Difraksi Cahaya Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya

Difraksi Cahaya – Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya – Materi Fisika Kelas 11

Sesuai dengan judul artikel ini, gue mau mengajak elo untuk mengenal yang namanya difraksi cahaya. Tapi sebelum masuk ke topik utama, gue mau kasih tahu dulu nih, contoh peristiwa difraksi cahaya dalam kehidupan sehari-hari. Ya, setidaknya biar elo ada gambaran dulu tentang difraksi cahaya. 

Nah, elo pernah nggak melihat cahaya matahari yang menembus celah-celah awan? Ini lho, yang seperti gambar di bawah ini. 

contoh peristiwa difraksi cahaya dalam kehidupan sehari hari
Sinar matahari menembus celah awan. (Dok. Unsplash)

Nah, ternyata menembusnya cahaya melalui celah-celah awan merupakan salah satu contoh peristiwa difraksi cahaya, lho. Nggak cuma itu saja, fenomena masuknya cahaya melalui celah pintu juga termasuk difraksi cahaya. 

contoh peristiwa difraksi cahaya dalam kehidupan sehari hari
Cahaya pada celah pintu. (Dok. Freepik)

Lantas, bagaimana fenomena difraksi cahaya dapat terjadi? Apa yang menyebabkan munculnya pola gelap-terang pada difraksi cahaya? Yuk, cari tahu!

Pengertian Difraksi Cahaya

Apa itu difraksi cahaya? 

Difraksi cahaya atau pelenturan cahaya dapat terjadi ketika cahaya yang sedang merambat menembus atau melalui suatu penghalang atau celah yang sempit. Di mana, peristiwa difraksi cahaya ini nantinya akan menimbulkan pola gelap-terang pada layar. 

Maksudnya gimana? Coba deh, amati gambar di bawah ini. 

 pengertian dan contoh difraksi cahaya
Difraksi cahaya. (Dok. Wikimedia Commons)

Bisa terlihat kalau pada gambar di atas, cahaya yang datang kemudian menembus suatu penghalang atau celah yang sempit. Nah, peristiwa inilah yang disebut sebagai difraksi cahaya, Guys

Ngomong-ngomong tentang difraksi cahaya, elo tahu nggak sih kalau di dalam bidang kesehatan konsep difraksi cahaya sering dimanfaatkan, lho. 

Jadi, banyak alat kesehatan yang memanfaatkan difraksi cahaya ini. Misalnya saja, LASIK (Laser In Situ Keratomileusis) dan optogenetika.

Pada operasi LASIK, difraksi cahaya biasanya dimanfaatkan untuk mengukur diameter pupil mata sang pasien. Sementara itu, pada optogenetika, difraksi cahaya digunakan untuk menyebarkan sel saraf otak untuk menyembuhkan pasien alzheimer dan stroke. 

Selain itu, difraksi cahaya juga dapat dimanfaatkan untuk mengukur ketebalan rambut, lho. Pengukuran diameter rambut ini dilakukan untuk mendeteksi kerontokan rambut serta penyakit genetik seperti kanker dan gejala kebotakan.

Nah, itu dia beberapa contoh aplikasi difraksi cahaya pada bidang kesehatan. Sekarang kita lanjut ke rumus difraksi cahaya, yuk!

1. Difraksi Celah Tunggal

Sesuai dengan namanya, pada difraksi celah tunggal, sumber cahaya yang merambat hanya melewati satu buah celah saja. Sebagai contoh, ada sebuah cahaya laser yang ditembakkan melalui celah tunggal maka akan menghasilkan pola gelap-terang pada layar. 

Di mana, jarak antara pita terang pusat dengan pita gelap yaitu 1 panjang gelombang. Sedangkan, jarak antara pita gelap dengan pita terang yaitu ½ panjang gelombang.

Coba deh, elo amati ilustrasi di bawah ini!

 contoh difraksi celah tunggal
Ilustrasi difraksi celah tunggal. (Arsip Zenius)

Dengan demikian, persamaan difraksi celah tunggal yaitu:

  • Untuk Pola Gelap
Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 97
  • Untuk Pola Terang
Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 98

Keterangan:

d = lebar celah (m)

λ = panjang gelombang cahaya (m)

n = 1, 2, 3, … 

Baca Juga: Mengenal Konsep Gelombang Cahaya

2. Difraksi Kisi (Celah Banyak)

Difraksi kisi merupakan susunan dari sejumlah besar celah paralel yang lebar dan jarak antar celahnya sama. Sebagai contoh, ada sinar laser yang ditembakkan melalui celah kisi maka akan menghasilkan pola gelap-terang pada layar. 

Di mana, jarak antara pita terang pusat dengan pita terang 1 yaitu 1 panjang gelombang. Sedangkan, jarak antara pita gelap dengan pita terang yaitu ½ panjang gelombang. 

contoh difraksi kisi
Difraksi kisi. (Arsip Zenius)

Bisa dilihat pada difraksi kisi di atas, celahnya ada banyak banget, kan? Sedangkan kalau pada celah tunggal, celahnya itu cuma satu. 

Nah, berikut ini merupakan persamaan dari kisi difraksi: 

Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 99 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 100

Keterangan: 

d = lebar celah (m) 

λ = panjang gelombang cahaya (m)
N = banyak celah 

n = 0, 1, 2, … 

Baca Juga: Fluida Dinamis – Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal

Contoh Soal Difraksi Cahaya

Nah, untuk menguji pemahaman elo, coba kerjakan contoh soal difraksi cahaya di bawah ini, yuk!

  1. Apa yang terjadi ketika gelombang melalui suatu celah sempit ….

A. pemantulan

B. pembiasan

C. difraksi

D. interferensi konstruktif

E. interferensi destruktif

Jawaban dan Pembahasan:

Jawaban yang tepat adalah C karena difraksi cahaya merupakan peristiwa menyebarnya suatu gelombang melalui celah sempit. 

2. Kisi dengan garis 2 x 106 garis/meter dijatuhi cahaya monokromatis. Jika diketahui sudut terang orde pertama sebesar 50, maka berapakah panjang gelombang yang digunakan ….

A. 43,5 nm

B. 23,5 nm

C. 16,5 nm

D. 12,5 nm

E. 13,5 nm

Jawaban dan Pembahasan:

Diketahui:

N = 2 x 106 garis/meter

θ = 50

n = 1

Ditanyakan: λ = ?

Jawab:

Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 97 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 102 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 103

Maka panjang gelombangnya sebesar λ = 43,5 nm

3. Sinar dengan panjang gelombang 600 nm diarahkan pada suatu kisi difraksi dengan 8.000 garis/cm. Orde terang pertama memiliki sudut sebesar ….

A. 28,680

B. 29,6670

C. 34,30

D. 450

E. 550

Jawaban dan Pembahasan:

Diketahui:

N = 8.000 garis/meter 

n = 1

λ = 600 nm

Ditanyakan: θ = ?

Jawab:

Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 104 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 102 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 106 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 107 Difraksi Cahaya - Pengertian, Aplikasi, dan Contoh Soalnya - Materi Fisika Kelas 11 108

Maka, jawaban yang tepat adalah A. 

Baca Juga: Pengertian Gaya Sentripetal dan Sentrifugal Beserta Rumusnya

Oke deh, sekian dulu ya, contoh soal difraksi cahaya yang bisa gue kasih. Kalau elo masih mau ngerjain soal-soal try out UTBK, elo bisa langsung klik link di bawah ini, ya!

Soal-soal try out UTBK

By the way, elo juga bisa nonton penjelasan ulang tentang difraksi cahaya dengan cara klik banner di bawah ini!

CTA materi belajar zenius fisika

Referensi:

Aplikasi Konsep Difraksi dalam Bidang Kesehatan – Jurnal Materi dan Pembelajaran (JMPF) (2016)

Kisi Difraksi dengan Menggunakan Batang Talas – Jurnal Unnes (2017)

Pengukuran Indeks Bias Air Melalui Eksperimen Kisi Difraksi Keping Compact Disc – Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (2014)

Bagikan Artikel Ini!