Laporan Percobaan Kisi Difraksi

Sejumlah besar celah pararel yang berjarak sama adalah kisi difraksi, walaupun istilah kisi inteferensi 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 di antara garis-garis tersebut berfungsi sebagai celah. Transparansi fotografis dari kisi yang asli bisa digunakan sebagai kisi yang murah. Kisi yang berisi 10.000 garis per sentimeter adalah umum saat ini dan sangat berguna untuk pengukuran panjang gelombang dengan tepat. Kisi difraksi yang berisi celah-celah disebut kisi transmisi. Kisi pantulan juga mungkin, dapat dibuat dengan membuat garis-garis halus pada permukaan logam atau kaca dari mana cahaya dipantulkan dan dianalisis. Analisis ini pada dasarnya sama untuk kisi transmisi.

 

Analisis kisi difraksi sangat mirip dengan eksperimen celah ganda Young. Kita anggap berkas-berkas cahaya pararel jatuh pada kisi. Kita juga menganggap bahwa celah-celah tersebut cukup sempit sehingga difraksi oleh masing-masingnya menyebarkan cahaya dengan sudut yang sangat besar pada layar yang jauh di belakang kisi, dan inteferensi dapat terjadi dengan cahaya dari semua celah yang lain. Berkas cahaya yang melalui setiap celah tanpa pembelokkan (θ =0 derajat) berinteferensi konstruktif untuk menghasilkan garis terang di tengah layar. Inteferensi konstruktif juga dapat terjadi pada sudut θ sedemikian rupa sehingga berkas dari celah yang bersisian menempun jarak ekstra sejauh selisih l=perkallian orde dengan panjang gelombangnya, di mana m marupakan bilangan bulat. Dengan demikian, jika d adalah jarak antara celah, maka selisih l adalah perkalian jarak lebar antar celah dengan sin θ, dan

Sin θ= mD/λ ……..…………………………..…..(2.2)

adalah kriteria untuk mendapatkan maksimum terang dimana m=0,1,2, dan seterusnya. Persamaan ini sama dengan situasi persamaan ganda, dan kembali m disebut orde dari pola tersebut.

Bagaimanapun ada perbedaan penting antara pola celah ganda dengan banyak celah. Maksimal yang terang lebih tajam dan sempit untuk kisi. Mengapa demikian bisa dilihat sebagai berikut. Misalkan sudut θ diperbesar sedikit di atas yang dibutuhkan untuk maksimum. Pada kasus celah ganda, kedua gelombang hanya akan sedikit berbeda fase sehingga terjadi inteferensi yang hampir konstruktif. Ini berarti maksimum akan lebar. Untuk kisi, gelombang-gelombang dari dua celah yang bersisian juga tidak terlalu berbeda fase. Tetapi gelombang dari satu celah dan gelombang lain dari yang kedua yang berjarak beberapa ratus celah bisa tepat berlawanan fase, semua atau hampir semua cahaya akan saling meniadakan dengan cara ini. Sebagai contoh, misalkan sudut θ berbeda dari maksimum orde pertamanya sehingga panjang lintasan ekstra untuk sepasang celah yang bersisian tidak tepat λ tetapi 1,0010λ. Gelombang yang melalui satu celah tunggal dan gelombang lain 500 celah di bawahnya akan berbeda fase 1,500 λ atau tepat 3/2 sepasang gelombang sehingga keduanya akan saling meniadakan. Sepasang celah, satu di bawah yang dua ini, juga akan saling maniadakan. Artinya, cahaya dari celah 1 saling meniadakan dengan cahaya dari celah 501; cahay dari celah 2 meniadakan yang keluar dari celah 502, dan seterusnya. Dengan demikian bahkan dengan sudut yang kecil yang berhubungan dengan panjang lintasan ekstra 1/ 1000 λ ada inteferefsi destruktif yang banyak dan maksimum akan sangat sempit. Makin banyak garis pada sebuah kisi makin tajam pula puncaknya. Karena sebanyak kisi menghasilkan garis yang jauh lebih tajam dan lebih terang dari dua celah saja, ia merupakan alat yang lebih tepat untuk mengukur panjang gelombang.

 

 Bagi yang membutuhkan laporan percobaan kisi difraksi dapat di download disini.

Klik untuk medownload laporan kisi difraksi