Penjelasan mengenai Difraksi Cahaya

Difraksi cahaya adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan gelombang oleh celah sempit sebagai penghalang. Gelombang terdifraksi selanjutnya berinterferensi satu sama lain sehingga menghasilkan daerah penguatan dan pelemahan.

1. Difraksi Celah Tunggal

Dalam topik ini akan dibahas difraksi Fraunhofer yang dihasilkan oleh celah tunggal. Salah satu jenis difraksi Fraunhofer, yaitu difraksi dengan sumber cahaya dan layar penerima berada pada jarak tak terhingga dari benda penyebab difraksi, sehingga muka gelombang tidak lagi diperlakukan sebagai bidang sferis, melainkan sebagai bidang datar. Dengan kata lain, difraksi ini melibatkan berkas cahaya sejajar.

Gambar 1 : Difraksi celah tunggal.

Pada Gambar 1 menunjukkan gelombang cahaya dengan panjang gelombang λ didifraksikan oleh celah sempit dengan lebar d. Pola gelap dan terang terbentuk ketika gelombang cahaya mengalami interferensi.

Beda lintasan ke titik P adalah ( d/2 ) sin θ, dengan θ adalah sudut antara garis tegak lurus terhadap celah dan garis dari pusat celah ke P. Apabila beda lintasan yang terjadi adalah 1/2 λ, maka kedua cahaya (Gambar 1) akan saling memperlemah dan menyebabkan terjadinya interferensi minimum sehingga pada layar terbentuk pola gelap.

Jadi, pola gelap (difraksi minimum) terjadi jika:

d.sin θ = n. λ ; n = 1, 2, 3 .....

( 1 )

Sementara itu, pola terang (difraksi maksimum) terjadi bila:

( 2 )

2. Difraksi Celah Majemuk (Kisi Difraksi)

Kisi difraksi merupakan piranti untuk menghasilkan spektrum dengan menggunakan difraksi dan interferensi, yang tersusun oleh celah sejajar dalam jumlah sangat banyak dan memiliki jarak yang sama (biasanya dalam orde 1.000 per mm).

Gambar 2 : Kisi difraksi.

Dengan menggunakan banyak celah, garis-garis terang dan gelap yang dihasilkan pada layar menjadi lebih tajam. Bila banyaknya garis (celah) per satuan panjang, misalnya cm adalah N, maka tetapan kisi d adalah:

( 3 )

Bila cahaya dilewatkan pada kisi dan diarahkan ke layar, maka pada layar akan terjadi hal-hal berikut ini.

1. Garis terang (maksimum), bila:

d.sin θ = n. λ ; n = 0, 1, 2 .....

2. Garis gelap (minimum), bila:

Kemampuan lensa untuk membebaskan bayangan dari dua titik benda yang sangat dekat disebut resolusi lensa. Jika dua titik benda sangat dekat, maka pola difraksi bayangan yang terbentuk akan tumpang tindih.

Kriteria Rayleigh menyatakan bahwa :

“Dua bayangan dapat diuraikan jika pusat piringan difraksi salah satunya persis di atas minimum pertama pola difraksi yang lainnya”.

Ukuran kemampuan alat optik untuk membentuk bayangan terpisahkan dari benda-benda rapat atau untuk memisahkan panjang gelombang radiasi yang rapat disebut daya urai.