Pengertian Difraksi cahaya – rumus pada celah tunggal

Ketika cahaya merambat di udara, ia menemukan berbagai fenomena seperti interferensi, pembiasan, pemantulan, dan difraksi. Ketika cahaya terjadi kontak dengan hambatan, difraksi cahaya terjadi.

Ketika cahaya melewati celah kecil, ukurannya sebanding dengan panjang gelombang cahaya, muka gelombang di sisi lain bukaan menyerupai gelombang. Mari kita tahu lebih banyak tentang difraksi cahaya dan difraksi celah tunggal yang terjadi ketika cahaya merambat melalui celah tunggal.

Kita dapat mengamati difraksi celah tunggal ketika cahaya melewati celah tunggal yang lebarnya (w) berada pada urutan panjang gelombang cahaya. Pola difraksi pada layar akan berada pada jarak L >> w dari celah. Intensitas adalah fungsi dari sudut.

Apa itu Difraksi?

Difraksi cahaya didefinisikan sebagai pembelokan cahaya di sekitar sudut sedemikian rupa sehingga menyebar dan menerangi area di mana bayangan diharapkan. Secara umum, sulit untuk memisahkan difraksi dari interferensi karena keduanya terjadi secara bersamaan. Lapisan perak yang kita saksikan di langit disebabkan karena difraksi cahaya. Ketika sinar matahari melewati atau bertemu awan, lapisan perak terlihat di langit.

Ketika celah ganda dalam percobaan Young digantikan oleh celah sempit tunggal, akan terlihat pola lebar dengan daerah terang di tengahnya. Di kedua sisi pusat, ada daerah gelap dan terang yang berselang-seling. Intensitas menjadi lebih lemah jauh dari pusat. Pada artikel ini, kita membahas difraksi celah tunggal cahaya secara rinci.

Apa itu Difraksi Celah Tunggal?

Dalam percobaan difraksi celah tunggal, kita dapat mengamati fenomena pembengkokan cahaya atau difraksi yang menyebabkan cahaya dari sumber koheren berinterferensi dengan dirinya sendiri dan menghasilkan pola khas pada layar yang disebut pola difraksi. Difraksi terlihat jelas ketika sumbernya cukup kecil sehingga ukurannya relatif sama dengan panjang gelombang cahaya. Anda dapat melihat efek ini pada diagram di bawah ini. Untuk celah besar, penyebarannya kecil dan umumnya tidak terlalu mencolok.

Rumus Difraksi Celah Tunggal

Kita asumsikan lebar celah a << D. x`D adalah jarak antara celah dan sumber.

Kita akan mengidentifikasi posisi sudut dari setiap titik pada layar dengan ϑ diukur dari pusat celah yang membagi celah dengan panjang a/2. Untuk menggambarkan polanya, pertama-tama kita akan melihat kondisi pinggiran gelap. Juga, mari kita membagi celah menjadi zona dengan lebar yang sama a/2. Mari kita perhatikan sepasang sinar yang memancar dari jarak a2 satu sama lain seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Perbedaan jalur yang ditunjukkan oleh dua sinar teratas yang ditunjukkan adalah:

ΔL=(a/2)sinΘ

Ingatlah bahwa ini adalah perhitungan yang valid hanya jika D sangat besar.

Kita dapat mempertimbangkan sejumlah pasangan sinar yang dimulai dari jarak a/2 satu sama lain seperti dua sinar terbawah pada diagram. Setiap pasangan sinar sewenang-wenang pada jarak a/2 dapat dipertimbangkan. Kita akan melihat pentingnya trik ini sebentar lagi.

Untuk pinggiran gelap, perbedaan jalur harus menyebabkan interferensi destruktif; perbedaan jalur harus keluar dari fase oleh λ/2. (λ adalah panjang gelombang)

Untuk poni pertama,

ΔL = λ/2 = (a/2)sinΘ

λ = a sin θ

Untuk sinar yang memancar dari sembarang titik dalam celah, terdapat sinar lain pada jarak a/2 yang dapat menimbulkan interferensi destruktif.

Jadi, pada = sin−1λa, terdapat interferensi destruktif karena setiap sinar yang memancar dari suatu titik memiliki pasangannya yang menyebabkan interferensi destruktif. Oleh karena itu, pinggiran gelap diperoleh.

Untuk pinggiran berikutnya, kita dapat membagi celah menjadi 4 bagian yang sama dari a/4 dan menerapkan logika yang sama. Jadi, untuk minimum kedua:

λ/2=(a/4)sinΘ

2λ=asinΘ

Demikian pula, untuk pinggiran ke-n, kita dapat membagi celah menjadi 2n bagian dan menggunakan kondisi ini sebagai:

= a sin θ

Maksimum Tengah

Batas maksimum antara minimum dan lebar maksimum pusat hanyalah jarak antara minimum orde 1 dari pusat layar di kedua sisi pusat.

Posisi minimum yang diberikan oleh y (diukur dari tengah layar) adalah:

tanθ≈θ≈y/D

Untuk ϑ kecil,

sin θ≈θ 

⇒ λ = a sin θ≈aθ

⇒ θ = y/D = λa

⇒ y = λDa

Lebar maksimum pusat hanya dua kali nilai ini

Lebar maksimum pusat = 2λDa

Lebar sudut maksimum pusat = 2θ = 2λa

Baca Juga

© 2022 Sridianti.com