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. Setiap orang
dengan menggunakan sebuah baskom air dapat melihat bagaimana interferensi
antara dua gelombang permukaan air dapat menghasilkan pola-pola bervariasi yang
dapat dilihat dengan jelas. Dua orang yang bersenandung dengan nada-nada dasar
yang frekuensinya berbeda sedikit akan mendengar layangan (penguatan dan
pelemahan bunyi) sebagai hasi interferensi.
Warna-warni pelangi menunjukkan bahwa
sinar matahari adalah gabungan dari berbagai macam warna dari spektrum kasat
mata. Di lain fihak, warna pada gelombang sabun, lapisan minyak, warna bulu
burung merah, dan burung kalibri bukan disebabkan oleh pembiasan. Hal ini
terjadi karena interferensi konstruktif dan destruktif dari sinar yang
dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Adanya gejala interferensi ini bukti yang
paling menyakinkan bahwa cahaya itu adalah gelombang. Interferensi cahaya bisa
terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya
tidak berupa berkas sinar, maka interferensinya sulit diamati. Interferensi
cahaya sulit diamati karena dua alasan:
1.
Panjang gelombang cahaya sangat pendek,
kira-kira 1% dari lebar rambut.
2.
Setiap sumber alamiah cahaya memancarkan
gelombang cahaya yang fasenya sembarang (random)
sehingga interferensi yang terjadi hanya dalam waktu sangat singkat.
Jadi, interferensi cahaya tidaklah
senyata seperti interferensi pada gelombang air atau gelombang bunyi.
Interferensi terjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini:
1.
Kedua gelombang cahaya harus koheren,
dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu
tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.
2.
Kedua gelombang cahaya harus memiliki
amplitude yang hampir sama.
Terjadi dan tidak terjadinya
interferensi dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.3.
(a) tidak terjadi interferensi, (b) terjadi interferensi
Untuk menghasilkan pasangan sumber
cahaya kohern sehingga dapat menghasilkan pola interferensi adalah :
1.
sinari dua (atau lebih) celah sempit
dengan cahaya yang berasal dari celah tunggal (satu celah). Hal ini dilakukan
oleh Thomas Young.
2.
dapatkan sumber-sumber kohern maya dari
sebuah sumber cahaya dengan pemantulan saja. Hal ini dilakukian oleh Fresnel.
Hal ini juga terjadi pada pemantulan dan pembiasan (pada interferensi lapisan
tipis).
3.
Gunakan sinar laser sebagai penghasil
sinar laser sebagai penghasil cahaya kohern.
http:\\Optika\interference\index.php.htm
Interferensi merupakan sifat cahaya yang dapat diamati ketika
perbedaan gelombang cahaya dicampur bersamaan. Contoh interferensi adalah
pelangi yang kamu lihat dalam gelembung sabun, spektrum warna oval, dan
kilauan warna dari beberapa bulu burung. Di sebagian area pola interferensi,
gelombang cahaya berada dalam fase, dengan bukit dan lembah saling menguatkan,
membentuk daerah yang berkilau. Di daeah lain, di luar fase, dengan bukit dan
lembah yang berlawanan, membentuk daerah yang suram. Terdapat berbagai variasi
cara untuk memperagakan interferensi, pada bagian daerah yang terang maupun
daerah suram, dan perbedaan warna menggambarkan perbedaan panjang gelombang
cahaya.
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.
http:\\fisika interferensi gelombang.htm
Agar
mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar maka harus digunakan dua sumber
cahaya yang koheren (cahaya dengan beda fase tetap).
Percobaan
Young menggunakan satu sumber cahaya tetapi dipisahkan menjadi dua bagian yang
koheren, sedangkan percobaan Fresnel menggunakan dua sumber koheren, sehingga
pada layar terjadi pola-pola terang (interferensi koostruktif = maksimum) dan
gelap (interferensi destruktif = minimum).
Rumus
percobaan Young dan Fresnel untuk celah ganda (dua celah) adalah sama, yaitu:
terang (maks)
gelap
(min)
p = jarak terang/gelap ke pusat
d = jarak dua celah terdekat
l = jarak sumber-layar
m = orde = 1,2,3, .........
l = panjang gelombang cahaya
d = jarak dua celah terdekat
l = jarak sumber-layar
m = orde = 1,2,3, .........
l = panjang gelombang cahaya
Jarak
antara 2 garis yang berdekatan (terang ke terang atau gelap ke gelap) adalah l,
sehingga
Untuk
difraksi dan interferensi pada celah tunggal (satu celah) rumusnya menjadi:
terang (maks) gelap
(min)
http:\\Optika\interference\0331
Fis-3-2d.htm
Interferensi cahaya
adalah perpaduan antara dua gelombang cahaya. Agar interferensi cahaya dapat
teramati dengan jelas, maka kedua gelombang cahaya itu harus bersifat koheren.
Dua gelombang cahaya dikatakan koheren apabila kedua gelombang cahaya tersebut
mempunyai amplitudo, frekuensi yang sama dan pada fasenya tetap.
Ada dua hasil
interferensi cahaya yang dapat teramati dengan jelas jika kedua gelombang
tersebut berinterferensi. Apabila kedua gelombang cahaya berinteferensi saling
memperkuat (bersifat konstruktif), maka akan menghasilkan garis terang yang
teramati pada layar.
Apabila kedua
gelombang cahaya berinterferensi saling memperlemah (bersifat destruktif), maka
akan menghasilkan garis gelap yang teramati pada layar. Marilah sekarang kita
mempelajari peristiwa interferensi cahaya yang telah dilakukan
percobaan/eksperimen oleh para ilmuwan terdahulu, seperti halnya Thomas Young
dan Fresnell.
Percobaan yang
dilakukan oleh Thomas Young dan Fresnel pada dasarnya adalah sama, yang
membedakan adalah dalam hal mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren.
Thomas Young mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren dengan menjatuhkan
cahaya dari sumber cahaya pada dua buah celah sempit yang saling berdekatan,
sehingga sinar cahaya yang keluar dari celah tersebut merupakan cahaya yang
koheren.
Sebaliknya Fresnel
mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren dengan memantulkan cahaya dari
suatu sumber ke arah dua buah cermin datar yang disusun hampir membentuk sudut
180o, sehingga akan diperoleh dua bayangan sumber cahaya.
Sinar yang dipantulkan
oleh cermin I dan II dapat dianggap sebagai dua gelombang cahaya yang
koheren. Untuk menunjukkan hasil interferensi cahaya, di depan celah
tersebut diletakkan layar pada jarak L maka akan terlihat pada layar berupa
garis gelap dan terang.
Garis terang merupakan
hasil interferensi yang saling memperkuat dan garis gelap adalah hasil
interferensi yang saling memperlemah. Hasil interferensi bergantung pada
selisih jarak tempuh/ lintasan cahaya dari celah ke layar.
2. Interferensi pada
Selaput Tipis
Dalam kehidupan
sehari-hari sering kita melihat adanya warna-warna pelangi yang terjadi pada
gelembung air sabun atau adanya lapisan minyak di permukaan air jika terkena
cahaya matahari. Hal ini menunjukkan adanya interferensi cahaya matahari pada
selaput tipis air sabun atau selaput tipis minyak di atas permukaan air.
http:\www.wikipedia\Optika\interference\interferensi-cahaya
2.htm
Interferensi cahaya merupakan interaksi dua atau lebih gelombang
cahaya yang menghasilkan suatu intensitas radiasi yang menyimpang dari jumlah
masing-masing komponen radiasi gelombangnya. Interferensi menghasilkan suatu
pola interferensi terang-gelap-terang-gelap. Secara prinsip interferensi
merupakan proses superposisi gelombang / cahaya. Intensitas medan di suatu
titik merupakan jumlah medan-medan yang bersuperposisi.
Interferensi cahaya merupakan perpaduan atau lebih sumber cahaya
sehingga menghasilkan keadaan yang lebih terang (interferensi maksimum) dan
keadaan yang gelap (interferensi minimum).syarat terjadinya interferensi cahaya
adalah cahaya yang koheren.
Ketika kedua gelombang yang berpadu sefase (beda fase= 0, 2?,
4?,… atau beda lintasan = 0, ?, 2?, 3?, …) terjadi interferensi konstruktif
(saling menguatkan).gelombang resultan memiliki amplitude maksimum.ketika kedua
gelombang yang berpadu berlawanan fase (beda fase = ?, 3?, 5?, … atau beda
lintasan = 1/2?, 3/2?, 5/2?,….) terjadi inetrferensi destruktif (saling
melemahkan).gelombang resultan memiliki amplitude napatkan garis nol.
Interferensi yang menguatkan akan menghasilkan pola terang dan interferensi
saling melemahkan akan menghasilkan pola gelap. Pada interferensi maksimum pada
layar didapatkan garis terang apabila beda jalan cahaya antara celah merupakan
bilangan genap dari setengah panjang gelombang, sedangakan interferensi minimum
pada layar didapatkan garis gelap apabila beda jalan antara kedua berkas cahaya
merupakan bilangan ganjil dari setengah panjang gelombang.
Interferensi
dari Amplitudo
Interferensi ini
terjadi karena gelombang cahaya atau sinar terefleksi dan terefraksi pada batas
antara 2 media yang berbeda indeks biasnya. Sinar datang terefleksi dan
terrefraksi komponennya dari pemisahan gelombang dan melalui perbedaan lintasan
optik. Gelombang-gelombang tersebut berinterferensi ketika berkombinasi
(superposisi).
Pertama kita
mempertimbangkan efek interferensi yang dihasilkan dari pembagian amplitudo.
Pada gambar 2.4 sebuah sinar monokromatik dengan panjang gelombang ? di udara
datang dengan sudut i pada bidang paralel lempengan suatu material dengan tebal
t dan indeks bias n > 1. sinar tersebut mengalami pantulan parsial dan
pembiasan pada bagian atas permukaan. Sebagian pembiasan cahaya dipantulkan
dari bagian permukaan bawah dan muncul paralel ke pemantulan pertama dengan
beda fase ditemukan dari perbedaan panjang lintasan optis yang dilalui pada
material. Sinar paralel ini bertemu dan berinterferensi pada keadaan tak
terbatas tetapi mereka mungkin dibawa menuju fokus dengan lensa.
Interferensi merupakan gejala superposisi gelombang.
Interferensi konstruktif terjadi jika kedua gelombang mempunyai
fasa yang sama sedangkan interferensi destruktif terjadi jika kedua gelombang
mempunyai beda fasa sebesar π.
Beda fasa dua gelombang yang bersuperposisi di suatu tempat
dapat terjadi karena perbedaan jarak tempuhnya meskipun pada sumbernya keduanya
sefasa.
Bila beda fasa dua gelombang di suatu tempat terjadi karena
perbedaan panjang lintasan yang ditempuh oleh masing-masing gelombang,
maka
Agar interferensi konstruktif/destruktif dapat terjadi terus
menerus di suatu tempat, maka sumber-sumber. gelombangnya harus menghasilkan gelombang yang koheren. Dua gelombang
dikatakan koheren jika beda fasanya tetap.
Cahaya juga merupakan gelombang (yaitu gelombang EM) sehingga
prinsip superposisi linear juga berlaku pada cahaya. Fenomena interferensi konstruktif dan
destruktif) juga dapat ditemui pada gelombang cahaya.
Interferensi celah ganda (percobaan Young)
Untuk menghasilkan dua gelombang yang sefasa (koheren),
digunakan satu sumber cahaya monokromatik yang dilewatkan pada dua celah
sempit.
Kedua celah S1 dan S2 masing-masing bertindak sebagai sumber
yang koheren. Pola interferensi
konstruktif-destruktif yang bergantian dapat diamati pada layar.
Adanya pola interferensi disebabkan karena superposisi dua
gelombang yang menempuh jarak berbeda untuk mencapai suatu titik pada layar.
Penentuan posisi terang-gelap pada layar dapat dilakukan dengan menganggap
jarak layar dari celah sangat besar (dibandingkan jarak antara kedua celah).
Dengan anggapan ini, maka kedua berkas dapat dianggap sejajar.
Jika kedua berkas dianggap sejajar, maka beda panjang lintasan
keduanya adalah
Interferensi maksimum (interferensi konstruktif) yang
menghasilkan pola terang di layar terjadi jika beda panjang lintasan antara
kedua gelombang merupakan
kelipatan bilangan bulat dari panjang gelombang
Sedangkan interferensi minimum (interferensi destruktif) yang
menghasilkan pola gelap terjadi jika beda panjang lintasan antara kedua
gelombang adalah
Misalkan bentuk gelombang dari sumber 1 di suatu posisi pada
layar adalah E1=Acos(ωt) sedangkan akibat gelombang dari sumber 2 adalah
E2=Acos(ωt + ϕ).
Plot intensitas pola interferensi dua celah
Interferensi lapisan tipis
Cahaya monokromatik yang dikenakan pada suatu permukaan lapisan
tipis
dapat menunjukkan fenomena interferensi. Hal ini terjadi karena ada beda
fasa antara berkas cahaya yang langsung dipantulkan (berkas 1)
dengan cahaya yang mengalami pembiasan lebih dulu (berkas 2).
Perbedaan fasa antara berkas 1 dan 2 disebabkan adanya beda
panjang lintasan dan juga karena pembalikan fasa saat gelombang dipantulkan
oleh
medium yang lebih rapat. Analoginya seperti gelombang tali
Gelombang yang menjalar dari suatu medium menuju medium yang
lebih rapat akan mengalami pemantulan oleh medium yang lebih rapat dan
mengalami perubahan fasa sebesar π. Sedangkan gelombang yang menjalar dari
suatu medium menuju medium yang kurang rapat tidak mengalami perubahan fasa.
Misalkan fasa berkas gelombang datang adalah ϕ, maka berkas
gelombang 1
mempunyai fasa yang berubah
karena adanya pemantulan dari medium yang kurang rapat (n1) ke medium yang
lebih rapat (n2).
Fasa gelombang 1 adalah ϕ1
= π + ϕ
Sedangkan berkas gelombang 2 fasanya berubah karena adanya
perbedaan lintasan tempuh. Jika θ ≈ 0,
maka beda panjang lintasan yang ditempuh
berkas gelombang 2 dibandingkan berkas gelombang 1 adalah 2t.
Beda panjang lintasan ini menimbulkan beda fasa sebesar
Interferensi maksimum (konstruktif) terjadi jika beda fasa total
tersebut sama dengan bilangan bulat dikalikan dengan 2π.
Interferensi minimum (destruktif) terjadi jika beda fasa total
sama dengan setengah bilangan bulat dikalikan dengan 2π.
Interferensi
merupakan perpaduan/interaksi dua atau lebih gelombang cahaya dapat
menghasilkan suatu pola yang teratur terang-gelap. Intererensi adalah hasil
kerja sama dua gelombang atau lebih yang bertemu pada satu titik di dalam ruang
dan menimbulkan fenomena fisikyang dapat diamati.
Ketika
dua gelombang yang koheren menyinari/melalui dua celah sempit, maka akan
teramati pola interferensi terang dan gelap pada layar. Jarak tempuh cahaya
yang melalui dua celah sempit mempunyai perbedaan (beda lintasan), hal ini yang
menghasilkan pola interferensi.
Interferensi Maksimum (Konstruktif):
Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dengan nol atau bilangan bulat kali panjang gelombang λ
d sin θ = m λ; m = 0, 1, 2 ……….
Bilangan m disebut orde terang . Untuk m = 0 disebut terang pusat, m = 1 disebut terang ke-1 dst.
Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l, dengan demikian :
pd/l = m λ
dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang.
Interferensi Minimum (Destruktif):
Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gelombang 180 derajad, yaitu jika selisih lintasannya sama dengan bilangan bulat kali setengah panjang gelombang λ
d sin θ = (m – ½ )λ; m = 1, 2, 3 …………
Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke 0. Untuk m = 1 disebut gelap ke-1 dst.
Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka:
pd/l = (m – ½ )λ
dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang.
Jarak antara dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap berurutan. Jika jarak itu disebut Δp, maka :
Δp d = λ l
Interferensi Dua Berkas (Film Dielektrik)
Efek interferensi juga dapat diamati pada lembaran tipis material dielektrik dengan ketebalan dalam rentang nanometer – centimeter. Contoh : lapisan film di kacamata, kaca helm, dan lain-lain.
Karena (AB) = (BC) = d/cos θ, maka :
Δ = 2 nf d cos θt
Interferensi maksimum terjadi jika beda fasenya = 2mπ, maka :
d cos θt = (2m + 1) λf/4 ; λf = λ0/nf
Interferensi minimun terjadi jika beda fasenya = (2m + 1)π, maka :
d cos θt = 2m λf/4 ; λf = λ0/nf
Interferensi pada Lapisan Sabun (Wedge Shaped Film)
Ketika cahaya dipantulkan dari buih sabun atau dari layar tipis dari minyak yang mengambang dalam air terlihat bermacam-macam warna. Hal ini akibat pengaruh inteferensi antara dua gelombang cahaya yang dipantulkan pada permukaan yang berlawanan dari lapisan tipis larutan sabun atau minyak.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar