Percobaan interferometer Michelson-Morley

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Interferensi merupakan sifat cahaya yang dapat diamati ketika perbedaan gelombang cahaya dicampur bersamaan. Contoh interferensi adalah pelangi yang kamu lihat dalam gelembung sabun, spektrum warna opal, dan kilauan warna dari beberapa bulu burung. Di sebagian area pola interferensi, gelombang cahaya berada dalam fase, dengan bukit dan lembah saling menguatkan, membentuk daerah yang berkilau. Di daeah lain, di luar fase, dengan bukit dan lembah yang berlawanan, membentuk daerah yang suram. Terdapat berbagai variasi cara untuk memperagakan interferensi, pada bagian daerah yang terang maupun daerah suram, dan perbedaan warna menggambarkan perbedaan panjang gelombang cahaya. Interferensi menghasilkan gelombang yang berhimpit. Ketika dua bukit (titik tertinggi) gelombang bertemu, mereka bergabung menjadi gelombang yang lebih besar. Ketika bukit sebuah gelombang dan lembah (titik terendah) gelombang bertemu, gelombang saling mengapuskan satu sama lain. Dengan ditemukannya sinar laser yang mempunyai sifat koheren, maka Interferometer dapat menjadi perangkat yang sangat berguna dalam industri. Interferometer dapat digunakan untuk mengukur getaran permukaan, simpangan, kecepatan partikel, temperatur dan sebagainya. Pengukuran berlangsung tanpa kontak mekanik sehingga tidak membebani obyek yang diukur.
Interferometer merupakan perangkat yang mengambil keuntungan dari Alam Gelombang Cahaya. Kalau cahaya itu tidak boleh dianggap sebagai gelombang, tidak ada pola gangguan yang diamati dalam eksperimen dapat terjadi seperti yang mereka lakukan. Pada bagian ini, bagaimana cahaya dapat berinteraksi dan mengganggu dengan dirinya sendiri untuk menghasilkan pinggiran ini dan pola-pola karakteristik dari gelombang tersebut dijelaskan.
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana hasil yang diperoleh pada percobaan interferometer ?
2. Bagimana prinsip Interferometr ?
1.3. Tujuan dan Manfaat praktikkum
1. Untuk mengetahui prinsip interferometer
2. Untuk mengetahui hasil akhir yang dihasilkan pada percobaan interferometer

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Interferensi
Dalam optic geometris, tidak ditinjau adanya interaksi atau saling pengaruh antara sinar-sinar cahaya. Sebaliknya, dalam membahas interferensi dan difraksi, justru interaksi itu yang dibicarakan dan pembahasan itu hanya dimungkinkan dengan meninjau cahaya sebagai gelombang elektromagnetik. Pada hakekatnya cahaya adalah gelombang elektromagnetik transversal dengan arah medan magnet itu sefase dengan gelombang medan listrik yang menyertainya.
Interferensi adalah akibat bersama beberapa gelombang cahaya, yaitu yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombgang-gelombang tersebut. Hasil penjumlahan itu akan memeberikan intensitas yang maksimum di suatu titik, apabila di titik tersebut gelombang-gelombang itu selalu sefase. Agar pola interferensi yang misalnya berwujud lingkaran-lingkaran gelap terang dapat terjadi, hubungan antara gelombang-gelombang disembarang titik pada pola intereferensi haruslah tetap sepanjang waktu. (Soedojo,1992)
Agar diperoleh gelombang-gelombang elektromagnetik cahaya yang koheren, gelombang-gelombang itu harus barasal dari satu sumber cahaya yang sama. Kemudian interferensi diperoleh dari gelombang-gelombang yang memancarkan dari bagian-bagian medan gelombangnya. Ada dua cara interferensi yang diperoleh dari bagian gelombang yaitu:
1. Interferensi Celah Dua
Interferensi yang paling sederhana ialah interferensi oleh dua berkas sinar yang berasal dari dua celah. Berdasarkan hipotesis Huygens, selaku bagian dari medan gelombang , bahwa kedua celah itu merupakan sumber gelombang baru. Kalau di muka celah diletakkan suatu tabir, maka pada tabir akan terlihat pola interferensi yang berwujud garis-garis gelap-terang berselang-seling. Di tempat garis terang, gelombang-gelombang dari kedua celah itu tentu sefase sewaktu tiba di tempat itu. Agar pola interferensi nyata, tempat-tempat garis-garis gelap-terang itu harus tetap sepanjang waktu yang berarti beda fase antara gelombang-gelombang dari kedua celah harus tidak berubah- ubah dan hanya mungkin apabila kedua gelombang koheren yang identik bentuknya
.
2. Interferensi Pantulan Ganda
Berbeda dengan interferensi celah dua, interferensi pantulan jamak, berdasar pemecahan amplitude. Interferensi demikian dapat diperoleh misalnya dengan mengenakan berkas cahaya pada permukaan suatu lempeng kaca.
Berkas sinar datang sejajar itu sebagian diteruskan dan sisanya dipantulkan ke atas oleh permukaan bidang batas bawah, sebagian diteruskan atau ditransmisikan dan sisanya dipantulkan atau direfleksikan kembali ke atas yang kemudian sebagian lagi ditarnsmisikan atau direfleksikan ke bawah begitu seterusnya. Gelombang – gelombang sinar yang dipantulkan dari permukaan bawah lempeng kaca dan terus ditansmisikan ke atas akan membentuk suatu pola interferensi yang dapat diamati dari atas, sedangkan gelombang- gelombang sinar yang ditransmisikan ke bawah dan terus menembus lempeng kaca juga akan membentuk pola interferensi yang teramati dari bawah. Pola interferensi pantulan ganda dengan lempeng kaca tersebut akan berwujud lingkaran- lingkaran gelap- terang yang bersangkutan dengan variasi sudut datang berkas sinar cahaya ataupun arah pengamatan.
2.2. Interferometer
Pemantauan dan pengendalian semua variabel proses seperti daya, temperatur, dan tekanan merupakan kebutuhan mutlak dalam bidang industri. Instrumentasi merupakan alat yang dapat digunakan untuk memantau dan mengendalikan variabel proses tersebut. Dari hasil pemantauan maka dapat diketahui apakah sistem berjalan sesuai dengan yang dikehendaki atau tidak. Bila terjadi penyimpangan, maka diperlukan tindakan kontrol sehingga proses dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Salah satu peralatan instrumentasi yang banyak digunakan adalah Interferometer. Interferometer merupakan perangkat ukur yang memanfaatkan gejala interferensi. Interferensi adalah suatu kejadian dimana dua gelombang atau lebih berjalan melalui bagian yang sama dari suatu ruangan pada waktu yang bersamaan. Hal ini mengakibatkan terjadinya superposisi dari gelombang gelombang tersebut sehingga menghasilkan pola intensitas baru.
Pengukuran berlangsung tanpa kontak mekanik sehingga tidak membebani obyek yang diukur. Disamping itu kepekaannya sangat tinggi: simpangan dengan orde kurang dari panjang gelombang cahaya dapat dideteksi dengan mudah. Untuk mengatasi kesulitan analisa kuantitatif dari pola interferensi, maka digunakan komputer. Komputer mampu mengolah data dan menyimpannya dalam kecepatan yang sangat tinggi. Dengan demikian, maka informasi mengenai obyek yang diukur dapat segera diperoleh.
2.3. Sistem Interferometer
Peralatan Interferometer terdiri atas empat bagian pokok yaitu sinar laser, detektor, sistem akuisisi data dan komputer. Dalam Interferometer, sumber cahaya yang digunakan adalah sinar laser. Sinar laser merupakan cahaya yang intensitasnya digandakan dan difokuskan pada arah tertentu. Sinar laser bersifat koheren dan mempunyai intensitas yang sangat tinggi Tahun 1960 untuk pertama kalinya sinar laser He-Ne di demontrasikan oleh Javan, Bennet dan Heriot. Setelah itu berkembang sinar laser jenis gas seperti kripton dan sinar laser jenis zat cair seperti laser dyne. Supaya dapat mengadakan interferensi, maka sinar laser tersebut dipisahkan oleh pemisah berkas menjadi dua bagian yaitu berkas uji dan berkas referensi. Berkas uji adalah berkas cahaya yang dikenakan atau dipantulkan dengan obyek yang akan diukur. Berkas referensi adalah berkas cahaya yang pola fasanya dipertahankan tetap. Setelah dilakukan pengujian, maka berkas uji dan berkas referensi dipertemukan. Interferensi antara keduanya memberikan informasi mengenai obyek yang memantulkan berkas uji tersebut.
Pola interferensi ini diterima oleh detektor yang dilengkapi dengan sistem akuisisi data. Sistem akuisisi data terdiri dari dua bagian yaitu sistem pengkondisi sinyal dan interface. Detektor adalah alat untuk mengubah besaran fisik - dalam hal ini fluks intensitas cahaya - menjadi besaran listrik. Pemilihan detektor didasarkan pada akurasi, presisi, linieritas dan kestabilan temperatur. Detektor yang sering digunakan dalam interferometer adalah foto detektor. Jika detektor ini ditembus oleh sinar laser maka akan terjadi ionisasi. Hal ini menyebabkan timbulnya arus listrik. Karena arus listrik yang ditimbulkan oleh detektor sangat kecil, maka perlu diperkuat dan diubah menjadi tegangan oleh sistem pengkondisi sinyal. Selain memperkuat, sistem pengkondisi sinyal juga melakukan filtering yaitu mereduksi noise dan sinyalsinyal yang tidak dikehendaki. Sinyal tersebut lalu diubah menjadi sinyal digital oleh ADC dan dimasukkan ke komputer melalui interface input.
Disamping itu kepekaannya sangat tinggi: simpangan dengan orde kurang dari panjang gelombang cahaya dapat dideteksi dengan mudah. Untuk mengatasi kesulitan analisa kuantitatif dari pola interferensi, maka digunakan komputer. Komputer mampu mengolah data dan menyimpannya dalam kecepatan yang sangat tinggi. Dengan demikian, maka informasi mengenai obyek yang diukur dapat segera diperoleh. Oleh sebuah foto detektor, yang mengubah fluks intensitas cahaya menjadi arus listrik. Arus ini diterima oleh sebuah penguat dan sekaligus bekerja untuk mengubah arus tersebut menjadi tegangan.

BAB III
METODE PRAKTIKUM
3.1. Alat dan Prosedur Percobaan
1. Alat dan bahan dalam percobaan Iinterferometer
Dalam percobaan ini alat dan bahan yang digunakan adalah:
• Fixed mirror
• Incident beam
• Movable mirror
• Beam splitter
• Merged beams
• Laser
2. Prosedur praktikum
Dalam percobaan Interferometer ini dapat dilakukan dengan prosedur percobaan yaitu:
1. Laser He-Ne diposisikan di depan lensa, posisi cermin tetap , cermin bergerak dan lensa diatur sesuai dengan gambar.
2. Kemudian praktian menghidupkan laser , lalu sinar laser diatur agar tepat melewati lensa supaya cahayanya terfokus pada adjustable mirror. Setelah diketahui bentuk awal frinjinya, tandai dengan melingkari pada layar sesuai bentuk frinji awal. kegunaannya sebagai titik acuan untuk menghitung jumlah frinji.
3. Setelah peralatan sudah tersusun sesuai gambar percobaan dan juga setelah muncul frinji pada layar pengamatan , lakukanlah pengukuran dm Skrup pengatur pada M2 diputar secara perlahan-lahan berlawanan arah jarum jam (horisontal dan vertikal) sehingga pola interferensi dapat dilihat perubahannya pada layar pengamatanTerlebih dahulu praktikan menyusun rangkaian seperti gambar di bawah ini.