Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 5 No. 3 Juli 2020, 215-220 Available Online at http://ojs.uho.ac.id/index.php/JIPFI p-ISSN: 2502-3861   |   e-ISSN: 2715-551X
Simulasi  Persamaan  Difraksi  Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Menggunakan Visual Basic for Application (VBA)  Spreadsheets Excel
Nurdianto 1)* , La Ode Safiuddin 2) , Rosliana Eso 3)
1)* Alumni Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UHO
2,3) Dosen Jurusan Pendidikan  Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UHO
Email: nurdianthoudia@gmail.com
Abstract: The  research aims  to  visualize  the  Fraunhofer  Diffraction  Equation  in  the  Circle  Slit  using Excel Spreadsheets and Macro Visual Basic for Application (VBA). The results of this study indicate that Microsoft Excel is able to display a visualization of fraunhofer diffraction shapes on the circle slit. The results of this study can also show a simulation of the formation of fraunhofer diffraction in a slit circle with a gap width (a) and a different wavelength (λ).
Keywords: Fraunhofer Diffraction, Circle Slit, Macro VBA, Ms. Word
Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk memvisualisasikan Persamaan  Difraksi  Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan menggunakan Spreadsheet Excel dan Macro Visual Basic for Application ( VBA ). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa Microsoft Excel mampu menampilkan suatu visualisasi bentuk difraksi fraunhofer  pada  celah  lingkaran.  Hasil  penelitian  ini  juga  dapat  memperlihatkan  suatu  simulasi terbentuknya difraksi fraunhofer pada celah lingkaran dengan lebar celah ( a ) dan panjang gelombang (λ) yang berbeda.
Kata Kunci: Difraksi Fraunhofer , Celah Lingkaran , Macro VBA, Ms. Excel.

## PENDAHULUAN
Fisika sebagai bagian produk sains terbentuk dari serangkaian  hukum-hukum  dari  gejala  alam  yang biasanya  disajikan  dalam  persamaan  matematis. Menurut  Fauzi  (2015),  pemodelan  gejala  fisika  secara matematis    ini    dapat    menimbulkan  kesulitan    bagi mahasiswa    untuk  memahami    makna    fisis    dari fenomena  alam  sesungguhnya,    terutama  hubungan antar  variabel  dalam  persamaan  matematis  dan visualisasi  hubungan  antar  variabel  dalam  persamaan tersebut  dalam  suatu  grafik.  Berhubungan  dengan  hal ini,  telah  ada  suatu  program  kumputer  ( Spreadsheet Excel) yang  dapat  memvisualisasikan  data  menjadi grafik.  Selain  fitur spreadsheet ,  kemampuan  utama Microsoft Excel adalah menganalisis data dalam bentuk kalkulasi sederhana hingga kompleks, mempresentasikan  data  dalam  bentuk  grafik,  dan
merekam  sejumlah  instruksi  pemrograman  sederhana dalam bentuk macro yang dapat memberikan kontribusi lebih  lanjut  bagi  Mahasiswa  dalam  proses  penggalian kebutuhan (Pane, 2015).
Potensi  spreadsheet  dalam  pembelajaran Fisika  antara  lain  adanya  kemampuan  visualisasi, simulasi,  dan  animasi  suatu  gejala  Fisika  dengan tampilan    angka    dan    grafik    dinamis.    Namun belum  banyak  yang  mengembangkan  karena kurang  populernya    pemanfaatan spreadsheet untuk  pembelajaran    Fisika  sehingga    masih  sulit ditemukannya  bahan    ajar    berbasis spreadsheet di    dunia  pembelajaran    Fisika.    Bahan  ajar  fisika dengan  aplikasi spreadsheet dengan  pendekatan analitik dan numerik dapat meningkatkan pemahaman  konsep  fisika  sehingga  dengan  bahan
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 5 No. 3 Juli 2020, 215-220 Available Online at http://ojs.uho.ac.id/index.php/JIPFI p-ISSN: 2502-3861   |   e-ISSN: 2715-551X
ajar  tersebut  dapat  merangsang  mahasiswa  untuk memecahkan  suatu  persoalan  fisika  berbasis spreadsheet. Akhirnya mahasiswa dapat membangun  suatu  pemahaman  mendalam  dari suatu  konsep  yang  sulit  dan  abstrak,  namun  tetap melibatkan mahasiswa secara aktif untuk membuat dan menguji dugaan tentang data dan mengembangkan  alasan  mereka  tentang  konsep yang dipelajari.
Barna (2015), menggunakan excel untuk mempelajari  ayunan  bandul  teredam.  Ia  mengatakan bahwa  salah  satu  keuntungan  terbesar  menggunakan excel  adalah  manfaatnya  yang  fleksibel.  Program  ini dapat digunakan untuk mempelajari gerak menukik dari ayunan  bandul  teredam  yang  baru  saja  diayunkan dengan  kecepatan  awal  tertentu.  Asnawi  (2013), menggambarkan  secara  grafis  mengenai  persamaan garis  lurus  menggunakan spreadsheet .  Wihartono (2014)  Desain  Eksperimen  Model Spreadsheet ( SME ) Excel pada  Peristiwa  Difraksi  Fresnel,  dalam penelitiannya  menjelaskan  bahwa  desain  eksperimen model spreadsheet pada microsoft  excel dapat mengilustrasikan  fenomena  difraksi  Fresnel  sesuai dengan  teorinya.  Fadhly  (2016)  Simulasi  Gelombang Dua  Dimensi  (2D)  pada  Membran  Lingkaran  dengan Memanfaatkan  Fitur-Fitur  dalam Microsoft  Excel , penelitiannya  menunjukkan  bahwa  MS. Excel mampu menampilkan suatu visualisasi bentuk gelombang pada membran  lingkaran,  dapat  memperllihatkan  suatu simulasi  terbentuknya  mode  getar  saat  membran lingkaran  digetarkan  pada  frekuensi  tertentu  yang membentuk  suatu  nodal/simpul  mn,  dan  dapat memperlihatkan  defleksi  gelombang  yang  bergeser terhadap  waktu  ketika  diberikan  fungsi  awal.  Wa  ode
Kuasa  (2017)  berhasil  mensimulasikan  difraksi fraunhofer  pada  celah  tunggal,  ganda  dan  banyak dengan  memanfaatkan  fitur-fitur  yang  terdapat  pada MS  Excel.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  program spreadsheet excel telah terbukti menjadi alat pedagogis penting bagi berbagai masalah dalam pendidikan fisika yang  sangat  fleksibel,  bersahabat  dan  relatif  mudah digunakan
Berdasarkan beberapa pemaparan diatas mengenai manfaat spreadsheet excel dalam pembelajaran  fisika,  maka  peneliti  terdorong  untuk melakukan  penelitian  terhadap  fenomena  fisika  yang lain yakni difraksi fraunhofer menggunakan spreadsheet  excel  dengan  judul “ Simulasi    Persamaan Difraksi    Fraunhofer  pada  Celah  Lingkaran  dengan menggunakan Visual  Basic  For  Application  (Vba) Spreadsheets Excel ”

## METODE
Penelitian  ini  merupakan  jenis  penelitian  fisika komputasi  yaitu  untuk  meneliti  pengaruh  lebar  celah pada  difraksi  fraunhofer  dan  panjang  gelombang terhadap kurva intensitas pola difraksi.
Objek  dalam  penelitian  ini  adalah  difraksi Fraunhofer dengan celah lingkaran sebagai perintangnya.  Peneletian  ini  dilaksanakan  pada  bulan Agustus 2017.  Pola difraksi dibentuk melalui program dengan masukan jari-jari celah ( a ), panjang gelombang ( λ ), dan intensitas awal ( I0 ). Dalam pembuatan program ini  digunakan  aplikasi Ms  Word .  Aplikasi  ini  dapat digunakan  untuk  membuat  pola  difraksi  dengan bantuan  fungsi Bessel. Secara  garis  besar  program  ini membahas  tentang  ilustrasi  pola  difraksi  Fraunhofer untuk  celah  lingkaran  dengan  persamaan  intensitas difraksi yang telah dimodifikas
Gambar  1. Difraksi Fraunhofer oleh Celah Lingkaran
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 5 No. 3 Juli 2020, 215-220 Available Online at http://ojs.uho.ac.id/index.php/JIPFI p-ISSN: 2502-3861   |   e-ISSN: 2715-551X
Untuk  mendapatkan  pola  difraksi  fraunhofer  pada layar  maka  dipasang  sebuah  lensa  cembung  diantara celah  dan  layar  seperti  Gambar  1.  Sumber  cahaya diletakan  sedemikian  rupa  sehingga  sinar  laser tersebut  sejajar  atau  parallel  dengan  celah  lingkaran yang  diletakan  di  depannya  kemudian  dengan  lensa cembung  diteruskan  ke  layar.  Selanjutnya  dilakukan variasi lebar celah ( a ) mulai dari 3 μm, 5 μm, 10 μm hingga 100 μm. Kemudian diamati perubahan jumlah intensitas  cahaya  pada  tabel.  Percobaan  ini  diulangi dengan variasi panjang gelombang (λ) berbeda yakni 380  nm,  495  nm,  590  nm  dan  698  nm  lalu  diamati perubahan  jumlah  intensitas  cahaya  pada  tabel. Algoritma  pemograman  dalam  penelitian  ini  adalah sebagai berikut :
1. Masukan :
a. Panjang gelombang (λ) dalam nm
b. Lebar celah lingkaran ( a ) dalam μm
c. Intensitas awal ( I0 ) dalam W/m2
2. Untuk radius difraksi q = 0 sampai ax (lebar axis)
:
a. Hitung j0 = besselj(0, k*a*q ) ;
b. Hitung j2 = besselj(2, k*a*q );
3. Hitung nilai intensitas I
4. Tampilkan  grafik I terhadap q dalam XY  Scater Chart

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Difraksi  Fraunhofer  pada  Celah  Lingkaran Variasi Lebar Celah ( a )
Difraksi  oleh  sebuah  celah  lingkaran  memiliki pola seperti yang dapat dilihat pada gambar 2, 3 4 dan 5.    Pola  difraksi  ini    dapat  dijelaskan  dengan  prinsip Huygens  yaitu  bila  muka  gelombang  datang  pada sebuah  celah    maka  tiap  titik  pada  muka  gelombang tersebut  dapat  bertindak  sebagai  sumber  gelombang baru.  Karena  itu  gelombang-gelombang  tersebut meninggalkan  celah  dengan  fasa  yang  sama (koheren).
Gambar 2. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Lebar Celah Sebesar 3 x 10 -6 m
Gambar 3.  Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Lebar Celah Sebesar 5 x 10 -6 m.
-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5 1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5 1
Gambar 3. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Lebar Celah Sebesar 5 x 10 -6 m.
Gambar 4. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Lebar Celah Sebesar 10 x 10 -6 m.
Gambar 5. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Lebar Celah Sebesar 100 x 10 -6 m.
Berdasarkan  grafik  yang  telah  diperoleh  dari program aplikasi Spreadsheet Excel dan VBA dapat dinyatakan bahwa pola difraksi dengan mengunakan celah  lingkaran  dan  celah  tunggal  memiliki kesamaan,  semakin  besar  celah  yang  digunakan maka  jarak  dari  terang  pusat  ke  gelap  1  semakin kecil.  Jika  lebar  celahnya  3  x  10 -6 m,  maka  jarak terang  pusat  ke  gelap  1  adalah  2,55  x m
sedangkan,untuk lebar celah 5 x 10 -6 m, jarak terang pusat ke gelap 1 adalah 4, 26 x m pada celah lingkaran.  Untuk  lebar  celah  10  x  10 -6 m,  jarak terang  pusat  ke  gelap  1  adalah  8,  52  x m. Ketika  celahnya  diperbesar  menjadi  100  x  10 -6 m, maka  jarak  terang  pusat  ke  gelap  1  semakin mendekati  nol  yakni  8,  52  x m.  Hubungan
-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5
1
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 5 No. 3 Juli 2020, 215-220 Available Online at http://ojs.uho.ac.id/index.php/JIPFI p-ISSN: 2502-3861   |   e-ISSN: 2715-551X
lebar celah dan intesitas ini dapat selanjutnya dilihat lebih lengkap pada table di lampiran 1.
Hal  ini  menunjukkan  bahwa  semakin  besar lebar celah pada difraksi fraunhofer ini  pola terang gelap  tidak  akan  terbentuk.  Hal  ini  sejalan  dengan jurnal  ilmiah  Yanuarief  pada  tahun  2016  dengan judul Simulasi Pola Difraksi Fraunhofer untuk Celah Lingkaran dengan Modifikasi Fungsi Bessel .

## Difraksi  Fraunhofer  pada  Celah  Lingkaran Varias Panjang Gelombang (λ)
Pola  terang  gelap  yang  terbentuk  pada  celah lingkaran ini hampir sama dengan celah tunggal. Di bawah  ini  merupakan  pola  difraksi  celah  lingkaran dengan variasi panjang gelombang Gambar  6.  Grafik  Pola  Difraksi  Fraunhofer  pada Celah  Lingakaran  dengan  panjang  gelombang  (λ) 698 nm.
Gambar 7. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Panjang   Gelombang (λ) 590 nm.
Gambar 8. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Panjang Gelombang (λ) 495 nm.
Gambar 9. Grafik Pola Difraksi Fraunhofer pada Celah Lingkaran dengan Panjang Gelombang (λ) 380 nm
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5 1 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5 1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -1 -0,5 0 0,5
1
Jurnal Penelitian Pendidikan Fisika, Vol. 5 No. 3 Juli 2020, 215-220 Available Online at http://ojs.uho.ac.id/index.php/JIPFI p-ISSN: 2502-3861   |   e-ISSN: 2715-551X
Berdasarkan  grafik  yang  telah  diperoleh  dari program aplikasi Spreadsheet Excel dan VBA .  Pada panjang gelombang (λ) 689 nm,  jarak terang pusat ke gelap  1  adalah  2,  53  x m  sedangkan,  untuk panjang gelombang (λ) 590 nm, jarak terang pusat ke gelap 1 adalah 2, 16 x m  pada celah lingkaran.
Untuk  panjang  gelombang  (λ)  495  nm,  jarak  terang pusat  ke  gelap  1  adalah  1,  81  x m.    Ketika panjang  gelombang  (λ)    diperkecil  menjadi  380  nm, maka  jarak  terang  pusat  ke  gelap  1  menjadi  1,  39  x m.  Hubungan  panjang  gelombang  (λ)    dan intesitas  ini  dapat  selanjutnya  dilihat  lebih  lengkap pada table di lampiran 1.
Dari  gambar  6  sampai  gambar  9  dapat  dilihat semakin besar nilai λ maka akan menghasilkan plot I yang  semakin  mengembang  ( enlarge )  dan  demikian sebaliknya  jika  nilai  λ  diperkecil  maka  akan menghasilkan bentuk plot I yang semakin menguncup ( shrink ).  Hal  ini  akan  menyebabkan  pola  difraksi terang  dan  gelap  yang  terjadi  juga  akan  berbeda  satu sama  lain  mengikuti  nilai  panjang  gelombang  λ tersebut .

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil penelitian, pengolahan data, hasil dan pembahasan,  maka  dapat  ditarik  suatu  kesimpulan sebagai  berikut  :  Dengan  menggunakan  fitur-fitur dalam Microsoft  Excel 2013  dan Macro  VBA , Simulasi  Difraksi  Fraunhofer  oleh  Celah  Lingkaran dapat  dilakukan.Kurva  intensitas  dan  visualisasi  pola difraksi  menunjukan  semakin  besar  jari-jari  celah, maka  pola  difraksi  yang  dihasilkan  semakin  sempit. Dan  semakin  besar  panjang  gelombang  sumber cahaya,  maka  pola  difraksi  yang  dihasilkan  semakin lebar.
Perlu bagi peneliti selanjutnya, agar mengembangkan  penelitian  ini  dalam  bentuk  tiga dimensi  ( 3D ),  jika  ingin  melakukan  penelitian berkaitan  dengan  simulasi baik  itu  menggunakan Ms. Excel ataupun software lainnya

## DAFTAR PUSTAKA
Barna,  E.  S,  Cristina  Miron  And  Ionel  Grigore. 2015. Exploring  Excel  Spreadsheet  to
Simulate Projectile Motion In the Gravitational Field . University Of
Bucharest. Romania
Bloch, S.C. 2005. Excel untuk Insinyur dan Ilmuwan . Erlangga. Jakarta Fadhly Arfa, L.M. Rahmad. 2016. Simulasi Gelombang Dua Dimensi (2d) pada Membran Lingkaran dengan Memanfaatkan Fitur-Fitur dalam Ms. Excel. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Halu Oleo: Kendari. Fauzi, Ahmad. 2015. Pemanfaatan Simulasi Gerak Peluru Dengan Aplikasi Spreadsheet. UNS Press. Surakarta
Gemilang, R. 2008. Modul 2 – Microsoft Excel 2007 . ITS: Surabaya.
Hecht,  E.  2002. Optics  Fourth  Edtion. Adelphi University. America
King,  George.,C.  2009. Vibration  and  Wave . A John  Wiley  and  Sons,  Ltd.,  Publication. United Kingdom.
Kuasa,  Wa  Ode.  2017. Simulasi  Difraksi  Fraunhofer pada  Celah  Tunggal,  Persegi  dan  Banyak dengan menggunakan Microsoft Excel (Macro  VBA). Fakultas  Keguruan  dan  Ilmu Pendidikan, Universitas Halu Oleo: Kendari. Nurdiansyah . 2012. Modul VBA. Run Teac Globalindo. 124359291-Modul-VBA.docs.
Pane,  Ivransa  Zuhdi  Pane.  2015. Pemanfaatan Microsoft Excel Sebagai Perangkat Pengembangan  Prototipe  Piranti  Lunak Visual .  Badan  Penerapan  dan  Pengkajian Teknologi.Tanggerang Selatan
Rimansyah,  I.  2013. Artikel  tentang  Microsoft . http://www.blogger.com Roikhatul,  H.  J.  2015. Metode  Analitik  dan  Metode Numerik . http://www.FreeCSS
Templates.com
Wihartono,  Putu.  2014. Desain  Eksperimen  Model Spreadsheet  (SME)  Excel  pada  Peristiwa Difraksi Fresnel . Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Halu Oleo: Kendari.