materi 9 (Difraksi)

Difraksi merupakan gejala pembelokan cahaya bila mengenai suatu celah sempit. Semakin sempit celah yang dilalui cahaya, semakin dapat menghasilkan perubahan arah penjalaran cahaya yang semakin lebar (Eka jadti dkk, 2010a: 236) penghalang misalnya tepi celah, kawat atau benda-benda lain yang bertepi tajam. Difraksi cahaya adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan gelombang oleh celah sempit sebagai penghalang (Sarojo, 2011a: 215,. ).

Disini terlihat perumusan bahwa cahaya bergerak lurus itu gagal. Penghalang ini hanya dapat meneruskan sebagian kecil dari gelombang; yang dapat melalui lubang celah dapat terus, yang lainnya berhenti atau kembali.

Cahaya masuk melalui celah yang cukup lebar akan membentuk bayangan geometris pada layar. Bagian yang terang persis sama lebar dengan panjang celah. Di luar bagian yang terang adalah bayangan geometris. Sekarang bila celah d ipersempit, maka bagian yang terang pada layar akan melebar ke daerah bayangan geometmetrisnya.

 Gejala ini hanya dapat dijelaskan dengan menggunakan teori gelombang . cahaya adalah gelombang. Efek difraksi ini kecil dan harus diperhatikan dengan sangat teliti, juga karena sumber-sumber cahaya mempunyai daerah yang luas, maka terjadi pola difraksi dari titik-titik yang lain. Selain itu, sumber-sumber yang biasa tidak bersifat manokromatik, sehingga pola dari berbagai panjang gelombang akan berimpitan.

prinsip Huygens frensel, Berunyi :

“ Setiap titik muka gelombang di celah merupakan sumber cahaya titik dari gelombang bola, sehingga muka gelombang neto pada titik-titik diluar celah adalah hasil superposisi gelombang bola yang bersumber dari titik muka gelombang muka dicelah”.

1.      Difraksi Celah Tunggal

Eksperimen celah ganda oleh Young menempatkan teori gelombang untuk cahaya pada dasar yang kuat. Tetapi penerimaan penuh hanya didapat dari studi mengenai difraksi lebih dari satu dekade setelahnya.

Untuk memahami bagian pola difraksi timbu, kita kan menganalisis kasus penting dari cahaya monokromatis yang melewati celah sempit. Kita akan menganggap bahwa berkas-berkas pararel (atau gelombang datar) dari cahaya jatuh pada celah lebar d, dan bahwa layar untuk melihatnya terletak jauh.. sebagaimana kita ketahui dari studi mengenai gelombang air dan dari prinsip Huygens, gelombang yang melewati celah menyebar ke semua arah. Kita sekarang akan meneliti bagaimana gelombang yang melewati bagian yang berbeda dari celah tersebut saling berinterferensi.

2.        Kisi Difraksi

Sejumlah besar pararel yang berjarak sama disebut kisi difraksi. Walaupun istilah “kisi interferensi” mungkin lebih sesuai. Kisi dapat dibuat dengan mesin presisi berupa garis-garis pararel yang sangat halus dan teliti di atas pelat kaca. Jarak yang tidak tergores diantara garis-garis tersebut berfungsi sebagai celah. 

Cahaya putih yang terdiri dari panjang-panjang gelombang dari 400nm sampai 750nm menimpa kisi yang berisi 4000 garis/cm. Tunjukkan bahwa warna biru pada λ = 450nm dari spektrum orde ketiga bertumpuan denga merah pada 700 nm dengan orde kedua.

Penyelesaian              jarak kisi adalah d = (1 / 4000)cm = 2,5 x 10^-6m. Biru dengan orde ketiga terjadi pada sudut Ө yang dinyatakan dengan

Sin Ө =  = ( )m = 0,540.

Merah pada orde kedua terjadi pada

Sin Ө =  = ( )m = 0,560.