Laporan Praktikum Fisika Modern-INTERFEROMETER MICHELSON-Fisika-FMIPA-UM PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA MODERN JUDUL PRAKTIKUM INTERFEROMETER MICHELSON OLEH: NAMA : THATHIT SUPRAYOGI NIM : 130322615513 OFFERING : N-2 KELOMPOK : 11 HARI/TANGGAL : 21 Oktober 2015 PEMBIMBING : Dr. HARI WISODO, M. Si LABORATORIUM FISIKA MODERN JURUSAN FISIKA FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MALANG 2015 LA...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA MODERN JUDUL PRAKTIKUM INTERFEROMETER MICHELSON

OLEH:

NAMA NIM OFFERING KELOMPOK HARI/TANGGAL PEMBIMBING

: THATHIT SUPRAYOGI : 130322615513 : N-2 : 11 : 21 Oktober 2015 : Dr. HARI WISODO, M. Si

LABORATORIUM FISIKA MODERN JURUSAN FISIKA FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MALANG 2015

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA MODERN INTERFEROMETER MICHELSON

A. TUJUAN 1. Memahami cara kerja interferometer Michelson 2. Mengukur panjang gelombang sinar Laser He-Ne B. DASAR TEORI Layar

A

Terang

B

Pusat

Pola Gelap-Terang-Gelap-Terang Pada Layar

Interferensi terjadi dengan syarat ada dua sumber gelombang yang saling kohoren. Pada gambar di atas, sumber gelombang A dan B mengalami interferensi, apabila di depan kedua sumber gelombang yang berinterferensi tersebut diletakkan layar, maka akan terbentuk pola gelap-terang-gelap-terang pada layar, yang ditunjukkan gambar di samping. Fenomena inilah yang nantinya kita lihat pada percobaan Michelson. Untuk menentukan berapa panjang gelombang sinar Laser HeNe, kita menghitung berapa perubahan pola gelap-terang. Alat yang digunakan disebut Interferometer.

Set Percobaan Interferometer Michelson

Interferometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur panjang atau perubahan panjang dengan ketelitian yang sangat tinggi berdasarkan garis-garis interferensi. Pada percobaan Interferometer Michelson cahaya dari sebuah Laser dijatuhkan pada cermin separuh mengkilat M, cermin tersebut memiliki lapisan perak yang tebalnya hanya cukup untuk merefleksikan sebagian cahaya yang datang dan meneruskan sebagian lagi. Di M cahaya terbagi menjadi dua bagian. Yang satu oleh transmisi menuju cermin M1, yang lain oleh refleksi menuju ke M2. Oleh masingmasing cermin kedua sinar ini direfleksikan kembali ke arah datangnya. dan akhirnya masuk ke mata. Karena keduanya berasal dari satu sumber yaitu Laser, maka keduanya saling koheren dan dapat berinterferensi. Jika cermin M1 dan M2 benar-benar tegak lurus satu dengan lainnya, efeknya sama saja dengan cahaya dari Laser jatuh pada lapisan udara yang tebal. Diantara kaca, yang ketebalannya adalah d2 – d1. Garis-garis interferensi akan tampak, sebagai akibat adanya perubahan sudut datang yang sangat kecil dari cahaya yang berasal dari titik lain pada Laser dan jatuh pada lapisan udara yang sama. Untuk lapisan tebal, selisih lintasan sebesar satu panjang gelombang dapat ditimbulkan oleh perubahan sudut datang yang sangat kecil. Pergeseran M2 ke belakang atau ke depan sama akibatnya dengan pengubahan lapisan udara. Andaikari pusat dari pola garis interferensi yang terjadi kelihatan terang. Bila M2 digeser sedemikian rupa sehingga cicin terang pertama menjadi pusat pola, maka lintasan cahaya yang menumbuk M2 telah berubah sebesar satu panjang gelombang. Karena cahaya dua kali (bolak-balik) melalui lapisan udara yang sama, maka berarti cermin M2 mundur sejauh setengah panjang gelombang. lnterferometer dapat digunakan mengukur selisih panjang gelombang dengan menghitung banyaknya garis interferensi yang melalui medan pandangan ketika cermin M2 digeser. Pengukuran panjang gelombang dengan cara ini akan sangat teliti, jika jumlah garis yang dihitung sangat banyak. Syarat terang pada interferensi : S  n ........................................ (1) Dimana n = jumlah perubahan cincin terang-gelap (gelap-terang),  = panjang gelombang Laser dan S  2 M 2  M 2 =perubahan panjang lintasan cahaya. '

Dengan demikian,

2 M 2  M 2 =n  , Jadi: '



 2M2  M2 n

……………………….. (2)

C. ALAT DAN DESAIN Set alat lengkap seperti ditunjuk pada gambar 1. Set-up Interferometer Michelson 2. Laser He-Ne 3. Layar putih atau kertas

D. PROSEDUR 1) Meletakkan Laser pada posisi yang aman (tidak mudah goyang ) dan mengarahkan cahaya Laser pada set-up percobaan Interferometer Michelson. 2) Menyalakan Laser, kemudian mengatur posisi cermin setengah mengkilat sampai berkas Laser terbelah menjadi 2 bagian yang saling tegak lurus. 3) Mengatur cermin M2 sampai terjadi bayangan di layar berbentuk cincin lingkaran. 4) Mencatat posisi M2, kemudian menggerakkan perlahan-lahan dan menghitung banyaknya perubahan pergeseran gelap-terang serta mencatat posisi M2'. Demikian seterusnya sampai mendapatkan beberapa data. E. DATA PENGAMATAN No Posisi M2 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0

Posisi M2’ 2 3 4 5 6

N 6 8 12 14 18

F. ANALISIS DATA Panjang gelombang dari cahaya Laser He-Ne pada percobaan Interferometer Michelson dihitung dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (Regresi linier). Sesuai

dengan persamaan (2) yaitu n  y  a  bx sehingga n sebagai y ,

2

 M2  M2

2

2

  M M

dengan pemodelan persamaan linier

sebagai x, dan gradient garis/slope (b) adalah

2   dengan a=0 adalah intercept. Sehingga didapat hasil sebagai berikut 

Grafik hubungan antara Jumlah perubahan cincin terang-gelap-terang( n) dengan Perbuahan panjang lintasan cahaya (|M2'-M2|) 18

16

|M2'-M2| m

14

12

|M2'-M2| Linear Fit of |M2'-M2|

10 Equation Adj. R-Square

8

6 2

3

y = a + b*x 0.98246

a

Intercept

b

Slope

4

5

Value Standard Error -0.4 0.84853 3

6

n Ralat untuk gradient/slope sb R   100% b 0,2   100% 3  6,667% (3 Angka Penting)

Didapat nilai gradient/slope adalah 3,00  0,20  dengan ralat 6,667%

Menentukan Panjang gelombang (  ) dari Laser He-Ne, dihitung dari persamaan: 2 b  2  b 2  3,00  0,6667 m

0.2

S   

 .S b b

2

2  Sb b2 2

3,00 2

2

 0,20

2

 0,0444 m

Ralat Relatif: S R    100% 



0,0444 x100% 0,6667  6,6667 % (3 Angka Penting)

Jadi panjang gelombang (  ) dari Laser He-Ne dalam percobaan Interferometer Michelson adalah   0,667  0,044 m dengan ralat relatif sebesar 6,6667%. G. PEMBAHASAN The key component of any interferometer is a beam splitter, allowing for propagation of two separated beams over a defined path length, and finally their superposition on a detector (Hilbert: 2013). Semua interferometer memiliki komponen kunci yaitu beam spliter yang digunakan untuk memecah sinar, termasuk dalam interferometer Michelson memiliki beam spliter ini. Sehingga ketika sinar sampai ke spliter akan dipecah dan dipantulkan dengan cermin M1 dan M2 yang selanjutnya memasuki spliter lagi dan akan dibelokkan menuju detector/ layar yang akan memunculkan pola gelap-terang karena terjadi interferensi gelombang. Interferometer Michelson dapat digunkan untuk menentukan besar panjang gelombang sinar laser yang digunakan. Dalam percobaan ini digunakan sinar laser dari He-Ne sehingga dengan percobaan ini didapat hasil panjang gelombangnya sebesar   0,667  0,044 m dengan ralat relatif sebesar 6,6667%. Hasil ini memiliki perbedaan dengan panjang gelombang laser He-Ne referensi yaitu sebesar   0,6329 m sehingga

memiliki selisih sebesar 0,0341m . Perbedaan hasil panjang gelombang ini disebabkan oleh beberapa hal diantaranya sebagai berikut 1) Kurang cermat dalam menentukan n (jumlah pola gelap-terang-gelap) 2) Terlalu cepat berubah pola gelap-terang-gelap pada saat memutar Vernier sehingga kurang teramati

H. KESIMPULAN Berdasarkan percobaan Interferometer Michelson yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut. 1) Pada percobaan Interferometer Michelson terjadi interferensi berkas cahaya yang koheren dikarenakan adanya perbedaan lintasan perjalanan optik dua berkas cahaya

yang berinteraksi, sehingga membentuk pola gelap-terang-gelap-terang, apabila dua berkas cahaya tersebut tepat berinterferensi. 2) Panjang gelombang sinar dari Laser He-Ne pada percobaan Interferometer Michelson adalah   0,667  0,044 m dengan ralat relatif sebesar 6,6667%. I. DAFTAR PUSTAKA Halliday, David & Resnick, Robert. 1978. Fisika Edisi ke 3 jilid 2. Diterjemahkan oleh Panthur Silaban & Erwin Sucipto. 1990. Jakarta: Erlangga Hilbert, Vinzenz dkk. 2013. An extreme ultraviolet Michelson interferometer for experiments at free-electron lasers. The Review Of Scientific Instruments DOI: 10.1063/1.4821146 Team Pembina Mata Kuliah Fisika Modern. 2015. Petunjuk Eksperimen Fisika Modern. Malang : Jurusan Fisika FMIPA UM....