Difraksi: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k bot Menambah: sr:Дифракција |
k Bot: perubahan kosmetika ! |
||
Baris 1:
[[Berkas:DiffractionSingleSlit_Anim.gif|thumb|300px|Prinsip Huygens.]]
[[
[[Berkas:HuygensDiffraction.jpg|thumb|300px|Difraksi cahaya diterangkangkan oleh prinsip Huygens.]]
[[
'''Difraksi''' adalah penyebaran [[gelombang]], contohnya [[cahaya]], karena adanya halangan.
Semakin kecil halangan, penyebaran [[gelombang]] semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh [[prinsip Huygens]]. Pada animasi pada gambar sebelah kanan atas terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling ber[[interferensi]] satu sama lain.
Baris 9:
'''Difraksi''' [[cahaya]] berturut-turut dipelajari antara lain oleh:
* [[Isaac Newton]] dan [[Robert Hooke]] pada tahun 1660, sebagai '''''inflexion''''' dari [[partikel]] [[cahaya]] yang sekarang dikenal sebagai [[cincin Newton]].<ref>{{cite book|author=R. Hooke|title=Micrographia: or, Some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses|place=London|publisher=J. Martyn and J. Allestry|year=1665}}</ref>
* [[Francesco Maria Grimaldi]] pada tahun 1665 dan didefinisikan sebagai [[hamburan]] [[fraksi]] [[gelombang cahaya]] ke arah yang berbeda-beda. Istilah yang digunakan saat itu mengambil bahasa Latin ''diffringere'' yang berarti ''to break into pieces''.<ref>Francesco Maria Grimaldi, ''Physico mathesis de lumine, coloribus, et iride, aliisque annexis libri duo'' (Bologna ("Bonomia"), Italy: Vittorio Bonati, 1665), pages 1-11. Available on-line (in Latin) at: http://fermi.imss.fi.it/rd/bdv?/bdviewer/bid=300682#.</ref><ref>{{cite book | title = Memoires pour l'histoire des sciences et des beaux arts | author = Jean Louis Aubert | publisher = Impr. de S. A. S.; Chez E. Ganeau| location = Paris | year = 1760 | pages = 149 | url = http://books.google.com/books?id=OCLC58901501&id=3OgDAAAAMAAJ&pg=PP151&lpg=PP151&dq=grimaldi+diffraction+date:0-1800&as_brr=1 }}</ref><ref>{{cite book | title = A Treatise on Optics | author = Sir David Brewster | year = 1831 | publisher = Longman, Rees, Orme, Brown & Green and John Taylor | location = London | pages = 95 | url = http://books.google.com/books?vid=OCLC03255091&id=opYAAAAAMAAJ&pg=RA1-PA95&lpg=RA1-PA95&dq=grimaldi+diffraction+date:0-1840&as_brr=1 }}</ref>
* [[James Gregory]] pada tahun 1673 dengan mengamati pola difraksi pada bulu burung<ref>{{cite journal|author=H. W. Turnbull|title=Early Scottish Relations with the Royal Society: I. James Gregory, F.R.S. (1638-1675)|journal = Notes and Records of the Royal Society of London|year=1940–1941|volume=3|page=22|url = http://www.jstor.org/stable/531136}}</ref> yang kemudian didefinisikan sebagai '''''diffraction grating'''''.<ref>Letter from James Gregory to John Collins, dated 13 May 1673. Reprinted in: ''Correspondence of Scientific Men of the Seventeenth Century....'', ed. Stephen Jordan Rigaud (Oxford, England: Oxford University Press, 1841), vol. 2, pages 251-255; see especially page 254. Available on-line at: http://books.google.com/books?id=0h45L_66bcYC&pg=PA254&dq=Correspondence+of+Scientific+Men+feather+ovals&ei=5jlaSsLQKJnkygTi1Lz8CA&ie=ISO-8859-1&output=html</ref>
* [[Thomas Young]] pada tahun 1803 dan sebagai fenomena [[interferensi]] [[gelombang cahaya]]. Dari percobaan yang mengamati [[pola]] [[interferensi]] pada dua celah kecil yang berdekatan,<ref>{{citation|first = Thomas|last = Young|date = 1804-01-01|accessdate = 2009-08-27|url = http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/94/1.1.full.pdf+html|title=The Bakerian Lecture: Experiments and calculations relative to physical optics|journal=Philosophical Transactions of the [[Royal Society]] of London|volume = 94|pages = 1-16}} (Note: This lecture was presented before the Royal Society on 24 November 1803.)</ref> [[Thomas Young]] menyimpulkan bahwa kedua celah tersebut lebih merupakan dua sumber [[gelombang]] yang berbeda daripada [[partikel]] (en:''corpuscles'').<ref>{{cite book|author=T. Rothman|authorlink =Tony Rothman|title=Everything's Relative and Other Fables in Science and Technology|publisher=Wiley|place=New Jersey|year=2003|isbn=0471202576}}</ref>
* [[Augustin Jean Fresnel]] pada tahun 1815<ref>Augustin-Jean Fresnel (1816) "Mémoire sur la diffraction de la lumière … ," ''Annales de la Chemie et de Physique'', 2nd series, vol. 1, pages 239-281. (Presented before ''l'Académie des sciences'' on 15 October 1815.) Available on-line (in French) at: http://www.bibnum.education.fr/physique/optique/premier-memoire-sur-la-diffraction-de-la-lumiere.</ref> dan tahun 1818<ref>Augustin-Jean Fresnel (1826) "Mémoire sur la diffraction de la lumière," ''Mémoires de l'Académie des Sciences (Paris)'', vol. 5, pages 33-475. (Summitted to ''l'Académie des sciences'' of Paris on 20 April 1818.)</ref>, dan menghasilkan perhitungan matematis yang membenarkan [[teori gelombang]] [[cahaya]] yang dikemukakan sebelumnya oleh [[Christiaan Huygens]]<ref>Christiaan Huygens, ''Traité de la lumiere'' (Leiden, Netherlands: Pieter van der Aa, 1690), Chapter 1. (Note: Huygens published his ''Traité'' in 1690; however, in the preface to his book, Huygens states that in 1678 he first communicated his book to the French Royal Academy of Sciences.)</ref> pada tahun 1690 hingga [[teori partikel]] [[Isaac Newton|Newton]] mendapatkan banyak sanggahan. [[Augustin Jean Fresnel|Fresnel]] mendefinisikan '''difraksi''' dari [[eksperimen celah ganda]] [[Thomas Young|Young]] sebagai [[interferensi]] [[gelombang]]<ref name=hecht>{{cite book|author=E. Hecht|year=1987|title=Optics|edition=2nd|publisher=Addison Wesley|isbn=020111609X}} Chapters 5 & 6.</ref> dengan persamaan:
:<math>m \lambda = d \sin \theta</math>
dimana <math>d</math> adalah jarak antara dua sumber [[muka gelombang]], <math>\theta</math> adalah sudut yang dibentuk antara [[fraksi]] [[muka gelombang]] urutan ke-<math>m</math> dengan sumbu normal [[muka gelombang]] [[fraksi]] mula-mula yang mempunyai urutan maksimum <math>m = 0</math>.<ref name=diffraction>{{cite book|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0201529815}}Chapter 38</ref>. [[Difraksi Fresnel]] kemudian dikenal sebagai '''''near-field diffraction''''', yaitu difraksi yang terjadi dengan nilai <math>m</math> relatif kecil.
* [[Richard C. MacLaurin]] pada tahun 1909, dalam ''monograph''nya yang berjudul '''''Light'''''<ref>''Light," by Richard C. MacLaurin, 1909, Columbia University Press</ref>, menjelaskan proses perambatan [[gelombang cahaya]] yang terjadi pada [[difraksi Fresnel]] jika celah difraksi disoroti dengan [[sinar]] dari jarak jauh.
* [[Joseph von Fraunhofer]] dengan mengamati bentuk [[gelombang]] difraksi yang perubahan ukuran akibat jauhnya [[bidang pengamatan]].<ref name="Hecht_optics_p396">''Hecht, E. (1987)'', p396 -- Definition of Fraunhofer diffraction and explanation of forms.</ref><ref name="Hecht_optics_p397">''Hecht, E. (1987)'', p397 -- diagram and explanation of Fraunhofer diffraction with reference to an opaque shield w/ aperture.</ref> [[Difraksi Fraunhofer]] kemudian dikenal sebagai '''''far-field diffraction'''''.
* [[Francis Weston Sears]] pada tahun 1948 untuk menentukan pola difraksi dengan menggunakan pendekatan matematis [[Augustin Jean Fresnel|Fresnel]]<ref>http://www.temf.de/Diffraction.135.0.html?&L=1#c641</ref>. Dari jarak tegak lurus antara celah pada [[bidang halangan]] dan [[bidang pengamatan]] serta dengan mengetahui besaran [[panjang gelombang]] [[sinar]] insiden, sejumlah area yang disebut [[zona Fresnel]] (en:''Fresnel zone'') atau ''half-period elements'' dapat dihitung.
== [[Difraksi Fresnel]] ==
[[
'''Difraksi Fresnel''' adalah pola [[gelombang]] pada titik ''(x,y,z)'' dengan persamaan:
Baris 33:
:<math> i \,</math> is the [[satuan imajiner]].
== [[Difraksi Fraunhofer]] ==
Dalam [[teori difraksi skalar]] (en:''scalar diffraction theory''), [[Difraksi Fraunhofer]] adalah pola [[gelombang]] yang terjadi pada [[jarak jauh]] (en:''far field'') menurut persamaan integral [[difraksi Fresnel]] sebagai berikut:
Baris 53:
Persamaan di atas menunjukkan bahwa pola [[gelombang]] pada [[difraksi Fresnel]] yang [[skalar]] menjadi [[planar]] pada [[difraksi Fraunhofer]] akibat jauhnya [[bidang pengamatan]] dari [[bidang halangan]].
== [[Difraksi celah tunggal]] ==
[[
[[
Sebuah celah panjang dengan lebar ''infinitesimal'' akan mendifraksi [[sinar]] [[cahaya]] insiden menjadi deretan [[gelombang]] ''circular'', dan [[muka gelombang]] yang lepas dari celah tersebut akan berupa [[gelombang]] silinder dengan [[intensitas]] yang ''uniform''.
Secara umum, pada sebuah [[gelombang planar]] kompleks yang monokromatik <math>\Psi^\prime</math> dengan [[panjang gelombang]] &lambda yang melewati celah tunggal dengan lebar ''d'' yang terletak pada bidang
:<math>\Psi = \int_{\mathrm{slit}} \frac{i}{r\lambda} \Psi^\prime e^{-ikr}\,d\mathrm{slit}</math>
dengan asumsi sumbu koordinaat tepat berada di tengah celah,
Jarak ''r'' dari celah berupa:
Baris 70:
:<math>r = z \left(1 + \frac{\left(x - x^\prime\right)^2 + y^{\prime2}}{z^2}\right)^\frac{1}{2}</math>
Sebuah celah dengan lebar melebihi [[panjang gelombang]] akan mempunyai banyak [[sumber
[[Difraksi Fresnel]]/[[difraksi jarak pendek]] yang terjadi pada celah dengan lebar empat kali [[panjang gelombang]], [[cahaya]] dari [[sumber titik]] pada ujung atas celah akan ber[[interferensi]] destruktif dengan [[sumber titik]] yang berada di tengah celah. Jarak antara dua [[sumber titik]] tersebut adalah <math>\lambda/2</math>. Deduksi persamaan dari pengamatan jarak antara tiap [[sumber titik]] destruktif adalah:
Baris 86:
dimana [[fungsi sinc]] berupa sinc(''x'') = sin(p''x'')/(p''x'') if ''x'' ? 0, and sinc(0) = 1.
== [[Difraksi celah ganda]] ==
[[
[[
Pada [[mekanika kuantum]], [[eksperimen celah ganda]] yang dilakukan oleh [[Thomas Young]] menunjukkan sifat yang tidak terpisahkan dari [[cahaya]] sebagai [[gelombang]] dan [[partikel]]. Sebuah sumber [[cahaya]] koheren yang menyinari [[bidang halangan]] dengan dua celah akan membentuk pola [[interferensi]] [[gelombang]] berupa pita [[cahaya]] yang terang dan gelap pada [[bidang pengamatan]], walaupun demikian, pada [[bidang pengamatan]], [[cahaya]] ditemukan terserap sebagai [[partikel]] diskrit yang disebut [[foton]].<ref>{{cite book
| last = Feynman
Baris 128:
Persamaan ini adalah pendekatan untuk kondisi tertentu.<ref>For a more complete discussion, with diagrams and photographs, see Arnold L Reimann, ''Physics'', chapter 38.</ref> Persamaan [[matematika]] yang lebih rinci dari [[interferensi]] celah ganda dalam konteks [[mekanika kuantum]] dijelaskan pada [[dualitas Englert-Greenberger]].
== [[Difraksi celah majemuk]] ==
[[
[[
[[
[[
'''Difraksi celah majemuk''' (en:'''''Diffraction grating''''') secara matematis dapat dilihat sebagai [[interferensi]] banyak [[titik sumber]] [[cahaya]], pada kondisi yang paling sederhana, yaitu yang terjadi pada dua celah dengan pendekatan Fraunhofer, perbedaan jarak antara dua celah dapat dilihat pada [[bidang pengamatan]] sebagai berikut:
Baris 162:
[[Cahaya]] yang terdifraksi dari celah majemuk dapat dihitung dengan penjumlahan difraksi yang terjadi pada setiap celah berupa [[konvolusi]] dari pola difraksi dan [[interferensi]].
== Referensi ==
{{reflist}}
| |||