4. Laporan Interferometer

LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN EKSPERIMEN FISIKA 1 (INTERFEROMETER (INTERFEROMETER MICHELSON MORLEY)

Diajukan untuk memenuhi memenuhi salah satu tugas mata kuliah Eksperimen Eksperimen Fisika 1 yang diampu oleh dosen: Drs. David Edison Tarigan, M.Si

disusun oleh: Seli Nurpianti

NIM. 1506036

Pelaksanaan Pelaksanaan Percobaan: Hari/tanggal/waktu Hari/tanggal/waktu

: Jumat/13 Oktober 2017 / 07.00-08.40 WIB

Teman Sekelompok: : Eka Fitri Rahayu

(NIM. 1507104)

LABORATORIUM FISIKA LANJUT DEPARTEMEN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2017

 Eksperimen 4 INTERFEROMETER INTERFEROMETER MICHELSON MORLEY A. Tujuan

Menentukan Panjang Gelombang Sinar Laser  B. Dasar Teori

Salah satu cara untuk mengukur panjang gelombang sinar laser adalah dengan menggunakan alat interferometer Michelson Morley. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip superposisi atau interferensi, secara garis besar prinsip kerjanya sebagai berikut: layar

’

C2

C2

A C3

Sumber sinar laser

C4 d

C1

Berkas sinar monokromatis diarahkan pada beam spliter C3, sinar pecah menjadi dua berkas, sebagian diteruskan ke C2 dan sebagian lagi diteruskan ke C1. Sinar yang menuju C2 sebelumnya dilewatkan dulu pada pelat kompensator. Sinar-sinar pantul dari cermin C1 dan dari C2 (melewati kompensator) ini, kemudian keduanya diteruskan ke C3. Sinar dari C1 oleh C3 diteruskan ke layar dan sinar dari C2 dipantulkan oleh C3 dan ditangkap oleh layar. Pada layar akan tampak dua buah titik sinar. Kedua sinar yang datang pada layar ini dapat diatur supaya berinterferensi, sehingga membentuk pola interferensi lingkaran. Pengaturan dilakukan dengan cara memutar mikrometer sekrup  pada cermin C1 dan C2 yaitu mengubah kemiringan masing-masing cermin. Dengan menggeser C2 ke C2’ sejauh d akan dihasilkan perubahan pola interferensi tersebut.

Menggeser cermin C2 dilakukan dengan cara memutar mikrometer sekrup pada alat.

Superposisi adalah salah satu sifat gelombang. Penjumlahan gelombang (superposisi) terjadi ketika dua buah gelombang atau lebih yang menjalar dalam medium yang sama dan pada saat yang sama akan menyebabkan simpangan dari partikel dalam medium menjadi jumlah dari masing-masing simpangan yang mungkin ditimbulkan oleh masing-masing gelombang. Prinsip penjumlahan simpangan akibat dua buah gelombang atau lebih yang merambat dalam satu medium yang sama dan pada saat yang sama sering disebut superposisi. Dalam superposisi dua gelombang atau lebih dapat menghasilkan sebuah gelombang  berdiri yang mungkin simpangannya simpangannya saling menguatkan atau saling melemahkan  bergantung kepada beda fase gelombang-gelombang gelombang-gelombang tersebut. Apabila beda fase  antara gelombang-gelombang yang disuperposisikan adalah 1/2 maka hasilnya saling melemahkan. Jika panjang gelombang dan amplitudo gelombang-gelombang tersebut sama, maka simpangan hasil superposisi tersebut nol. Sebaliknya, Sebaliknya, jika fase gelombang-gelombang yang disuperposisikan itu sama, maka simpangan hasil superposisi itu saling menguatkan. Jika panjang gelombang dan amplitudo gelombang-gelombang itu sama maka simpangan hasil superposisi itu sebuah gelombang berdiri dengan amplitudo dua kali amplitudo kedua gelombang.

  

C. Alat dan Bahan

 No Nama Alat 1 Set percobaan interferometer Michelson Morley 2 Sinar Laser 3 Counter D. Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Menyusun alat alat seperti gambar dibawah ini

Jumlah 1 set 1 Buah 1 Buah

3. Memposisikan laser di depan lensa sejajar bangku interferometer Miichelson Morley 4. Menutup posisi C2 dan mengatur posisi C1 sehingga berkas pantulan dapat terlihat di layar. 5. Mengatur posisi C2 sehingga cahaya dari C2 berimpit dengan cahaya cahaya dari C1 6. Memutar skrup pengaturan pada C2 secara perlahan sehingga interferensi dapat dilihat  jelas pada layar layar pengamatan. 7. Setelah jelas, melihat dan mencatat posisi awal micrometer sebelum mulai melakukan  penghitungan.  penghitungan. 8. Memutar knop micrometer perlahan lahan. Pada saat yang sama menghitung  banyaknya  banyaknya frinji yang melintasi garis garis batas. 9. Mencatat posisi akhir sehingga jarak micrometer yang dihitung ialah selisih jarak sebelum dan sesudah pemutaran. 10. Mengulangilangkah Mengulangilangkah 9 dan 10 untuk jumlah frinji 200, 600, dan 1000 11. Mengulangi langkah 10 dan 11 sebanyak 20 kali untuk jumlah j umlah frinji yang berbeda 12. Merapikan dan menyimpan kembali alat alat yang telah digunakan. E. Data Percobaan

Untuk n = 200  No 1 2 3 4 5

di (mm) 7.30 7.44 7.58 7.74 7.93

df (mm) 7.44 7.58 7.74 7.93 8.04

Untuk n = 600  No 1 2 3 4 5

di (mm) 7.30 7.44 7.58 7.74 7.93

df (mm) 7.74 7.93 8.04 8.18 8.31

Untuk n = 1000  No 1 2 3 4 5

di (mm) 7.30 7.58 7.74 7.93 8.04

df (mm) 8.04 8.31 8.43 8.61 8.74

F. Pengolahan Data

Dengan data tersebut diperlukan pengolahan data seecara statistik untuk mengetahui nilai panjang gelombang sinar laser HeNe. Pengolahan data dilakukan secara statisstik, dengan persamaan  maka akan diperoleh data seperti berikut:

  

di

n

df

-3

-3

( x 10 m)

7.30 7.44 7.58 7.74 7.93 7.30 7.44 7.58 7.74 7.93 7.30 7.58 7.74 7.93 8.04

( x 10 m)

2∆d -3

( x 10 m)

di

=

7.44 0.14 7.58 0.14 7.74 0.16 7.93 0.19 8.04 0.11 7.74 0.44 7.93 0.49 8.04 0.46 8.18 0.44 8.31 0.38 8.04 0.74 8.31 0.73 8.43 0.69 8.61 0.68 8.74 0.7 posisi awal cermin C2

df

=

posisi akhir cermin C2

200

600

1000



λ  λ rata-rata rata-rata

-3

 x 10 m

0.0007 0.0007 0.0008 0.00095 0.00055 0.000733333 0.000816667 0.000766667 0.000733333 0.000633333 0.00074 0.00073 0.00069 0.00068 0.0007

-7

7.4 x 10 m

-7

7.36 x 10 m

-7

7.08 x 10 m

Harga Standar Deviasi dari panjang gelombang sinar laser:  N

   ̅    ̅   1.6E-09

  ̅ 

    ∑ ̅      √    

0.00004 0.00004 1.6E-09 -7 200 0.00006 3.6E-09 0.000000087 1.47 x 10 m 0.00021 4.41E-08 0.00019 3.61E-08 3.267E-06 1.06733E-11 0.000080067 6.41072E-09 -7 600 3.0067E-05 9.04024E-10 1.80002E-08 0.67 x 10 m 3.267E-06 1.06733E-11 0.000103267 1.06641E-08 0.000032 1.024E-09 0.000022 4.84E-10 -7 1000 0.000018 3.24E-10 2.68E-09 0.26 x 10 m 2.8E-05 7.84E-10 8E-06 6.4E-11 Jadi dari hasil perhitungan dapat diperoleh harga panjang gelombang sinar laser yaitu sebagai berikut 

       n = 200

10-7 m

dengan % kesalahan presisi dan akurasi :

           | |  |        |                           | | | |                                    |              | |  |            

n = 600

10-7 m

dengan % kesalahan presisi dan akurasi :



n = 1000

10-7 m

dengan % kesalahan presisi dan akurasi :

G. Analisis Data

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, diperoleh harga panjang gelombang sinar HeNe tidak sesuai dengan harga panjang gelombang pada literatur(6328  . Hal ini disebabkan beberapa faktor diantaranya:  Alat interferometer yang sangat sensitif sekali terhadap getaran, ketika meja tempat alat interferometer tergeser maka pola interferensi pun goyah dan kurang jelas.  Kurang teliti pada saat menghitung perubahan pola gelap-terang di pusat pola lingkaran interferensi (n) , karena pada saat praktikum ketika sekrup untuk menggeser menggeser cermin C2 diputar sedikit sedikit maka terkadang terkadang terjadi perubahan perubahan pola gelap-terang yang yang sangat cepat dan banyak di pusat pola lingkaran interferensi sehingga pada saat eksperimen mengalami kesulitan untuk menghitung perubahan pola yang sangat cepat tersebut.  Kesulitan dalam dalam mendapatkan pola interferensi lingkaran lingkaran yang berpusat di tengah tengah layar karena posisi antara sinar laser dengan cermin yang kurang lurus.





Pada saat praktikum, alat putar yang yang digunakan untuk untuk menggeser menggeser cermin C2 kurang  berfungsi dengan baik, karena terkadang ketika diputar tidak bergeser. Hal ini akan mempengaruhi mempengaruhi ketepatan pengambilan data d. Adapun solusi untuk meminimalisir faktor kesalahan diatas adalah dengan mengambil data secara tenang dan tidak menggerakkan alat, pengamat harus memiliki mata yang tajam dan jeli untuk mengamati pola yang muncul. Data pengamatan diambil lebih banyak, agar keakurasian lebih mantap.

H. Kesimpulan

Dari hasil hasil percobaan percobaan yang yang telah dilakukan, didapatkan didapatkan gelombang sinar laser yang diperoleh yaitu:  N 200 600 1000

bahwa harga panjang panjang

                                         

I. Daftar Pustaka

 Fisika Jilid 2 edisi Halliday & Resnick,(terjemahan Pantur Silaban.Ph.D). 1984.  Fisika Jilid ketiga. Jakarta : Erlangga. Tim Dosen Eksperimen Fisika Lanjut. (2017). Petunjuk Praktikum Eksperimen Fisika 1. Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI  Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 2. Jakarta :Erlangga. Tipler, Paul.2001. Fisika J.

Lampiran

TUGAS AKHIR

1. Berdasarkan data yang diperoleh tentukanlah panjang gelombang gelombang sinar laser HeNe! Jawab : di

n

-3

( x 10 m)

df -3

( x 10 m)

di

=

7.30 7.44 7.44 7.58 7.58 7.74 7.74 7.93 7.93 8.04 7.30 7.74 7.44 7.93 7.58 8.04 7.74 8.18 7.93 8.31 7.30 8.04 7.58 8.31 7.74 8.43 7.93 8.61 8.04 8.74 posisi awal cermin C2

df

=

posisi akhir cermin C2

200

600

1000

2∆d -3

( x 10 m)

0.14 0.14 0.16 0.19 0.11 0.44 0.49 0.46 0.44 0.38 0.74 0.73 0.69 0.68 0.7



λ  -3

 x 10 m

0.0007 0.0007 0.0008 0.00095 0.00055 0.000733333 0.000816667 0.000766667 0.000733333 0.000633333 0.00074 0.00073 0.00069 0.00068 0.0007

λ rata-rata rata-rata

-7

7.4 x 10 m

-7

7.36 x 10 m

-7

7.08 x 10 m

Harga Standar Deviasi dari panjang gelombang sinar laser:  N

200

600

1000

 ̅  0.00004 0.00004 0.00006 0.00021 0.00019 3.267E-06 0.000080067 3.0067E-05 3.267E-06 0.000103267 0.000032 0.000022 0.000018 2.8E-05 8E-06

   ̅     ̅  1.6E-09 1.6E-09 3.6E-09 4.41E-08 3.61E-08 1.06733E-11 6.41072E-09 9.04024E-10 1.06733E-11 1.06641E-08 1.024E-09 4.84E-10 3.24E-10 7.84E-10 6.4E-11

    ∑ ̅      √     -7

0.000000087

1.47 x 10 m

1.80002E-08

0.67 x 10 m

2.68E-09

0.26 x 10 m

-7

-7

Jadi dari hasil perhitungan dapat diperoleh harga panjang gelombang sinar laser yaitu sebagai berikut

                   | |  ||        |                                | |  |        |                          |  |  |    |           

n = 200

10-7 m



n = 600

10-7 m



n = 1000

10-7 m

2. Bandingkan hasil dengan harga panjang gelombang gelombang laser HeNe dari literatur (data pabrik yang tercantum pada sumber sinar laser), bila harganya menyimpang jauh coba analisis apa penyebabnya? Jawab :

Dari hasil hasil percobaan percobaan yang telah dilakukan, dilakukan, didapatkan didapatkan gelombang sinar laser yang diperoleh yaitu: n 200 600 1000

bahwa harga harga panjang

                                         

λ  sinar  sinar laser HeNe literatur yaitu sekitar 6328 Å. Hal ini disebabkan oleh beberapa

faktor, yaitu: 

Alat interferometer yang sangat sensitif sekali terhadap getaran, ketika meja tempat alat interferometer tergeser maka pola interferensi pun goyah dan kurang jelas.



Kurang teliti pada saat menghitung perubahan pola gelap-terang di pusat pola lingkaran interferensi (n) , karena pada saat praktikum ketika sekrup untuk menggeser menggeser cermin C2 diputar sedikit sedikit maka terkadang terkadang terjadi perubahan perubahan pola gelap-terang yang yang sangat cepat dan banyak di pusat pola lingkaran interferensi sehingga pada saat eksperimen mengalami kesulitan untuk menghitung perubahan pola yang sangat cepat tersebut.



Kesulitan dalam dalam mendapatkan pola interferensi lingkaran lingkaran yang berpusat di tengah tengah layar karena posisi antara sinar laser dengan cermin yang kurang lurus.



Pada saat praktikum, alat putar yang yang digunakan untuk untuk menggeser menggeser cermin C2 kurang  berfungsi dengan baik, karena terkadang ketika diputar tidak bergeser. Hal ini akan mempengaruhi mempengaruhi ketepatan pengambilan data d.

3. Bandingkanlah harga panjang gelombang yang diperoleh dengan mengambil n= 200, n = 600, dan n = 1000 mana hasil yang lebih akurat? Jelaskan faktor penyebabnya! Jawab :

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, dilakukan, didapatkan didapatkan bahwa harga harga panjang gelombang sinar laser yang diperoleh yaitu:

                                         

n 200 600 1000

Berdasarkan hasil pengamatan nilai panjang gelombang sinar laser HeNe yang  paling mendekati adalah pada saat n = 1000. Hal tersebut terjadi karena semakin banyak  jumlah n nya maka pergerakan dari sekrup micrometer dapat terlihat dan berpindah sehingga yang didapatkan dapat dikatakan lebih akurat.



4. Buat laporan secara lengkap! Jawab :

Laporan secara lengkap terlampir.