Celah Ganda Young: Mengukur Panjang Gelombang Cahaya
1 · Memprediksi
Cahaya yang melewati dua celah yang berjarak berdekatan menciptakan pola pinggiran terang dan gelap pada layar. Apakah mendekatkan celah membuat pinggirannya lebih rapat atau jaraknya lebih lebar?
- Jarak yang lebih sempit untuk celah yang lebih dekat.
- Jarak pinggiran tidak bergantung pada pemisahan celah.
- Lebih lebar — pemisahan celah yang lebih kecil akan menyebarkan pola pinggiran lebih jauh.
2 · Pengaturan
- Buka preset celah ganda muda dan tekan Reset. Panjang gelombang cahaya adalah 550 nm; layar berada 100 cm dari celah.
- Aktifkan pembacaan spasi pinggiran.
- Atur pemisahan celah untuk setiap percobaan dan catat jarak pinggiran yang dihasilkan di layar.
3 · Kumpulkan Data
| Pemisahan celah d (µm) | Jarak pinggiran y (mm) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 150.00 |
Plot jarak pinggiran y (sumbu y) terhadap 1/d (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garis tersebut lurus melalui titik asal?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung y = λL/d menggunakan λ = 550 nm, L = 100 cm (konversi satuan dengan hati-hati untuk mendapatkan y dalam mm). Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan, dengan menggunakan y = λL/d, mengapa jarak celah yang lebih kecil d menghasilkan pinggiran yang jaraknya LEBIH LUAS — kebalikan dari tebakan pertama Anda.
5 · Perluas
- Eksperimen ini dapat dijalankan secara terbalik: ukur jarak pinggiran, jarak celah, dan jarak layar, lalu selesaikan λ. Beginilah cara fisikawan pertama kali mengukur panjang gelombang cahaya tampak secara tepat. Jelaskan mengapa pemisahan celah yang sangat kecil d (dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya tampak) diperlukan untuk menghasilkan pola pinggiran yang cukup lebar untuk dilihat dan diukur.
- Eksperimen awal Young membutuhkan cahaya dari kedua celah agar koheren (hubungan fase tetap) untuk menghasilkan pola interferensi yang stabil — menggunakan satu sumber kecil yang menerangi kedua celah, bukan dua lampu terpisah. Mengapa dua sumber cahaya yang independen dan tidak berkorelasi tidak menghasilkan pola pinggiran yang stabil dan terlihat?
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Jarak Pinggiran Celah Ganda
Dua celah koheren yang dipisahkan oleh jarak d menghasilkan pinggiran interferensi pada layar pada jarak L, berjarak y = λL/d. Celah yang lebih dekat (lebih kecil d) menyebarkan pola lebih lebar; panjang gelombang yang lebih panjang juga memperlebar jaraknya.