Contoh lapisan tipis terbentuk pada lapisan minyak tipis di atas air atau pada gelembung dari air sabun. Interferensi cahaya oleh lapisan tipis dapat membentuk cahaya warna-warni. Kondisi ini dapat dilihat pada saat cahaya matahari mengenai gelembung air sabun. Pada lapisan tipis gelembung dari air sabun akan terlihat cahaya warna-warni. Peristiwa ini dapat terjadi karena perpaduan antara dua gelombang cahaya koheren dan beda fase tetas yang disebut interferensi cahaya.
Cahaya atau berkas sinar yang mengenai lapisan tipis akan mengalami pemantulan dan pembiasan. Sinar yang dibiaskan oleh lapisan tipis akan mengenai bidang batas pada lapisan tipis di sisi lainnya yang kemudian akan dipantulkan lagi sebagian. Sinar yang dipantulkan tersebut akan bertemu dengan sinar yang dipantulkan di awal sehingga terjadi interferensi cahaya.
Baca Juga: Gelombang Transversal dan Longitudinal, Apa Bedanya?
Pita terang dan gelap hasil interferensi cahaya oleh lapisan tipis membentuk suatu pola yang dapat dinyatakan dalam suatu persamaan. Bagaimana persamaan pola pita cahaya terang dan gelap dari interferensi cahaya oleh lapisan tipis? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
Persamaan Pola Terang dan Gelap pada Interferensi oleh Lapisan Tipis
Interferensi adalah gejala superposisi gelombang yaitu penjumlahlan gelombang ketika dua buah gelombang atau lebih merambat pada medium yang sama. Akibat dari gejala superposisi menyebabkan simpangan dari partikel dalam medium sama dengan jumlah dari simpangan setiap gelombang yang mungkin ditimbulkan.
Seberkas sinar/cahaya mengenai lapisan tipis maka sebagian sinar akan dipantulkan dan sebagian yang lain akan dibiaskan.
Sinar yang mengenai lapisan tipis mengalami perubahan fase ½ (beda fase = ½) sehingga selisih lintasan optik kedua sinat pada interderensi maksimum (pola terang) adalah½λ, 3/2λ, 5/2λ, dan seterusnya. Sedangkan saat interferensi minimum (pola gelap) memiliki beda fase 1 dengan selisih lintasan optik 0, λ, 2λ, dan seterusnya.
Persamaan pola terang dan gelap pada interferensi cahaya oleh lapisan tipis sesuai dengan dua bentuk rumus berikut.
Baca Juga: Persamaan Pola Pita Terang dan Gelap pada Interferensi Celah Ganda Young
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasan penggunaan rumus pola terang/gelap pada interferensi cahaya oleh lapisan tipis. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Interferensi Cahaya Oleh Lapisan Tipis
Sebuah lapisan transparan yang tipis terbuat dari MgFe2 (n = 1,38) ditempelkan pada permukaan kaca (n = 1,6) untuk mengurangi pemantulan. Jika panjang gelombang adalah 500 nm yang datang secara normal maka tebal lapisan yang diperlukan agar diperoleh pantulan minimum adalah ….
A. 310 Å
B. 510 Å
C. 910 Å
D. 2.500 Å
E. 10.500 Å
Pembahasan:
Sebagian cahaya pada lapisan tipis teratas dipantulkan dan sebagian lagi akan dibiaskan oleh lapisan MgFe2. Sebagian cahaya yang dibiaskan tersebut kemudian akan dipantulkan kembali oleh lapisan kaca. Sinar di lintasan atas dan bawah saling berinterferensi tergantung selisih jarak lintasan, sehingga persamaan untuk mendapatkan pantulan minimum adalah pada permasalahan ini adalah 2nd · cos r = 1/2λ.
Menentukan tebal lapisan MgFe2:
Jadi, tebal lapisan yang diperlukan agar diperoleh pantulan minimum adalah 910 Å.
Jawaban: C
Contoh 2 – Interferensi Cahaya Oleh Lapisan Tipis
Sinar monokromatis dengan panjang gelombang di udara λ tiba tegak lurus pada selaput tipis. Jika iketahui tebal selaput sama dengan d, indeks bias untuk sinar adalah n, dan selaput berada di udara maka pemantulan sinar itu akan mengalami interferensi minimum bila d adalah ….
A. 1/4nλ dan 3/4nλ
B. 1/nλ dan 1/2nλ
C. 1/4nλ dan 1/2nλ
D. 1/nλ dan 3/4nλ
E. hanya 1/2nλ
Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh beberapa informasi seperti berikut.
- Panjang gelombang = λ
- Sudut datang = tegak lurus = 90o
- Tepal lapisan = d
- Indek bias = n
Menentukan persamaan d saat penamtulan sinar akan mengalami interferensi minimum (pola pita gelap):
2nd · cos r = mλ
2nd × cos 90o = mλ
2nd × 1 = mλ
d = mλ/2n = m/2nλ
Orde referensi pada pola gelam m = 1, 2, 3, …, sehingga persamaan d agar terjadi interferensi minimum dapat diperoleh seperti cara berikut.
- Untuk m = 1:
d = m/2nλ
d = 1/2nλ
- Untuk m = 2:
d = 2/2nλ
d = 2/2nλ = 1/nλ
- Untuk m = 3:
d = 3/2nλ
d = 3/2nλ
Jadi, pemantulan sinar itu akan mengalami interferensi minimum bila d = 1/2nλ (m = 1) dan d = 1/nλ (m = 2).
Jawaban: B
Demikianlah tadi ulasan interferensi cahaya oleh lapisan tipis seperti pada gelembung air sabun. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Cara Menentukan Panjang Gelombang dan Cepat Rambatnya dari Persamaan Gelombang Berjalan