Variasi Panjang Gelombang Cahaya Pada Simulasi Pola Difraksi Fraunhofer Untuk Celah Lingkaran

  • Ahmad Zubair Al Kahfi Program Studi Fisika, Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta
  • Cecilia Yanuarief Program Studi Fisika, Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta
Keywords: difraksi Fraunhofer celah lingkaran, integrasi Kuadratur Gauss-Legendre 4 titik, MATLAB, simulasi komputer

Abstract

Dalam penelitian ini, fungsi integral intensitas pola difraksi Fraunhofer celah lingkaran dihitung menggunakan metode numerik integrasi kuadratur Gauss-Legendre 4 titik. Intensitas tersebut dapat digunakan untuk menampilkan distribusi intensitas pola difraksi Fraunhofer celah lingkaran dalam bentuk visual. Intensitas pola difraksi ditentukan oleh beberapa variabel. Visualisasi tersebut dibuat dalam bentuk simulasi menggunakan perangkat lunak komputer MATLAB. Simulasi dibuat menggunakan fasilitas GUI (Graphycal User Interface) untuk memudahkan pengguna mengoperasikan simulasi tersebut. Simulasi yang sudah dibuat dapat menampilkan pola difraksi Fraunhofer celah lingkaran berupa grafik 2 dimensi dan 3 dimensi. Grafik 3 dimensi tersebut dapat menampilkan pola yang sesuai dengan pola yang dihasilkan pada eksperimen. Simulasi yang sudah dibuat dapat menampilkan pola difraksi pada panjang gelombang berapa saja dalam rentang spektrum cahaya tampak. Pola difraksi juga dapat ditampilkan pada jari-jari celah, jarak layar ke calah, dan intensitas awal berapa saja. Distribusi pola difraksi Fraunhofer celah lingkaran yang ditampilkan simulasi tersebut dianalisis dan dibahas berdasarkan perbedaan setiap variabel. Hasil simulasi menunjukkan panjang gelombang menentukan warna pusat lingkaran dan cincin-cincin di sekeliling pusat lingkaran pada pola difraksi. Hasil simulasi juga menunjukkan jari-jari celah lingkaran dan jarak celah ke layar menentukan ukuran pusat lingkaran dan cincin-cincin di sekitar pusat lingkaran pada pola difraksi. Selain itu, Intensitas awal dan jarak celah ke layar menentukan besar intensitas pola difraksi. Simulasi ini dapat meningkatkan pembelajaran tentang difraksi Fraunhofer celah lingkaran.

[In this study, the integral function of the intensity of the Fraunhofer diffraction of circle aperture is calculated using the numerical method of the 4-point Gauss-Legendre quadratic integration. This intensity can be used to display the intensity distribution of the Fraunhofer diffraction pattern of circle aperture in a visual form. The intensity of diffraction patterns is determined by several variables. The visualization was made in the form of simulation using MATLAB computer software. The simulation is made using the GUI (Graphycal User Interface) facility to facilitate the user to operate the simulation. The simulation that has been made can display the Fraunhofer diffraction pattern of circle aperture in the form of 2-dimensional and 3-dimensional graphics. The 3- dimensional graph can display patterns that correspond to the patterns produced in the experiment. Simulations that have been made can display diffraction patterns at any wavelength in the range of visible light spectrum. The diffraction pattern can also be displayed on any circular aperture radius, distance of aperture to screen, and initial intensity. The distribution of the Fraunhofer diffraction pattern of circular aperture displayed in the simulation is analyzed and discussed based on differences of each variable. The simulation results show that the wavelength determines the color of the center of the circle and the rings around the center of the circle in the diffraction pattern. The simulation results also show the radius of the circle aperture and the distance of the aperture to the screen determine the size of the center of the circle and the rings around the center of the circle in the diffraction pattern. In addition, the initial intensity and the distance of to the aperture to the screen determine the intensity of the diffraction pattern. This simulation can improve learning about the Fraunhofer diffraction for circular aperture.]

References

[1] E. Hecth, “Optics”, 4th ed., Canada: Addison-Wesley Publishing Company, 2002.
[2] A. Jenkins dan E. White, “Fundamentals of Optics”, 4th ed., Tokyo: McGraw-Hill International Book Company, 2001.
[3] P. Tipler dan G. Mosca, “Physic for Scientist and Engineers”, 5th ed., New York: W.H, Freeman and Company, 2004.
[4] I. Widagda, “Simulasi Intensitas Difraksi Pada Celah Lingkaran (Circuler Aperture) dengan Metode Simpson”, Jurnal Universitas Udayana, 2015.
[5] R. Munir, “Metode Numerik”, Bandung: Informatika Bandung, 2010.
[6] K. Firausi, Sutini, dan W. Setiabudi, “Difraksi Fraunhofer Sebagai Metode Alternatif Sederhana Spektrum”, Berkala Fisika, 2003
[7] Z. Zhang, H. Bai, G. Yang, F. Jiang, Y. Ren, J. Li, K. Yang, dan H. Yang, “Computer Simulation of Fraunhofer Diffraction Based on MATLAB”. Optik, vol. 124, pp. 4449-4451, Jan., 2013
[8] C. Yanuarief, “Simulasi Pola Difraksi Fraunhofer untuk Celah Lingkaran dengan Modifikasi Fungsi Bessel”, Jurnal Integrated Lab UIN Sunan Kalijaga, vol. 4, 2016
Published
2020-05-29
Section
Articles