fisika asik

fisika  asik

Selasa, 28 Februari 2012

Praktikum fisika

Laporan Percobaan Interferometer Michelson

I.              Tujuan percobaan
Tujuan dari percobaan Interferometer Michelson adalah sebagai berikut:
1.        Untuk mempelajari prinsip kerja interferometer.
2.        Untuk menentukan panjang gelombang cahaya berdasarkan pola-pola interferensi (fringers) yang teramati.

II.           Dasar teori
Seberkas cahaya dapat dimoddelkan seperti osilasi medan listrik dan medan magnet. Apabila dua atau lebih berkas cahaya bertemu dalam ruang medan-medan ini akan terpadu sesuai asas superposisi tersebut. Apabila sumber-sumber cahaya berbeda maka akan mengalami kesulitan untuk mengamati peristiwa superposisi tersebut. Hal ini disebabkan karena mata kita tidak mampu mengamati perubahan yang terjadi sebagai akibat setiap terjadinya perpindahan titik tempat terjadinya superposisi maksimum. Namun, jika sumbernya sama, biasanya akan diperoleh beberapa tingkatan korelasi antara osilasi frekuensi dan fase. Kombinasi medan akan menghasilkan bintik cahaya yang teramati dalam ruang bila fase sama, dan pada tempat lain di dapat bintik gelap jika fase berlawanan.
Thomas Young yang memperkenalkan metode ini untuk menghasilakan pola interferensi. Ia mengarahkan seberkas sinar melalui lubang sempit yang jatuh pada dua celah sempit. Seberkas cahaya dimodelkan sebagai gelombang dari osilasi medan listrik dan medan magnet. Jika dua atau lebih berkas cahaya bertemu di dalam suatu ruang, medan-medannya dijumlahkan sesuai prinsip superposisi, yaitu pada masing-masing titik di dalam rruang, medan magnet dan medan listrik ditentukan berdasarkan penjumlahan vektor medan-medan berkas cahaya yang terpisah.
Selanjutnya pada tahun 1881 Thomas Young memperkenalkan percobaan celah ganda untuk mendapatkan pola interferensi cahaya. Selanjutnya Michelson membuat interferometer dengan prinsip kerja yang serupa dengan percobaann Thomas Young. Bagan percobaan dari Michelson dapat digambarkan seperti gambar 1.
Berkas cahaya dari laser jatuh pada pemecah cahaya (beam splitter). Cahaya yang dipecah menjadi dua, yaitu sebagian berkas akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan. Bagian yang diteruskan menuju cermin yang bisa bergerak, M1 (moveable mirror) dan berkas cahaya yang dipantulkan menuju ke cermin tetap, M2 (adjustable mirror). Kedua berkas cahaya dipantulkan oleh cermin masing-masing menuju ke beam splitter kemudian ke layar pengamat. Pada layar akan tampak bintik-bintik terang gelap. Selanjutnya jika di antara sumber laser dan beam splitter diletakan lensa maka akan tampak pada layar seperti gambar 2.


 







                                                





Gambar 1. Bagan percobaan Interferometer Michelson
Dengan mengitung banykanyya terang per satuan panjang maka dm dapat dihitung. Selanjutnya panjang gelombang sinar laser dapat dihitung dengan persamaan:
.................................................................................................................... (1)
Dengan m menyatakan banyaknya fringers.
 







Gambar 2. Fringers
III.        Alat dan bahan
Alat yang diperlukan dalam percobaan Interferometer Michelson adalah satu set alat interferometer dengan komponen-komponen sebagai berikut:
1.      Mikrometer sekrup dengan landasan permanen.
2.      Cermin yyang bisa diatur.
3.      Cermin yang bisa digerakan.
4.      Beam splitter.
5.      Pemegang komponen.
6.      Layar pengamat.
7.      Lensa f = 18 cm.
8.      Sinar laser dan landasannya.
IV.        Langkah-langkah percobaan
Langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan Interferometer Michelson adalah:
1.      Menyusun alat seperti gambar 1.
2.      Mengatur posisi laser sehingga berkas cahayanya mendekati paralel dengan landasan percobaan dan jatuh kira-kira di tengah-tengah cermin yang bisa bergerak M1. Berkas harus terpantul dan masuk lagi ke tempat sinar laser keluar.
3.      Selanjutnya meletakan cermin yang bisa diatur dan beam splitter pada tempatnya. Mengatur beam splitter agar membentuk sudut 450 dengan berkas sinar. Atau menaruh beam splitter agar cahaya jatuh dekat tengah-tengah cermin tetap.
4.      Pada layar akan tampak dua set bintik. Satu set bintik datang dari M2 sehingga pada layar teramati bintik yang jelas.
5.      Memasang lensa pada kedudukannya di depan laser. Mengamati layar, akan ttampak beberapa pola melingkar (circular fringers).
6.      Menghitung banyaknya fringers untuk suatu pergeseran M1. Melakukan percobaan sebanyak lima (5) kali.
7.      Mencatat data hasil percobaan pada jurnal percobaan.




V.           Teknik analisis data
Untuk dapat menganalisis data, terutama untuk mennetukan panjang gelombang sinar laser digunakan persamaan (1). Namun dalam perhitungan ini, persamaan (1) menjadi  dan digunakan untuk mengitung masing-masing pangjang gelombang sinar laser pada tiaptiap nomor percobaan.
Karena percobaan dilakukan secara berulang, maka:
........................................................................................................................... (2)
............................................................................................................................. (3)
Sedangkan ketidakpastian percobaan dihitung dengan
................................................................................................................. (4)
Sedangkan kesahalan relatif, KR ditentukan dengan rumus:
............................................................................................................ (5)
Keakhuratan hasil percobaan ditentukan dengan persamaan:
............................................................................... (6)

VI.        Data hasil percobaan
Data hasil percobaan interferometer michelson adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Data hasil percobaan
No
dm (µm)
m
1
2
8
2
4
14
3
6
19
4
8
25
5
10
30





VII.     Analisis data
Sebelum dilakukan analisis hasil percobaan, maka perlu dibuat tabel analisis data.
Tabel 2. Analisis data percobaan
No
dm (µm)
m
1
2
8
0,5
-0,102
0,010391
2
4
14
0,57
-0,030
0,000931
3
6
19
0,63
0,030
0,000931
4
8
25
0,64
0,038
0,001449
5
10
30
0,67
0,065
0,00419
Jumlah


3,010

0,017839
Rata-rata


0,602




§  Menghitung 
§  Menghitung 
§  Menghitung 
§  Menghitung 
§  Menghitung 

§  Menentkan  
§ 
·         Menentukan  dan
·         Menentukan KR
·         Menentukan keakhuratan

VIII.  Hasil dan pembahasan
§  Hasil analisis
Dari hasil analisis maka didapatkan hasil percobaan sebagai berikut:
1.      Panjang gelombang sinar laser
2.      Kesalahan relatif hasil percobaan
3.      Keakhuratan hasil percobaan

§  Pembahasan
Kendala-kendala dalam percobaan
1.      Set alat yang telah ditentukan berubah, sehingga diperlukan waktu yang cukup lama untuk menset alat kembali. Hal ini diatasi dengan meminta bantuan kepada laboran untuk menset alat interferometer tersebut.
2.      Kesulitan dalam membaca perubahan fringers yang terjadi ketika micrometer diputar.
3.      Kesulitan dalam mengarahkan sinar laser agar terbentuk ffringers yang bagus.
Kesalahan-kesalahan dalam percobaan
1.      Terjadi kesalahan paralaks, yaitu kesalahan pengamat ketika menghitung jumlah terjadinya perubahan fringers serta kesalahan ketika membaca skala micrometer.
2.      Terjadi kesalahan pada alat yaitu kalibrasi alat yang kurang tepat.
§  Jawaban pertanyaan
1.      Panjang gelombang masing-masing percobaan
§  Menghitung 
§  Menghitung 
§  Menghitung 
§  Menghitung 
§  Menghitung 

§  Panjang gelombang rata-rata
2.      Dalam menghitung panjang gelombang,  dikalikan dua karena dalam hal ini sinar laser menempuh 2 kali jarak sepanjang  yaitu ketika sinar menuju cermin yang bisa dipindahkan dan ketika sinar laser dipantulkan oleh cermin tersebut.

IX.        Kesimpulan
Dari kegiatan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa:
1.      Prinsip kerja interferometer adalah sebagai berikut:
Jika berkas cahaya dari laser jatuh pada pemecah cahaya (beam splitter). Cahaya akan dipecah menjadi dua, yaitu sebagian berkas akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan. Bagian yang diteruskan menuju cermin yang bisa bergerak, M1 (moveable mirror) dan berkas cahaya yang dipantulkan menuju ke cermin tetap, M2 (adjustable mirror). Kedua berkas cahaya dipantulkan oleh cermin masing-masing menuju ke beam splitter kemudian ke layar pengamat. Pada layar akan tampak bintik-bintik terang-gelap. Selanjutnya jika di antara sumber laser dan beam splitter diletakan lensa maka pada layar akan tampak fringers.
2.      Panjang gelombang sinar laser adalah
Kesalahan relatif hasil percobaan
Keakhuratan hasil percobaan

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Pengikut