Interferensi Celah Ganda (double-Slit) Young

Sebuah sumber cahaya monokromatik dipancarkan pada layar pertama yang berisi diberi celah S₀. Cahaya yang muncul kemudian tiba di layar kedua yang memiliki dua celah paralel S₁ dan S₂yang berfungsi sebagai sumber cahaya koheren.
Gelombang cahaya yang muncul dari dua celah kemudian bergabung dan membentuk sebuah pola interferensi yang ditampilkan pada layar. Pita terang merupakan hasil gabungan dari dua gelombang yang menghasilkan interferensi maksimum dan pita gelap merupakan hasil dari gabungan dua gelombang yang berinterferensi minimum. Gambar 1, menggambarkan cara di mana dua gelombang dapat bergabung.

Gambar 1: interferensi konkruktif (a) di titip P, (b) di titik P1 dan (c) interferensi deskruptif di titik P2

Kita akan menurunkan persamaan (rumus) interferensi celah ganda atau Young dengan menggunakan geometri jalannya sinar seperti gambar 2.

Gambar 2; Percobaan celah ganda Young

Intensitas cahaya di titik P adalah resultan dari intensitas cahaya yang dating dari kedua celah. Gambar 2, tampak bahwa lintasan yang ditempuh oleh cahaya dari S₁ (yaitu S₁P) lebih pendek daripada cahaya dari S₂ (yaitu S₂P). Selisih antara keduanya disebut beda lintasan. Dalam kasus ini, jarak antara celah ke layar C jauh lebih besar dibandingkan dengan jarak antara kedua celah (L >> d), sehingga sinar S₁P dapat dianggap sejajar dengan sinar S₁P. Jadi, beda lintasan adalah

S₁P – S₁P = S₂P

Perhatikan ∆S₂RS₁ siku-siku; (Renungkan mengapa sudut PQO = sudut S₂S₁R = Ө)

dalam batasan L >> d, sebenarnya dua sinar r₁ dan r₂ pada dasanya dianggap sebagai dua sinar sejajar, gambar 3.

Gambar 3: Dua sinar dianggap sejajar jika diasumsikan L >> d

nterferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang yang berpadu memiliki fase sama (sefase). Fase sama antara kedua gelombang terjadi jika beda lintasan antara keduanya sama dengan nol atau kelipatan genap dari setelah panjang gelombang. Secara matematis

Bilangan n disebut orde atau nomor terang. Untuk n = 0 disebut maksimum orde nol atau pita terang ke nol, disebut juga terang pusat (atau terang utama). Untuk n = 1, disebut maksimum orde ke-1 atau pita terang ke-1 dan seterusnya.

Interferensi minimum (pita gelap) terjadi jika gelombang berbeda fase 180⁰. Secara matematis

Bilangan n disebut orde atau nomor gelap. n = 0 tak ada sebab tidak ada pita gelap ke nol. Untuk n = 1 disebut minimum orde ke-1 atau pita gelap ke-1. Untuk n = 2 disebut minimum orde ke-2 atau pita gelap ke-2 dan seterusnya.

Pada gambar 4, ditunjukkan bahwa ketika beda lintasan kedua gelombang δ = λ/2 (n = 0), persamaan (2), menunjukkan interferensi deskruktif (minimum) dan δ = λ (n = 1), persamaan (1), menunjukkan interferensi konkruktif (maksimum).