Interferensi Cahaya

Interferensi-Eksperimen Celah Ganda oleh Young

Thomas Young mendapatkan bukti untuk sifat cahaya dan dapat mengukur panjang gelombang untuk cahaya tampak. Cahaya dari suatu sumber jatuh pada layar di layar yang terdapat celah S1 dan S2. Apabila cahaya terdiri dari partikel-partikel kecil mungkin akan melihat dua garis terang pada layar yang diletakkan di belakang celah. Tetapi hasilnya serangkaian garis terang seperti gambar 5 yang disebut fenomena interferensi-gelombang. Panjang gelombang tunggal disebut monokromatik.

Gambar 1: Eksperimen celah ganda oleh Young

Pada gambar 1 menunjukkan amplitudo gelombang bergabung untuk membentuk lebih besar atau saling menguat disebut interferensi konstruktif. Apabila satu berkas menempuh jarak ekstra sebesar setengah panjang gelombang dan pada kedua gelombang tepat berlawanan fase saat dilayar. Puncak satu gelombang pada saat yang sama dengan lembah dari gelombang lainnya tergabung menghasilkan amplitudo nol yang disebut interferensi destruktif atau saling menghilang dengan membuat layar menjadi gelap. Sehingga menghasilkan garis terang dan gelap.

Gambar 2: Gelombang air yang melibatkan dua sumber getaran sebagai contoh interferensi konstruktif dan destruktif

 

Lokasi Rumbai ( Fringe )

Gelombang cahaya mengahasilkan rumbai-rumbai pada percobaan Interferensi celah ganda Young.

Gambar 3: Kontruksi geometrik pada celah ganda Young

Gelombang dari celah S1  dan S2 bergabung di titik P dan sesuatu di titik layar C jarak y dari sumbu pusat. Sudut menunjukkan lokasi P. Dengan sudut D>> d dapat diperkirakan sinar r1 dan r2 sejajar pada sudut ke pusat sumbu.

Interferensi dalam Film Tipis

Efek interferensi biasanya diamati dalam film tipis. Seperti pada gelembung sabun atau lapisan oli dalam air. Variasi warna diamati ketika cahaya putih yang dipantulkan dari permukaan depan dan belakang film transparan tipis. Dengan melihat tiga cara dalam perbedaan fase dua gelombang dapat berubah yaitu melalui pemantulan, gelombang berjalan sepanjang lintasan yang panjangnya berbeda, dan melewati media yang indeks refraksinya berbeda.

Gambar 4: Pantulan cahaya dari film air bersabun tersebar pada lingkaran vertical

Gambar tersebut menunjukkan film sabun vertikal yang ketebalannya meningkat karena gravitasi yang membuat film menumpuk. Pada bagian atas sangat tipis sehingga terlihat gelap. Warna utamanya tergantung pada panjang gelombang gelombang di mana cahaya terpantul mengalami interferensi konstruktif untuk ketebalan tertentu. Semakin ke bawah rumbai menyempit dan warnanya tumpang tindih dan memudar. Pada bagian atasnya sangat tipis  pada filmnya sehingga cahaya yang terpantul pada tempat itu mengalami interferensi destruktif membuat bagian tersebut gelap. Pada rumbai interferensi berwarna menutupi sisanya tetapi diacak pada lingkaran dari cairan dalam film secara bertahap tertarik turun oleh gaya gravitasi.

Interferensi terhadap Pengalih Warna Uang Kertas

Tinta pengalih warna terbuat dari berlapis-lapis serpihan beberapa film tipis yang mengapung pada tinta biasa dengan menunjukkan suatu penampang melintang dari lapisan tinta digunakan pada berbagai mata uang kertas.

Gambar 5: Tinta pengalih warna terbuat dari berlapis-lapis serpihan film

Sumber: Halliday, Fisika Dasar 2

Gambar 6 : Cahaya menembus lima lapisan

Sumber: Halliday, Fisika Dasar 2

Dalam mata uang kertas tersusun berlapis-lapis serpihan lapisan tipis khrom (Cr), magnesium fluoride (MgF₂), dan aluminium (Al). Setiap lapisan memiliki fungsi yang berbeda-beda seperti pada Cr berfungsi sebagai cermin yang lemah, Al sebagai cermin yang lebih baik, dan lapisan MgF₂ berfungsi seperti film sabun. Terdapat hasil cahaya yang dipantulkan ke atas dari setiap batas lapisan kembali melewati tinta biasa dan kemudian mengalami interferensi pada mata pengamat. Jadi dengan mengubah sudut pandang, pengamat dapat mengalihkan warnanya.