Artikel Kisi Difraksi

Kisi Difraksi

            Sejumlah besar celah pararel yang berjarak sama adalah kisi difraksi, walaupun istilah kisi inteferensi mungkin lebih sesuai. Kisi dapat dibuat dengan mesin presisi berupa garis-garis pararel yang sangat halus dan teliti di atas pelat kaca. Jarak yang tidak tergores di antara garis-garis tersebut berfungsi sebagai celah. Transparansi fotografis dari kisi yang asli bisa digunakan sebagai kisi yang murah. Kisi yang berisi 10.000 garis per sentimeter adalah umum saat ini dan sangat berguna untuk pengukuran panjang gelombang dengan tepat. Kisi difraksi yang berisi celah-celah disebut kisi transmisi. Kisi pantulan juga mungkin, dapat dibuat dengan membuat garis-garis halus pada permukaan logam atau kaca dari mana cahaya dipantulkan dan dianalisis. Analisis ini pada dasarnya sama untuk kisi transmisi.

            Analisis kisi difraksi sangat mirip dengan eksperimen celah ganda Young. Kita anggap berkas-berkas cahaya pararel jatuh pada kisi. Kita juga menganggap bahwa celah-celah tersebut cukup sempit sehingga difraksi oleh masing-masingnya menyebarkan cahaya dengan sudut yang sangat besar pada layar yang jauh di belakang kisi, dan inteferensi dapat terjadi dengan cahaya dari semua celah yang lain. Berkas cahaya yang melalui setiap celah tanpa pembelokkan (θ =0 derajat) berinteferensi konstruktif untuk menghasilkan garis terang di tengah layar. Inteferensi konstruktif juga dapat terjadi pada sudut θ sedemikian rupa sehingga berkas dari celah yang bersisian menempun jarak ekstra sejauh selisih l=perkallian orde dengan panjang gelombangnya, di mana m marupakan bilangan bulat. Dengan demikian, jika d adalah jarak antara celah, maka selisih l adalah perkalian jarak lebar antar celah dengan sin θ, dan

Sin θ= mD/λ ……..…………………………..…..(2.2)

adalah kriteria untuk mendapatkan maksimum terang dimana m=0,1,2, dan seterusnya. Persamaan ini sama dengan situasi persamaan ganda, dan kembali m disebut orde dari pola tersebut.

            Bagaimanapun ada perbedaan penting antara pola celah ganda dengan banyak celah. Maksimal yang terang lebih tajam dan sempit untuk kisi. Mengapa demikian bisa dilihat sebagai berikut. Misalkan sudut θ diperbesar sedikit di atas yang dibutuhkan untuk maksimum. Pada kasus celah ganda, kedua gelombang hanya akan sedikit berbeda fase sehingga terjadi inteferensi yang hampir konstruktif. Ini berarti maksimum akan lebar. Untuk kisi, gelombang-gelombang dari dua celah yang bersisian juga tidak terlalu berbeda fase. Tetapi gelombang dari satu celah dan gelombang lain dari yang kedua yang berjarak beberapa ratus celah bisa tepat berlawanan fase, semua atau hampir semua cahaya akan saling meniadakan dengan cara ini. Sebagai contoh, misalkan sudut θ berbeda dari maksimum orde pertamanya sehingga panjang lintasan ekstra untuk sepasang celah yang bersisian tidak tepat λ tetapi 1,0010λ. Gelombang yang melalui satu celah tunggal dan gelombang lain 500 celah di bawahnya akan berbeda fase 1,500 λ atau tepat 3/2 sepasang gelombang sehingga keduanya akan saling meniadakan. Sepasang celah, satu di bawah yang dua ini, juga akan saling maniadakan. Artinya, cahaya dari celah 1 saling meniadakan dengan cahaya dari celah 501; cahay dari celah 2 meniadakan yang keluar dari celah 502, dan seterusnya. Dengan demikian bahkan dengan sudut yang kecil yang berhubungan dengan panjang lintasan ekstra 1/ 1000 λ ada inteferefsi destruktif yang banyak dan maksimum akan sangat sempit. Makin banyak garis pada sebuah kisi makin tajam pula puncaknya. Karena sebanyak kisi menghasilkan garis yang jauh lebih tajam dan lebih terang dari dua celah saja, ia merupakan alat yang lebih tepat untuk mengukur panjang gelombang.

Artikel Tegangan Permukaan Zat Cair

Tegangan Permukaan Zat Cair

Tegangan permukaan juga berhubungan dengan gaya antarmolekul dalam cairan. Molekul-molekul dalam cairan  menarik satu sama lain. Sebuah molekul dalam sebagian besar zat cair tertarik sama pada semua sisi sehingga tarik menarik pada molekul adalah nol. Namun, gaya tarik menarik molekul di permukaan hanya ke bawah. Oleh karena itu, molekul permukaan mengalami gaya tarik resultan ke bawah dari dalam cairan, yang cenderung membuat area permukaan cairan sekecil mungkin. Hal ini menyebabkan molekul di permukaan yang akan ditarik ke dalam dan sehingga selalu ada beberapa kekuatan ketidakseimbangan yang bekerja pada permukaan cairan. Inilah disebut tegangan permukaan. Tegangan permukaan dapat didefinisikan sebagai:'Gaya yang bekerja tegak lurus dalam satuan panjang pada permukaan zat cair'.

Satuan SI tegangan permukaan adalah Nm^{- 1}. Karena satuan ini terlalu besar, dapat juga menggunakan unit yang lebih kecil mNm^{- 1} (millinewton meter ^{- 1}). Berikut dua fenomena penting adalah karena adanya tegangan permukaan:

1. Bentuk tetesan adalah bulat

Tetes cairan memiliki bentuk hampir bulat. Karena tegangan permukaan, permukaan bebas dari cairan cenderung untuk mencapai luas permukaan minimum. Karena bola memiliki luas permukaan minimum untuk volume tertentu cairan, cairan mencoba untuk mengadopsi bentuk bola. Contohnya adalah tetesan air atau tetesan merkuri. 

2. Kapilaritas

Ketika salah satu ujung tabung kapiler yang dimasukkan ke dalam cairan yang membasahi kaca, cairan naik ke dalam pipa kapiler pada ketinggian tertentu dan kemudian berhenti. Kenaikan cairan dalam kapiler karena tarikan tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan, yang mendorong cairan ke dalam tabung kapiler. Fenomena ini disebut kapilaritas. Kenaikan cairan dalam kapiler sangat penting. Air di bawah permukaan bumi naik ke tanaman melalui akar, minyak naik ke sumbu lampu minyak, tinta meningkat dalam kertas merupakan contoh peristiwa kapilaritas

Tegangan Permukaan Zat Cair

Salah satu sifat yang dimiliki fluida statis adalah permukaannya punya tegangan. Tegangan tersebut dinamakan tegangan permukaan. Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk meregang sehingga permukaannya nampak seolah dilapisi oleh suatu lapisan. Pasti diantara sobat hitung pernah mengamati ada nyamuk atau serangga kecil lainnya yang bisa berdiri atau berjalan di atas air tanpa tengggelam. Itu terjadi karena ada tegangan permukaan zat cair. Yang menjadi penyebab utama adanya tegangan permukaan adalah gaya kohesi (gaya terik menarik molekul sejenis) dari fluida atau zat cair. Setiap molekul zat cair saling menarik moelkul di sekitar mereka. Gaya tari menarik ini memicu adanya ikatan yang cukup kuat antar molekul.

Tegangan Permukaan pada Air

Salah satu fluida yang kita jumpai setiap air adalahh air (H₂O). Air memiliki tegangan permukaan sebesar 72 dyne/cm2 ketika suhunya 25o. Artinya sobat akan memerlukan 72 dyne untuk memcahkan tegangan permukaan air sepanjang 1 cm. Tegangan permukaan air berbanding terbalik dengan suhunya. Jika suhu air naik maka tegangan permukaannya semakin kecil. Pendapat bahwa mencuci pakaian dengan air panas akan lebih bersih adalah benar. Suhu yang tinggi akan menurunkan tegangan permukaan sehingga air lebih bisa membasahi pori-pori kain dengan lebih baik. Detergen sekarang banyak terkandung zat surfactan. Zat ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan zat cair sehingga akan hasil cucian bisa lebih bersih. Contoh Peristiwa Tegangan Permukaan Zat Cair

Ternyata banyak peristiwa melibatkan “tegangan permukaan zat cair” yang kita jumpai setiap hari, diantaranya :

1. Beberapa jenis serangga kecil bisa berjalan di atas air. Laba-laba air dapat begitu mudah bergerak cepat di atas air bukan hanya semata karena tubuhnya yang ringan dan morfologi tubuh yang mendukung, tetapi juga dikarenakan adanya tegangan permukaan zat cair.
2. Jarum kecil bisa terapung di atas air. Jika dilihat dari massa jenisnya jarum akan lebih besar dari massa jenis air. AKan tetapi jika sobat mencoba meletakkan jarum pelan-pelan di atas air tenang jarum tersebut bisa terapung sementara. Tegangan permukaan zat cair menahan gaya berat dari jarum. Air perlu dijaga agar tidak goyang. Jika air goyang jarum dengan cepat akan  memecah tegangan permukaan dan tenggelam ke dasar.
3. Sabun Mandi dan Detergen
4. Produk sabun mandi dan detergen selain untuk membunuh kuman di badan juga berguna menurunkan tegangan permukaan air akan air dapat membasahi tubuh lebih sempurna dan hasilnya akan lebih bersih.

Rumus Tegangan Permukaan Zat Cair

Tegangan permukaan (gama) merupakan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja.  Rumus fisikanya

γ = F/d

dengan :

γ = tegangan permukaan (N/m atay Dyne/cm)

d = panjang permukaan (m atau cm) dimana dilai d adalah = 2l