Variasi Indeks Bias Terhadap Tekanan

ABSTRACT

Interferometer can be utilized to determine index refraction a medium. One of interferometer type utilized is michelson interferometer. Michelson interferometer purpose to observe interference pattern while given by pressure variation. So index refraction a medium get to be known. According to dislocation fringe with absolute pressure made graph with equation y=mx+c. Where is relationship among dislocation fringe with absolute pressure is comparable reverse. Hereafter equation y=mx+c is utilized to account index refraction. Index refraction of the air as experimentally is 0.98±0.03. Besides that in experiment we can know index refraction of the air while 1atm is 0.097±0.03.

Key word: Michelson Interferometer, Index Refraction, Absolute Pressure

1. Pendahuluan

Cahaya mempunyai sifat sanggup merambat, media rambatan cahaya bermacam – macam. Media rambat cahaya disebut dengan medium. Kerapatan suatu medium sanggup mempengaruhi kecepatan arah rambat cahaya. Menurut Christian Huygens (1629-1695) perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias. Secara matematis persamaan indeks bias sanggup dituliskan :

                                       1.1     

Dimana n = Indeks Bias

  c = Laju cahaya dalam rung hampa (3x10⁸ m/s)

  v = Laju cahaya dalam zat

Selain menunjukkan perbandingan cepat rambat cahaya dalam suatu medium, indeks bias juga akan menunjukkan kerapatan optic suatu medium (Prisadi, 2005).

Selain dipengaruhi oleh kerapatan suatu medium, indeks bias juga dipengaruhi oleh tekanan udara. Secara teoritik, untuk tekanan yang cukup rendah, hubungan antara indeks bias medium terhadap tekanan bersifat linear. Untuk ruang hampa, dimana tekanannya sama dengan nol, indeks biasnya sama dengan satu ( indeks bias ruang vakum). Dari eksperimen akan diperoleh grafik hubungan antara indeks bias dengan tekanan gas. Kemiringan dari grafik yang menghubungkan antara indeks bias dengan tekanan sewenang-wenang sanggup dinyatakan dalam persamaan :

=                                   1.2

Ketika tekanan udara diturunkan dari  menjadi  maka akan terjadi perubahan indeks bias dari  menjadi  sehingga nantinya akan diketahui perubahan lintasan optiknya ( Laud, 1988).

Salah satu alat yang sanggup dipakai untuk mengetahui nilai indeks bias suatu medium ialah Interferometer Michelson. Pada Interferometer Michelson hasil interferensi berasal dari pemecahan amplitude. Prinsip dasar dari interferometer ialah adanya interferensi menimbulkan terjadinya suatu frinji jawaban dari perbedaan lintasan optic (Resnick,1993).

Gambar di bawah merupakan diagram skematik interferometer Michelson. Gambar 1.1 menunjukkan diagram interferometer Michelson. Berkas cahaya dari sinar laser akan dipancarkan menuju pemisah berkas yang merefleksikan 50 % intensitas cahaya tiba dan mentransmisikan 50 % intensitas cahaya sisanya. Berkas cahaya tiba tersebut akan dipisahkan menjadi dua bagian; sebagian berkas cahaya ditransmisikan menuju movable mirror dan berkas cahaya lainnya direfleksikan menuju adjustable mirror . Kedua cermin tersebut akan merefleksikan cahaya menuju pemisah berkas. Sebagian cahaya dari  direfleksikan oleh pemisah berkas menuju layar pengamatan dan sebagian cahaya dari  ditransmisikan melalui pemisah berkas menuju layar pengamatan.

    Kedua berkas cahaya tersebut berasal dari sumber yang sama, sehingga fasenya akan sangat berhubungan. Ketika sebuah lensa diletakkan di antara sumber laser dan pemisah berkas, berkas cahaya sumber akan disebarkan dan teladan interferensi nya ialah pola  gelap terperinci yang sanggup dilihat pada layar pengamatan (Monk, 1937).

Apabila salah satu lintasan Interferometer Michelson diberi perubahan tekanan. Maka berakibat terjadi pergeseran frinji sebanyak N. Nilai perbedaan panjang gelombang ini sanggup dicari dengan memakai persamaan :

                                     1.3

Dimana d ialah tebal sel vakum. Sel vakum diletakkan diantara beam splitter dan movable mirror pada interferometer Michelson (Haiharan, 2007).

Pada interferometer Michelson dipakai laser sebagai sumber cahaya. Laser merupakan cahaya monokramatik yang diperoleh dari adanya emisi radiasi yang terstimulasi. Bentuk dari osilasi laser ialah gelombang bangun dalam resonator. Berkas radiasi laser bersifat intensif, koheren, dan monokromatik. Intensitas dari laser sangat tinggi dan tidak konvergen. Pada eksperimen, salah satu lintasan interferometer Michelson diberi perubahan tekanan dengan memakai vacuum cell, sehingga menimbulkan terjadinya pergeseran frinji sebanyak N. Pada selesai eksperimen akan diperoleh data berupa perubahan tekanan pada vacuum cell (  dan perubahan frinji ( N ), sehingga nantinya sanggup dibentuk grafik N (  ) dimana dari grafik tersebut akan diperoleh gradient m yang akan dipakai untuk memperoleh nilai slope. Dengan nilai slope tersebut akan dibentuk persamaan garis lurus yang menggambarkan variasi indeks bias terhadap tekanan. Dari grafik hubungan antara indeks bias terhadap tekanan akan diperoleh indeks bias pada tekanan 1 atmosfer. Selanjutnya manfaat yang akan diperoleh ialah tercapainya kesesuaian antara rujukan dengan hasil eksperimen.