LAPORAN EKSPERIMEN INTERFEROMETER MICHELSON PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN INTERFEROMETER MICHELSON Disusun Oleh: Nafisa Tri Septian 15330033 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS PGRI SEMARANG Oktober, 2018 A. JUDUL PERCOBAAN Interferometer Michelson B....

Description

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN INTERFEROMETER MICHELSON

Disusun Oleh: Nafisa Tri Septian 15330033

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS PGRI SEMARANG Oktober, 2018

A. JUDUL PERCOBAAN Interferometer Michelson B. TUJUAN Menentukan panjang gelombang dari cahaya yang digunakan C. DASAR TEORI Pada tahun 1881, 78 tahun setelah Young mengenalkan eksperimen dua celahnya, A.A. Michelson merancang dan membangun sebuah interferometer dengan menggunakan prinsip serupa. Awalnya Michelson merancang interferometernya sebagai alat untuk menguji keberadaan eter, media yang dihipotesiskan dimana cahaya disebarkan. Karena sebagian upayanya, eter tidak lagi dianggap sebagai hipotesis yang layak. Tapi di luar ini, interferometer Michelson telah menjadi instrumen yang banyak digunakan untuk mengukur panjang gelombang cahaya, karena menggunakan panjang gelombang sumber cahaya yang diketahui untuk mengukur jarak yang sangat kecil, dan untuk menyelidiki media optik.

Gambar 1 menunjukkan diagram interferometer Michelson. Sinar cahaya dari laser menyerang pemisah balok, yang mencerminkan 50% cahaya kejadian dan mentransmisikan 50% lainnya. Sinar kejadian dipecah menjadi dua balok; satu balok ditransmisikan ke cermin bergerak (M1), yang lain dipantulkan ke cermin tetap (M2). Kedua cermin merefleksikan cahaya langsung kembali ke balok-balok. Setengah cahaya dari M1 tercermin dari balok-pemisah ke layar tampilan dan setengah cahaya dari M2 ditransmisikan melalui pemisah balok ke layar tampilan.

by nafisatriseptian

1

Dengan cara ini sinar asli dipecah, dan sebagian balok yang dihasilkan dibawa kembali. Karena balok berasal dari sumber yang sama, fasa mereka sangat berkorelasi. Bila lensa ditempatkan di antara sumber laser dan balok-balok, sinar cahaya menyebar, dan pola interferensi cincin gelap dan terang, atau pinggiran, terlihat pada layar tampilan (Gambar 2). Karena dua balok cahaya yang mengganggu dipecah dari balok awal yang sama, awalnya pada fase awal. Fase relatif mereka ketika mereka bertemu pada setiap titik pada layar tampilan, oleh karena itu, bergantung pada perbedaan panjang jalur optik mereka dalam mencapai titik itu. Dengan memindahkan M1, panjang jalur salah satu balok bisa bervariasi. Karena balok melintasi jalur antara M1 dan balok-pemisah dua kali, memgerakkan M1 1/4 panjang gelombang di dekat balok-pemisah akan mengurangi jalur optik balok itu sebesar 1/2 panjang gelombang. Pola interferensi akan berubah; jari-jari maxima akan berkurang sehingga sekarang mereka menempati posisi minima terdahulu. Jika M1 dipindahkan 1/4 panjang gelombang tambahan lebih dekat ke balok-splitter, jari-jari maxima akan kembali dikurangi sehingga posisi minimum dan minima trading, namun pengaturan baru ini tidak dapat dibedakan dari pola aslinya. Dengan perlahan memutar cermin jarak yang diukur dm, dan menghitung m, berapa kali pola pinggiran dikembalikan ke keadaan aslinya, panjang gelombang cahaya (λ) dapat dihitung sebagai: 2𝑑𝑚 𝜆= 𝑁 Jika panjang gelombang cahaya diketahui, prosedur yang sama dapat digunakan untuk mengukur dm D. LANGKAH PERCOBAAN 1. Mengatur dan Menyelaraskan Laser a. Tetapkan dasar interferometer di atas meja lab dengan kenop mikrometer yang mengarah ke arah Anda. b. Posisikan bench alignment laser ke kiri dasar kira-kira tegak lurus terhadap dasar interferometer dan letakkan laser di bangku cadangan.

by nafisatriseptian

2

c. Amankan cermin bergerak di lubang tersembunyi di dasar interferometer. d. Balikkan laser. Dengan menggunakan sekrup penyamarataan di bangku cadangan, atur tingginya sampai sinar laser kira-kira sejajar dengan bagian atas dasar interferometer dan pegang cermin bergerak di tengahnya. (Untuk memeriksa apakah balok sejajar dengan alasnya, letakkan selembar kertas di jalur balok, dengan tepi kertas mengarah ke dasar. Tandai tinggi balok di atas kertas. Dengan menggunakan selembar kertas, periksa bahwa tinggi balok sama di kedua ujung bangku.) e. Sesuaikan posisi X-Y laser hingga balok dipantulkan dari cermin bergerak kembali ke aperture laser. Hal ini paling mudah dilakukan dengan perlahan menggeser bagian belakang laser yang melintang ke sumbu bangku pelurus. 2. Mengatur Model Michelson a. Mensejajarkan dasar laser dan interferometer seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Sinar laser harus kira-kira sejajar dengan bagian atas pangkal, harus memusatkan bagian cermin bergerak, dan harus dipantulkan kembali ke dalam aperture laser. b. Memasang cermin yang dapat disesuaikan pada dasar interferometer. Posisikan satu komponen dudukan di depan laser. Letakkan dudukan komponen lainnya di seberang cermin yang dapat disesuaikan dan lampirkan layar tampilan ke bantalan magisnya. c. Memposisikan balok-splitter pada sudut 45 derajat ke sinar laser, di dalam tanda tanaman, sehingga sinar dipantulkan ke cermin tetap. Sesuaikan sudut pemecah balok sesuai kebutuhan sehingga sinar yang dipantulkan menyentuh cermin tetap di dekat pusatnya. d. Sekarang ada dua titik terang di layar tampilan; satu set berasal dari cermin tetap dan yang lainnya berasal dari cermin bergerak. Setiap rangkaian titik harus mencakup titik terang dengan dua atau lebih titik kecerahan yang lebih rendah (karena banyak pantulan). Sesuaikan sudut pemisah balok lagi sampai dua set titik sedekat mungkin, lalu kencangkan pengikat kecil untuk menahan pemisah balok. e. Dengan menggunakan thumbscrews di bagian belakang cermin yang dapat diatur, atur kemiringan cermin sampai dua titik pada layar tampilan bertepatan. f. Kompensator tidak diperlukan untuk menghasilkan interferensi interferensi saat menggunakan sumber cahaya laser. Namun, jika Anda ingin menggunakan kompensator, ia memasang tegak lurus terhadap balok-balok, seperti yang ditunjukkan. g. Memasang lensa FL 18 mm ke bantalan magnetis komponen di depan laser, seperti yang ditunjukkan, dan sesuaikan posisinya sampai sinar divergen terpusat pada balok-pemotong. Anda sekarang

by nafisatriseptian

3

harus melihat pinggiran melingkar di layar tampilan. Jika tidak, dengan hati-hati pasang kemiringan cermin yang dapat disesuaikan sampai pinggirannya membungkuk. h. Jika Anda mengalami kesulitan mendapatkan pinggiran, lihat Trouble-Shooting di akhir bagian ini. 3. Pengukuran Panjang Gelombang a. Mengatur laser dan interferometer sehingga dapat melihat dengan jelas fringes melingkar. b. Mengatur knob mikrometer sehingga lengan levernya kira-kira parallel dengan sisi dasar introferometer. Dalam posisi ini hubungan antara rotasi knob dan pergerakan cermin mendekati linear. c. Memutar knob micrometer satu putaran penuh arah counterclockwise. Memutar hingga angka nol pada knob terarah dengan tanda indeks. Mengabaikan backlash yang terjadi ketika memutar reverse. d. Menandai rujukan pada kertas diantara dua fringes. e. Memutar pelan knob mikrometer counterclockwise. Menghitung jumlah fringes yang melewati tanda rujukan tadi. Menghitung hingga 20 fringes. Kemudian mengulangi percobaan sebanyak 7 kali. f. Mencatat berapa jarak pergeseran cermin yang bergerak kea rah beamsplitter dari knob micrometer, kita menyebutnya dm. g. Mencatat jumlah fringes yang melewati rujukan tadi, kita menyebutnya m. h. Menghitung panjang gelombang laser dengan rumus λ = 2dm/m . Menghitung error percobaan. i. Menghitung persentasi perbedaan panjang gelombang antara pengukuran dengan laser yang tertera dalam spesifikasi alat. E. DATA HASIL PENGAMATAN Rumus: 2𝑑 (1) 𝜆= 𝑚 𝑁

No

N

1 2 3 4 5 6 7

20 20 20 20 20 20 20

𝑑 (m) 0,14x10-6 0,14x10-6 0,14x10-6 0,15x10-6 0,15x10-6 0,14x10-6 0,14x10-6

𝜆(m) 0,014x10-6 0,014x10-6 0,014x10-6 0,015x10-6 0,015x10-6 0,014x10-6 0,014x10-6

F. ANALISIS DATA Pada percobaan interferometer diperoleh data hasil panjang gelombang menggunakan persamaan (1).

by nafisatriseptian

4

Tabel.1 panjang gelombang No 1 2 3 4 5 6 7

N 20 20 20 20 20 20 20 Rata-rata

d (m) 0,14x10-6 0,14x10-6 0,14x10-6 0,15x10-6 0,15x10-6 0,14x10-6 0,14x10-6

Panjang gelombang (m) 0,014x10-6 0,014x10-6 0,014x10-6 0,015x10-6 0,015x10-6 0,014x10-6 0,014x10-6 0,014 x 10-6

Sedangkan persentase error sebagai berikut: Persentase error yang diperoleh berdasarkan data hasil pengamtan adalah 45%.

G. PEMBAHASAN Pada praktikum interferometer michelson yang dilakukan bertujuan menghitung panjang gelombang. Alat ini memanfaatkan prinsip interferensi yang terjadi pada cahaya yang pada interferometer terjadi karena adanya penggabungan cahaya hasil refleksi dan transmisi olsh beam spliter pada interferometer. Panjang gelombang dapat dihitung melalui persamaan (1) dengan dm adalah pergeseran cermin hingga mencapai 25 pergeseran skala mikrometer dan N adalah banyaknya gelombang yang terbentuk selama melakukan pergeseran cermin. Berdasarkan hasil data pengamatan, panjang gelombang yang diperoleh berkisar 0,014x10-6 m sampai 0,015 x10-6 m . Nilai tersebut jika dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya sesuai dengan teori berkisar 650 nm. Data yang diperoleh dari pengamatan memiliki selisih yang besar dibandingkan dengan teori. Ditinjau dari data bahwa semakin banyak gelombang yang terbentuk maka semakin kecil panjang gelombangnya, begitu juga sebaliknya.

by nafisatriseptian

5

Presentase eror yang diperoleh bernilai 45 %. Hal tersebut bisa terjadi dikarenakan saat pemutaran mikrometer terhadap pola string yang terbentuk pada layar pengamat yang bisa saja berlebih 0,1 mm.

H.

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja interferometer michelson yaitu jika beda lintasan optik akan membentuk suatu cincin atau frinji yang menggunakan prinsip pemisahan dan penyatuan gelombang monokromatik. panjang gelombang yang diperoleh berkisar 0,014x10-6 m sampai 0,015 x10-6 m . Nilai panjang gelombang sesuai dengan teori berkisar 650 nm. Ditinjau dari data bahwa semakin banyak gelombang yang terbentuk maka semakin kecil panjang gelombangnya, begitu juga sebaliknya.

I.

DAFTAR PUSTAKA Giancoli, Douglas. 2001. Fisika Dasar Jilid 2 Edisi 5 (terjemahan). Erlangga: Jakarta. Halliday, Resnick. 1994. Fisika Jilid 2 Edisi 3 (terjemahan). Jakarta: Erlangga.

by nafisatriseptian

6

Lampiran...