BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Interferensi
merupakan perpaduan dua gelombang yang datang bersamaan pada suatu tempat.
Interferensi terjadi ketika dua buah gelombang datang bersama pada suatu tempat.
Interferensi oleh
lapisan tipis merupakan dasar dari interferometer Michelson, Diciptakan oleh
seorang Amerika, Albert A. Michelson.
Hasil karya Michelson yang sangat
penting ini diperolehnya pada tahun 1887 sebagai hasil kerja sama dengan Edward
Morley, yaitu eksperimen pengukuran gerak bumi melalui “eter”. percobaan
Michelson Morley
mengkonfirmasikan bahwa ini benar, dan bahwa cahaya memerlukan waktu yang sama
untuk perjalanan setiap jalur. Ini adalah prinsip umum, dan merupakan penyebab
prinsip Albert Einstein tentang relativitas khusus. Hal ini memungkinkan Albert
Einstein untuk mendalilkan bahwa kecepatan cahaya selalu diukur akan sama,
karena ini adalah benar.
Pada kesempatan ini dilakukan
percobaan “Interferometer Michelson” guna untuk mengetahui cara kerja dari alat
Inferometer, sekaligus dapat melihat bentuk princing yang terbentuk. Serta
membandingkannya dengan hasil Teori yang ada. Dan yang paling penting adalah
membuktikan hasil karya Michelson.
1.2 TUJUAN PERCOBAAN
1. Dapat
merangkai komponen interferometer dengan tepat sehingga menghasilkan sebuah perincing.
2 Mengamati
princing-princing yang terbentuk.
3 Membandingkan
bentuk princing yang terbentuk dengan teori.
BAB
II
DASAR
TEORI
PERCOBAAN
MICHELSON-MORLEY
Gambar 1: Data dari percobaan the
Michelson-Morley
Percobaan Michelson-Morley, salah satu percobaan paling penting dan masyhur dalam sejarah fisika, dilakukan pada tahun 1887 oleh Albert Michelson dan Edward Morley di tempat yang sekarang menjadi kampus Case Western Reserve
University. Percobaan ini dianggap sebagai petunjuk pertama terkuat untuk menyangkal
keberadaan ether sebagai medium gelombang cahaya. Percobaan ini juga telah
disebut sebagai "titik tolak untuk aspek teoretis revolusi ilmiah
kedua". Albert Michelson dianugerahi hadiah Nobel fisika tahun 1907 terutama untuk
melaksanakan percobaan ini.
Dalam percobaan ini
Michelson dan Morley berusaha mengukur kecepatan planet Bumi terhadap ether, yang
pada waktu itu dianggap sebagai medium perambatan gelombang cahaya. Analisis terhadap
hasil percobaan menunjukkan kegagalan pengamatan pergerakan bumi terhadap
ether.
Interferensi
oleh film (lapisan) tipis merupakan dasar dari interferometer Michelson (gambar
2). Diciptakan oleh seorang Amerika, Albert A. Michelson. Cahaya monokromatik
dari satu titik pada sumber yang dipanjangkan terlihat menimpa cermin yang
setengahnya dilapisi perak Ms. Cermin pembagi berkas Ms ini memiliki lapisan
perak yang hanya memantulkan setengah dari cahaya yang jatuh padanya, sehingga
setengah berkas akan lewat ke cermin tetap M2, dimana berkas tersebut
dipantulkan kembali. Pada saat kembalinya, sebagian berkas 1 melewati Ms dan
mencapai mata; dan sebagian berkas 2, pada saat kembalinya, dipantulkan oleh Ms
ke mata. Jika panjang kedua lintasan sama, kedua berkas koheren yang memasuki
mata akan berinterferensi konstruktif dan akan terlihat terang.
Jika cermin yang dapat digerakkan
dipindahkan sejauh λ/4 , satu berkas akan menempuh jarak ekstra yang sama
dengan λ/2 (karena bergerak mundur maju sepanjang jarak λ/4). Dalam hal ini
kedua berkas akan berinterferensi destruktif dan akan terlihat gelap. Sementara
M1 bergerak menjauhi, akan terlihat terang (ketika perbedaan lintasan sebesar
λ), kemudian gelap, dan seterusnya.
Gambar
2: Interferometer Michelson
Pengukuran panjang yang sangat tepat
dapat dilakukan dengan inferometer. Gerakan cermin M1 menjauh λ/4 saja
menghasilkan perbedaan yang jelas antara terang dan gelap. Untuk λ = 400 nm,
ini berarti ketepatan 100 nm atau 10-4 mm. Jika cermin M1 dimiringkan sedikit,
rangkaian titik terang dan gelap akan terlihat menggantikan serangkaian
pinggiran. Dengan menghitung jumlah pinggiran, atau sebagiannya, pengukuran
panjang yang sangat tepat dapat dilakukan.
Michelson melihat bahwa interferometer
dapat digunakan untuk menentukan panjang meter standar untuk panjang gelombang
cahaya tertentu. Pada tahun 1960, standar itu dipilih sebagai garis jingga
tertentu pada spektrum kripton-86 (atom kripton dengan massa atom 86).
Pengukuran berulang yang teliti dari meter standar yang lama (jarak antara dua
tanda pada batang platinum-iridium yang disimpan di Paris) dilakukan untuk
menetukan 1 meter sebesar 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya ini, yang
didefinisikan sebagai meter. Pada tahun 1963, meter didefenisikan kembali dalam
laju cahaya.
Sensor CCD dan Interferometer Michelson
Salah satu eksperimen yang penting untuk
menentukan difusitas adalah teknik interferensi optis. Jenis interferometer
yang cukup dikenal adalah
interferometer Michelson. Interferometer Michelson merupakan contoh perangkat
optic eksperimen interferensi yang bisa diaplikasikan untuk menentukan nilai koefisien difusi suatu larutan
berdasarkan pengamatan pergeseran fase yang terekam pada
rumbai, dengan menggunakan laser He Ne sebagai sumber cabaya. KeungguIan dari metode Interferometer Michelson ini adalah adanya
basil pergeseran dua rumbai
yang mengindikasikan pergeseran titik-titik ekstrim, yang dapat menunjukkan perbedaan beda lintasan optis. Dengan memperhatikan
pergeseran rumbai terhadap fungsi waktu, maka nilai koefisien difusi larutan transparan dapat ditentukan. Pengukuran jarak pergeseran
rumbai saat berlangsungnya proses difusi belum dapat diamati pada penelitian sebelumnya.
Salah satu aplikasi interferometer
Michelson adalah untuk menentukan nilai koefisien difusi larutan transparan
berdasarkan pengamatan pergeseran fase secara digital, yang dalam hal ini peneliti menggunakan sistem difusi
ammonium dihidrogen phosphate (NH4)H2P04, dikarenakan sistem difusi
tersebut lebih peka terhadap cahaya dibandingkan dengan penelitian sebelumnya,
harga terjangkau serta sampel tidak rusak oleh laser He-Ne.
Dalam penelitian ini, pengamatan pergeseran rumbai
memanfaatkan sensor CCD yang terdapat pada kamera digital merk PIXELS (6.6
Mpixels image files), dengan resolusi sebesar 2976 x 2232 pixels. Sensor CCD
tersebut dapat menangkap fenomena yang terbentuk. Dari basil rumbai dapat diamati pergeseran rumbai,
yang disebabkan karena perbedaan
konsentrasi pada waktu-waktu tertentu. Perbedaan beda lintasan optis dapat dilihat dari selisih jarak pergeseran rumbai antara pusat dua rumbai pada waktu-waktu tertentu. Pergeseran rumbai tersebut eqivalen dengan pergeseran titik-titik ekstrim dari waktu ke waktu selama terjadinya
proses difusi. Keunggulan dari sensor
CCD pada kamera digital ini adalah
dapat memberikan pengamatan dengan resolusi
yang tinggi.
Penelitian tentang penentuan nilai
koefisien difusi Iarutan sudah
beberapa kali dilakukan, dengan metode lain dan jenis sampel yang lain, yaitu dengan metode interferometri holografi dengan sampel sistem terner. DaIam penelitian
tersebut sistem difusi yang dipakai adalah system difusi telner yang kurang peka terhadap cahaya. Metode tersebut
masih membutuhkan kerja maksimal di Iaboratorium untuk mendapatkan nilai koefisien difusi larutan transparan, kemudian muncul
penyempurnaan untuk metode interferometri holografi tersebut dengan analisis rumbai secara digital dati rekonstruksi digital dengan bantuan teknik pemfilteran Sistem difusi yang
digunakan adalah larutan
encer, namun dalam perkembangannya dibutuhkan suatu larutan encer yang lebih
peka terhadap cahaya seperti ammonium dihidrogen phosphate yang dipakai pada penelitian ini Dengan alasan yang telah disebutkan di
atas, dibutuhkan suatu metode penentuan koefisien difusi larutan transparan
yang Iebih sederhana, lebih mudah dilakukan, dengan
menggunakan sensor kamera CCD yang terjangkau, dan bisa
menentukan perbedaan lintasan optis yang disebabkan karena perbedaan
konsentrasi pada waktu-waktu (t) tertentu. Selisih pergeseran rumbai yang
eqivalen dengan pergeseran titik-titik ekstrim inilah
yang sebenarnya diamati dalam penelitian ini, dan selanjutnya digunakan untuk menentukan nilai koefisien difusi larutan transparan.
BAB III
METODE EKSPERIMEN
3.1. Waktu dan Tempat
Hari/Tanggal : Rabu/14 Desember 2011
Waktu : 14:00
WITA - selesai
Tempat :
Laboratorium Eksperimen Fisika Dasar FMIPA
UNTAD
3.2. Alat dan Bahan
1. Papan Optis.
2.
Laser
Pointer.
3. Permukaan
bidang kaca permata.
4. Permukaan
bidang kaca kedua.
5. Kaca
pembagi sinar.
6. Lensa
divergen.
7. Layar.
3.3. Prosedur kerja
1. Merangkai komponen
interferometer seperti gambar dibawah ini :
Keterangan gambar : A. papan optik
B.
Laser poniler
C.
Permukaan bidang kaca pertama
D.
Permukaan bidang kaca kedua
E.
Kaca pembagi sinar
D.
Lensa divergen
F.
Layar
a. Tabung laser pointer
b.
Kaca pembagi sinar seperti gambar dibawah ini :
c.
Permukaan bidang kaca
2. Pengaturan
interferometer
a. Memasukkan
laser pointer metrologik ke dalam tabung laser pointer, mengatur pisisi dan
mengusahakan agar sinar yang keluar sudah sejajar.
b. Mengatur
ketinggian cermin pertama sehingga sinar pantulan laser dari cermin pertama tepat
mengenai laser pointer.
c. Memasang
kaca pembagi sinar ke U-shapped carrier dan menggeser 45o terhadap
sinar datang. Mengatur ketinggian kaca sehingga bagian sinar yang akan
ditransmisikan menembus pusat splitter dan bagian lain direfleksikan sebesar 40o.
d. Mengatur
ketinggian cermin kedua sehingga bagian lain dari kaca pembagi sinar menembus
cermin dan di pantulkan kembali oleh kaca pembagi sinar. Sinar akan diteruskan
menembus pusat lensa divergenyang membentuk dua titik terang merah
pada layar.
e. Mengatur
posisi sinar dari cermin pertama agar sinar yang menembus kaca pembagi sinar
menghasilkan dua titik terang merah tepat pada pusat lensa divergen.
f. Mengusahakan
agar kedua titik terang merah dari kaca pertama dan kaca kedua tergabung
menjadi satu pada layar sehingga akan terbentuk perincing-perincing pada layar.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil pengamatan
4.2. PEMBAHASAN
Interferensi merupakan perpaduan dua
gelombang yang datang bersamaan pada suatu tempat. Interferensi terjadi ketika
dua buah gelombang datang bersama pada suatu tempat.
DAFTAR
PUSTAKA
LEMBAR
ASISTENSI
Sukma
G 101 09 013
KELOMPOK III
|
HARI/TGL
|
CATATAN
|
PARAF
|
|
|
|
|
