belajar contoh gangguan dan pembelauan cahaya – celah tunggal, kemudian kerjakan masalah gangguan dan pembelauan cahaya.
1. Cahaya yang mempunyai panjang gelombang 700 nm melalui celah yang mempunyai lebar 0,2 mm. Corak pembelauan pada skrin berada pada jarak 50 cm dari celah. Tentukan jarak antara garis gelap kedua dan garis terang utama.
Perbincangan
Ditanya: y?
Jawapan:
Lebar celah adalah sangat kecil berbanding jarak antara celah dan skrin (dalam rajah, lebar celah dibesarkan) jadi sudutnya sangat kecil. Sudutnya sangat kecil sehingga nilai sin theta hampir dengan nilai tangen theta.
Jarak antara garisan terang utama dan garisan gelap kedua ialah 3,5 milimeter.
2. Satu celah tunggal dengan lebar 0,1 mm disinari oleh cahaya monokromatik dan pada skrin yang terletak 4 meter dari celah tersebut, pelbagai garis, terang dan gelap, dapat diperhatikan hasil daripada pembelauan. Jika jarak antara garis gelap kedua dan garis terang utama ialah 16 mm, tentukan panjang gelombang cahaya tersebut!
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
d = 0,1 mm = 0,0001 m = 1 x 10-4 m
l = 4 meter
n = 2
y = 16 mm = 16 x 10-3 m
Ditanya: apakah panjang gelombang cahaya?
Jawapan:
Panjang gelombang cahaya = 200 nanometer
3. Lihat gambar di bawah!
Jurang tunggal S selebar 0,2 mm diterangi oleh pancaran cahaya selari dengan λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m). Corak pembelauan yang terhasil ditangkap pada skrin 60 cm dari celah. Jarak antara garis gelap kedua dan garis terang tengah ialah…
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm
Perbincangan
Dikenali :
λ = 500 nm = 500 x 10-9 m = 5 x 10-7 m
d = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
l = 60 cm = 0,6 m
n = 2
Ditanya : y ?
Jawab :
Lebar celah adalah sangat kecil berbanding jarak antara celah dan skrin jadi sudutnya sangat kecil (lebar celah dalam imej di atas dibesarkan). Sudutnya sangat kecil jadi nilai sin tit tangen menghampiri tit.
sin θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Formula pembelauan celah tunggal (minimum):
d sin θ = n λ
(2x10-4)(y/0,6) = (2)(5 x 10-7)
(2x10-4) y = (0,6)(10 x 10-7)
(2x10-4) y = 6 x 10-7
y = (6 x 10-7) / (2 x 10-4)
y = 3 x 10-3
y = 0,003 meter
y = 3 milimeter
Jawapan yang betul ialah A.
4. Satu pancaran cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 5000 Å (1 Å = 10-10 m) yang melalui celah tunggal menghasilkan corak pembelauan cerah tertib pertama seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Lebar celah ialah…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
C. 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm
Perbincangan
Dikenali :
λ = 5000 Å = 5000 x 10-10 m = 5 x 10-7 m
tanpa 30o = 0,5
n = 1
Ditanya : lebar jurang (d) ?
Jawab :
d sin θ = n λ
d (0,5) = (1)(5 x 10-7)
d = (5 x 10-7) / (0,5)
d = 10 x 10-7 m
d = 1 x 10-6 m
d = 1 x 10-3 mm
d = 0,001 mm
Jawapan yang betul ialah A.
Gangguan dan pembelauan cahaya – celah tunggal
1. Satu celah dengan lebar 0,5 mm disinari oleh cahaya yang mempunyai panjang gelombang = 650 nm. Corak pembelauan pada skrin berada pada jarak 50 cm dari celah. Tentukan jarak antara garis gelap kedua dan garis terang utama.
2. Satu celah tunggal dengan lebar 0,4 mm disinari oleh cahaya monokromatik dan pada skrin 2 meter dari kekisi pembelauan, corak pembelauan terang dan gelap dapat diperhatikan. Jika jarak antara garis gelap ketiga dan garis terang utama ialah 20 mm, tentukan panjang gelombang cahaya!
