakkan micrometer pada jarak dm tertentu serta menghitung jumlah frinji N, berapa kali frinji kembali pada pola awal, maka gelombang cahaya dapat ditentukan dengan : (2.1) (2.2) Dimana k adalah tetapan kesebandingan (kalibrasi) yang dapat dicari dengan : (2.3) Dengan kalibrasi ini maka interferometer dapat digunakan untuk mengukur panjang gelombang (Hariharan, 2007). Intereferometer Febry-Perot menghasilkan lingkaran gelap terang yang kontras, yakni menampilkan pola interferensi yang tajam dan banyak dipakai untuk menyelidiki panjang gelombang suatu sumber cahaya. Garis gelap-terang pola interferensi yang sejajar disebabkan oleh variasi ketebalan celah udara diantara kedua lempeng kaca (Soedjojo,1992). Interferensi satu berkas cahaya dapat dipandang sebagai sebuah gelombang dari medan listrik-magnetik yang berisolasi yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombang tersebut. Hasil penjumlahan itu akan memberikan intensitas yang maksimum disuatu titik, apabila titik tersebut gelombangnya sefase. Agar pola interferensi berwujud lingkaran gelap terang dapat terjadi, hubungan fase antara gelombang di sembarang titik pada pola interferensi setiap waktu, dengan kata lain gelombangnya harus koheren. Syarat koheren tidak terpenuhi jika gelombangnya berasal dari sumber cahaya yang lain, sebab setiap sumber cahaya biasa tidak memancarkan gelombang cahaya secara kontinu melainkan terputusputus, gelombang elektromagnetik cahaya yag dipancarkan sewaktu terjadi dieksitasi atom (Soedjojo, 1992). Gambar 2.2 Rangkaian Interferometer Febry-Perot (Sumber : Tim Penyusun, 2019) BAB 3. METODE EKSPERIMEN 1.1 Rancangan Eksperimen Rancangan eksperimen pada praktikum eksperimen interferometer FebryPerot, adalah : Identifikasi Permasalahan Kajian Pustaka Variabel Penelitian Kegiatan Eksperimen Data Analisis Data Kesimpulan Gambar 3.1 Rancangan Eksperimen 1.2 Jenis dan Sumber Data Eksperimen Eksperimen yang dilakukan bersifat kuantitatif, dimana data yang diperoleh dari hasil pengukuran objektif. Data dapat diukur atau dihitung secara langsung, kemudian dapat dinyatakan dalam bentuk angka-angka. Dalam hal ini data kuantitatif yang diperlukan adalah d (jarak mikrometer bergerak), dan N (jumlah frinji). 1.3 Definisi Operasional Variabel dan Skala Pengukuran Definisi variable dan skala pengukuran yang digunakan pada praktikum interferometer Febry-Perot, adalah : 1.3.1 Operasional Variabel Variabel yang digunakan dalam percobaan interferometer Febry-Perot, adalah sebagai berikut : 1. Variabel Bebas Variabel bebas dalam Eksperimen interferometer Febry-Perot, adalah simpangan dan jarak. 2. Variabel Terikat Variabel terikat dalam Eksperimen interferometer Febry-Perot, adalah tetapan kesebandingan (kalibrasi). 3. Variabel Kontrol Variabel kontrol dalam Eksperimen interferometer Febry-Perot, adalah jumlah perubahan frinji (N) dan jarak mikrometer bergerak (dm). 1.3.2 Skala Pengukuran Berdasarkan percobaan interferometer Febry-Perot, maka dapat dituliskan skala pengukuran yang akan digunakan, yaitu sebagai berikut : 3.4 Metode Analisis Data Metode analisis data yang digunakan pada praktikum interferometer FebryPerot, adalah : 3.4.1 Tabel Pengamatan Jumlah frinji (N) Posisi Mikrometer (dm) 3.4.2 Grafik N Y Y = mx + c dm Gambar 3.1 Grafik hubungan antara jarak dan jumlah frinji 3.5 Kerangka Pemecahan Masalah Penelitian dilakukan di laboratorium Fisika Modern, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember. Pelaksanaan kegiatan penelitian dilakukan pada hari Senin, 1 April 2019 pukul 07.00 – 09.40 WIB. Mulai Penyusunan Peralatan Laser HeNe diposisikan Variasikan jumlah frinji Pola interferensi, jarak mikrometer Pengukuran Selesai Gambar 3.2 Kerangka Pemecahan Masalah 3.6 Prosedur Eksperimen 3.6.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam Eksperimen Difraksi Fraunhofer dengan Laser HeNe adalah : 1. Sumber Laser HeNe (λ= 632,8 nm), sebagai sumber cahaya yang akan melewati kisi (celah sempit). 2. Bangku Laser, sebagai tempat menopang sumber laser He-Ne. 3. Meja Interferometer (precision interferometer, OS-2955A), sebagai tempat meletakkan perlengkapan interferometer Michelson. 4. Perlengkapan interferometer Michelson : a. Movable Mirror sebagai transmisi berkas menuju pemisah berkas dan dari pemisag berkas menuju layar pengamatan dengan posisinya yang berubahubah. b. Adjustable Mirror berfungsi sebagai perefleksi berkas menuju pemisah berkas dan dari pemisah berkas, sebagian dari berkas cahaya tersebut akan ditransmisikan oleh pemisah berkas menuju layar pengamatan dengan posisinya yang tetap. c. Convex Lens 18 nm berfungsi sebagai pemfokus serta penyebar berkas cahanya yang berasal dari sumber cahaya (laser HeNe). 3.6.2 Tata Laksana Eksperimen Tata laksana eksperimen yang dilakukan dalam Eksperimen Interferometer Michelson, sesuai dengan gambar berikut : Gambar 3.3 Rangkaian Eksperimen Interferometer Febry-Perot (Sumber : Tim Penyusun, 2019) 3.6.3 Langkah Kerja Langkah kerja yang digunakan pada praktikum interferometer Michelson, adalah : 1. Peralatan eksperimen disusun seperti pada gambar 3.3. 2. Laser HeNe diposisikan pada kedudukan didepan lensa sejajar bangku interferometer Michelson 3. Dengan menggunakan laser, frinji interferensi dicari seperti percobaan intereferometer Michelson 4. Pengambilan data dilakukan seperti pada percobaan interferometer Michelson DAFTAR PUSTAKA Bahrudin, Drs. MM.2006.Kamus Fisika Plus.Bandung : Epsilon Grup Halliday, Resnick.1986.Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga.Jakarta : Erlangga Halliday, D. dan Resnick, R.1993.Fisika Jilid 2.Jakarta : Erlangga Halliday, D. dan Resnick, R.1999.Physics (terjemahan Pantur Silaban dan Erwin Sucipto) Jilid 2 Edisi 3. Jakarta : Erlangga Hariharan, P.2007.Basic of interferometry.Sidney : Academic Press Soedjojo, P.1992.Asas-asas Ilmu Fisika Jilid 3 Optika.Yogyakarta : UGM Tim Penyusun.2019.Buku Panduan Praktikum Eksperimen Fisika II.Jember : Unej Zemansky, Sears.1994.Fisika untuk Universitas 3 Optika Fisika Modern. Bandung: Binacipta

Judul: Jurnal Interferometer Fabry-perot

Oleh: Fandy Ahmad


Ikuti kami