Interferensi, baik pada celah ganda maupun lapisan tipis, hanya dapat diamati jika memenuhi dua syarat utama:

  1. Cahaya Monokromatik: Cahaya harus memiliki satu panjang gelombang ($\lambda$) tunggal (satu warna). Jika digunakan cahaya putih, pola yang dihasilkan akan menjadi spektrum warna yang tumpang tindih.
  2. Sumber Cahaya Koheren: Kedua sumber cahaya (atau gelombang yang berinterferensi) harus memiliki frekuensi yang sama dan beda fase yang konstan. Dalam eksperimen Young, dua celah tersebut berfungsi sebagai sumber koheren sekunder yang berasal dari satu sumber tunggal.

Eksperimen Celah Ganda Young: Penjelasan Geometri

Konsep beda lintasan ($\Delta s$) adalah kunci dalam eksperimen Young.

$\Delta s$ adalah perbedaan jarak tempuh antara sinar dari celah pertama ($S_1$) dan sinar dari celah kedua ($S_2$) menuju satu titik spesifik di layar ($P$).

Untuk sudut $\theta$ yang sangat kecil (yaitu, jarak $p$ ke pusat $O$ jauh lebih kecil daripada jarak layar $L$), digunakan pendekatan:

$$\sin \theta \approx \tan \theta \approx \frac{p}{L}$$

Ini yang menghasilkan rumus praktis untuk jarak pita ke-$m$ dari terang pusat: $p = \frac{m \lambda L}{d}$.

PolaKeterangan Beda Lintasan (ฮ”s)Keterangan FaseRumus (untuk m=0,1,2,โ€ฆ)
Terang (Konstruktif)Kelipatan bilangan bulat dari $\lambda$Fase sama (sebidang)$d \sin \theta = m \lambda$
Gelap (Destruktif)Kelipatan ganjil dari $\frac{1}{2}\lambda$Fase berlawanan ($180^\circ$)$d \sin \theta = (m + \frac{1}{2}) \lambda$

Interferensi Lapisan Tipis: Pentingnya Pergeseran Fase

Interferensi pada lapisan tipis jauh lebih kompleks karena melibatkan pergeseran fase saat pemantulan.

Pergeseran Fase saat Pemantulan

Ketika cahaya memantul pada batas dua medium, terjadi pergeseran fase $180^\circ$ atau tidak terjadi sama sekali, tergantung pada indeks biasnya:

  1. Pemantulan dari Medium Rapat ke Medium Kurang Rapat ($n_{\text{masuk}} > n_{\text{pantul}}$): Tidak ada pergeseran fase.
  2. Pemantulan dari Medium Kurang Rapat ke Medium Rapat ($n_{\text{masuk}} < n_{\text{pantul}}$): Terjadi pergeseran fase $180^\circ$ (setara dengan beda lintasan $\frac{1}{2}\lambda$).

Rumus Umum yang Lebih Tepat (untuk pemantulan tegak lurus, $\cos r = 1$):

Anggap Lapisan Tipis memiliki $n_1$ (medium masuk), $n_2$ (lapisan), dan $n_3$ (medium di bawah lapisan). Interferensi terjadi antara sinar yang dipantulkan di batas $n_1-n_2$ (Sinar A) dan batas $n_2-n_3$ (Sinar B).

Kondisi Fase Sinar A dan BSyarat Terang (Konstruktif)Syarat Gelap (Destruktif)
Fase A dan B Berlawanan (Satu sinar mengalami $\pi$ shift, lainnya tidak)$2 n_2 t = (m + \frac{1}{2}) \lambda$$2 n_2 t = m \lambda$
Fase A dan B Sama (Keduanya mengalami $\pi$ shift, atau keduanya tidak)$2 n_2 t = m \lambda$$2 n_2 t = (m + \frac{1}{2}) \lambda$

Contoh Aplikasi: Lapisan Anti-Refleksi (AR Coating). Lapisan AR dirancang agar kedua sinar pantul saling menghilangkan (destruktif) pada panjang gelombang tertentu, sehingga meminimalkan pantulan dan meningkatkan transmisi cahaya. Syaratnya adalah kedua sinar pantul harus memiliki fase berlawanan. Ini dicapai dengan mengatur ketebalan lapisan $t$ agar $\Delta s = \frac{1}{2} \lambda$ dan memastikan salah satu pemantulan mengalami pergeseran fase $180^\circ$ sedangkan yang lain tidak.


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *