Interferensi
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| interference/ˌɪntəˈfɪərəns/ | intervensi |
| coherent/kəʊˈhɪərənt/ | koheren |
| constructive/kənˈstrʌktɪv/ | konstruktif |
| destructive/dɪˈstrʌktɪv/ | destruktif |
| fringe/frɪndʒ/ | garis terang |
| path difference/pæθ ˈdɪfrəns/ | selisih lintasan |
| antiphase/ˌæntɪˈfeɪz/ | antifase |
| double slit/ˈdʌbl slɪt/ | celah ganda |
Dua batu di kolam
- Lepaskan dua batu sekaligus dan riaknya bersilangan, membentuk pola silang yang stabil.
- Beberapa tempat bergolak; yang lain hampir diam.
- Ini adalah interferensi — superposisi dari dua sumber.
Apa itu interferensi
- Dua gelombang koheren tumpang tindih menghasilkan pola tetap.
- Terang (konstruktif) di mana mereka menjumlahkan; gelap (destruktif) di mana mereka meniadakan.
Interferensi dua sumber di bak riak: gelombang bulat tumpang tindih menghasilkan garis-garis pembatalan
Interferensi
y = y₁ + y₂
Sefase → konstruktif (terang/keras); antifase → destruktif (gelap/lembut).
Koherensi
- Dua sumber koheren jika mempertahankan beda fase yang konstan (frekuensi sama).
- Dua lampu terpisah tidak koheren — fase mereka melompat secara acak, sehingga pola apa pun berkedip dan hilang.
Warna pada gelembung sabun berasal dari interferensi cahaya
Dua sumber koheren memiliki:
Koherensi berarti beda fase yang konstan (dan karenanya frekuensi yang sama) — diperlukan untuk pola yang stabil.
Dua lampu terpisah menghasilkan pola interferensi yang stabil dan terlihat.
Tidak — beda fase mereka berubah secara acak, sehingga pola apa pun berkedip terlalu cepat untuk dilihat.
Sumber koheren memiliki beda fase yang ____, dan karenanya frekuensi yang sama.
Konstan, bukan nol. Dua sumber yang selamanya tidak seirama sebesar seperempat siklus masih koheren, dan "sefase" adalah kata yang salah di sini.
Beda lintasan
- Konstruktif: beda lintasan $= n\lambda$ (bilangan bulat kelipatan panjang gelombang) — gelombang tiba sefasa.
- Destruktif: beda lintasan $= \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — gelombangnya tiba dalam antifasa.
Dua sumber koheren menghasilkan garis simpangan maksimum di mana puncak bertemu puncak
Interferensi konstruktif terjadi ketika beda lintasan adalah:
$\Delta x = n\lambda$ → puncak tiba bersamaan → mereka bertambah. $(n+\tfrac{1}{2})\lambda$ memberikan pembatalan.
Interferensi destruktif terjadi ketika beda lintasan adalah bilangan bulat ditambah ____ dari panjang gelombang.
$\Delta x = \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — puncak bertemu lembah, sehingga mereka saling membatalkan.
Menjelaskan pola dengan kata-kata ujian
- Empat nilai, empat kalimat. 1. Kedua celah bertindak sebagai sumber koheren (beda fase konstan), karena gelombang yang sama mencapai keduanya.
- 2. Gelombang dari kedua celah tumpang tindih dan bersuperposisi.
- 3. Di mana beda lintasan adalah bilangan bulat panjang gelombang, gelombangnya tiba sefasa → konstruktif → pita terang.
- 4. Di mana bedanya adalah bilangan ganjil setengah panjang gelombang, mereka tiba dalam antifasa → destruktif → pita gelap.
Urutkan langkah-langkah penjelasan pola celah ganda.
Koherensi dulu, lalu superposisi, kemudian dua kondisi beda lintasan — masing-masing adalah poin terpisah.
Celah ganda Young
- Satu sumber menerangi dua celah, sehingga mereka bertindak sebagai sumber koheren.
- Jarak antar pita $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ ($a$ = jarak celah, $D$ = jarak ke layar).
Cahaya dengan panjang gelombang $600\ \text{nm}$ melewati celah $1.0\ \text{mm}$ berjarak menuju layar $2.0\ \text{m}$ jauhnya. Temukan jarak antar garis, dalam mm.
$x = \dfrac{\lambda D}{a} = \dfrac{600 \times 10^{-9} \times 2.0}{1.0 \times 10^{-3}} = 1.2 \times 10^{-3}\ \text{m} = 1.2\ \text{mm}$.
Perubahan mana yang meningkatkan jarak antar garis dalam percobaan celah ganda? Pilih semua yang berlaku.
x = lambda D / a tidak mengandung kecerahan. Sumber yang lebih terang memberikan garis yang lebih terang di tempat yang sama, yang merupakan pengecoh favorit.
Mengubah jarak antar pita
- Dari $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: pita lebih rapat memerlukan $a$ lebih besar, $D$ lebih kecil, atau $\lambda$ lebih pendek.
- Cahaya biru menghasilkan pita lebih rapat daripada merah.
Pilih semua perubahan yang membuat garis lebih dekat satu sama lain.
Dari $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: $x$ yang lebih kecil membutuhkan $a$ yang lebih besar, $D$ yang lebih kecil, atau $\lambda$ yang lebih pendek.
Dua celah berjarak 0,50 mm diterangi oleh cahaya 600 nm, dengan layar 2,0 m jauhnya. Berapakah jarak antar garis, dalam mm?
x = lambda D/a = (600e-9)(2.0)/(0.50e-3) = 2.4e-3 m. Konversikan baik panjang gelombang maupun jarak celah ke meter sebelum membagi.
Contoh terpecahkan: dari pita ke frekuensi
Laser menerangi celah ganda dengan jarak $0.16\ \text{mm}$; layar berada pada jarak $1.2\ \text{m}$. Jarak dari pusat pita gelap pertama ke pusat pita gelap kesembilan adalah $3.2\ \text{cm}$. Temukan panjang gelombang dan frekuensi cahaya tersebut.
- Hitung jaraknya: pertama hingga kesembilan adalah delapan jarak, jadi $x = \dfrac{3.2}{8} = 0.40\ \text{cm} = 4.0 \times 10^{-3}\ \text{m}$.
- Panjang gelombang: $\lambda = \dfrac{xa}{D} = \dfrac{(4.0 \times 10^{-3})(0.16 \times 10^{-3})}{1.2} = 5.3 \times 10^{-7}\ \text{m}$ — cahaya hijau.
- Frekuensi: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{5.3 \times 10^{-7}} = 5.6 \times 10^{14}\ \text{Hz}$.
- Periksa: pita gelap berjeda sama seperti pita terang, jadi salah satu jenis memberikan $x$. Membagi sembilan alih-alih delapan adalah kesalahan umum.
Dalam pola celah ganda, pusat garis gelap pertama dan keenam berjarak $2.0\ \text{cm}$. Berapakah jarak antar garis, dalam mm?
Pertama hingga keenam adalah lima jarak: $x = \dfrac{2.0\ \text{cm}}{5} = 0.40\ \text{cm} = 4\ \text{mm}$.
Contoh terpecahkan: dua sumber mikrogelombang
Dua pemancar mikrogelombang memancarkan sefasa. Detektor yang digerakkan sepanjang garis menemukan minimum pertama dari pusat pada titik di mana perbedaan panjang lintasan keduanya adalah $4.5\ \text{cm}$.
- Minimum pertama: beda lintasan $= \tfrac{1}{2}\lambda$, sehingga $\lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Frekuensi: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{0.090} = 3.3 \times 10^{9}\ \text{Hz}$.
- Maksimum berikutnya menjauh dari pusat: beda lintasan $= \lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Periksa: polanya simetris terhadap garis tengah, sehingga setiap titik memiliki kembar di sisi lain dengan intensitas yang sama — itulah titik yang diminta soal ujian untuk ditandai.
Koheren berarti beda fase yang konstan — bukan "sefasa" dan bukan sekadar "frekuensi sama". Dua lampu independen berwarna sama berbagi frekuensi tetapi tidak koheren, sehingga tidak terbentuk pola stabil. Dan jarak antar pita adalah antara pita bersebelahan: jarak pertama-ke-sembilan adalah delapan jarak, bukan sembilan.
Anda telah memahaminya
- interferensi membutuhkan sumber koheren (beda fase konstan)
- konstruktif: $\Delta x = n\lambda$ (sefasa); destruktif: $\Delta x = \left(n+\tfrac{1}{2}\right)\lambda$ (antifasa)
- jarak antar pita celah ganda $x = \dfrac{\lambda D}{a}$; hitung celah antar pita, bukan jumlah pitanya