Kamis, 09 Februari 2012

SPEKTROMETER


PROPOSAL EKSPERIMEN FISIKA
SPEKTROMETER








Oleh                            :
Nama                          : Fetri Yusmaylantika Sari
NPM                           : A1E007022
Dosen Pembimbing   : Dessy Hanisa Putri, M. Si


PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS BENGKULU
2009
BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar belakang
Perbedaan dari indeks bias dari tiap-tiap zat/ bahan menjelaskan perbandingan kecepatan cahaya saat di medium pertama dengan di medium kedua. Indeks bias ini sangat dibutuhkan untuk eksperimen-eksperimen berikutnya yang memerlukan pengetahuan dari bahan apa yang dapat digunakan untuk melewatkan suatu cahaya menjadi terdispersi menjadi cahaya-cahaya lain, di mana akhirnya dapat menentukan panjang gelombang cahaya hasil dispersi.
Oleh karena itu, praktikum ini akan menentukan indeks bias prisma kaca. Dalam hal ini, cahaya yang digunakan adalah cahaya monokromatis.
1.2  Tujuan eksperimen
Menentukan indeks bias prisma kaca dengan menggunakan cahaya monokromatis
1.3  Batasan eksperimen
Menentukan indeks bias prisma kaca dengan menggunakan cahaya monokromatis
1.4  Manfaat eksperimen
Manfaat eksperimen adalah memberi pengetahuan kepada mahasiswa bagaimana cara menentukan indeks bias dengan menggunakan cahaya monokromatis.






BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Spektrometer
Spektrometer adalah alat untuk mengukur spektrum. Lihat spektroskop. Dalam astronomi dan beberapa cabang kimia, spektrometer adalah alat optik untuk menghasilkan garis spektral dan mengukur panjang gelombang mereka dan intensitasnya.
Penggunaan pertama kata spektrum dalam ilmu alam adalah di bidang optik untuk menggambarkan pelangi warna dalam cahaya tampak ketika cahaya tersebut terdispersi oleh sebuah prisma.
Cahaya
Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan mata. Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya)
Dispersi Cahaya








Dinding atau layar
 
cahaya putih
 
ungu
 
biru
 
hijau
 
kuning
 
jingga
 
merah
 
Apabila seberkas cahaya putih atau cahaya polikromatis melewati sebuah prisma maka cahaya tersebut akan diuraikan menjadi berbagai warna. Penguraian cahaya ini menjadi warna-warna cahaya monokromatis disebut dispersi (hamburan) cahaya. Warna-warna yang keluar dari prisma dapat diamati dengan memasang layar (seperti terlihat pada gambar). Deretan warna yang tampak pada layar disebut spektrum warna.
Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cahaya mempunyai indeks bias yang berbeda-beda. Cahaya merah mempunyai indeks bias terkecil sedangkan cahaya ungu mempunyai indeks bias terbesar sehingga cahaya merah mengalami deviasi (penyimpangan) terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.
(smpn9depok.files.wordpress.com/2008/10/pembiasan-cahaya1.doc)
Hal ini membuktikan bahwa cahaya putih terdiri dari harmonisasi berbagai cahaya warna dengan berbeda-beda panjang gelombang.
warna
panjang gelombang
ungu
400-440nm
biru
440-495nm
hijau
495-580nm
kuning
580-600nm
orange
600-640nm
merah
640-750nm
Sebuah prisma atau kisi kisi mempunyai kemampuan untuk menguraikan cahaya menjadi warna warna spektralnya. Indeks cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen komponennya. Untuk cahaya ultraviolett adalah prisma dari kristal untuk cahaya putih adalah prisma dari kaca untuk cahaya infrarot adalah prisma dari garam batu.
Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya
(http://id.wikipedia.org/wiki/Dispersi)
Indeks Bias
Pembiasan cahaya dapat terjadi  dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) : “Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias.”
Secara matematis dapat dirumuskan :




Text Box: Tabel Indeks Bias Beberapa zat Medium n = c/v Udara hampa Udara (pada STP) Air Es Alkohol etil Gliserol Benzena Kaca Kuarsa lebur Kaca korona Api cahaya/kaca flinta Lucite atau plexiglass Garam dapur (Natrium Klorida) Berlian 1,0000 1,0003 1,333 1,31 1,36 1,48 1,50 1,46 1,52 1,58 1,51 1,53 2,42

Rounded Rectangle:

 



dimana :
-       n = indeks bias
-       c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 108 m/s)
-       v = laju cahaya dalam zat
Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n ³1), dan nilainya untuk beberapa zat ditampilkan pada tabel disamping.
Indeks bias mutlak suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut
(http://www.e-dukasi.net/mol/mo_full.php?moid=90&fname=penutup.htm)
Hukum Snell
Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591 –1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :
-            sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
-            hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.


Pembiasan Cahaya pada Prisma
b
 
Bahan bening yang dibatasi oleh dua bidang permukaan yang bersudut disebut prisma.
N1
 
sudut deviasi
 
Besarnya sudut antara kedua permukaan itu disebut sudut pembias (b).
i2
 
R
 
Q
 
S
 
r1
 
Apabila seberkas cahaya masuk pada salah satu permukaan prisma, cahaya akan dibiaskan dari permukaan prisma lainnya. Karena adanya dua kali pembiasan, maka pada prisma terbentuklah sudut penyimpangan yang disebut sudut deviasi.
Sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan cahaya datang dengan perpanjangan cahaya bias yang meninggalkan prisma.
P, Q, R, dan S menyatakan jalannya cahaya dari udara masuk ke dalam prisma kemudian meninggalkan prisma lagi.
 (smpn9depok.files.wordpress.com/2008/10/pembiasan-cahaya1.doc)
Persamaan sudut deviasi prisma
D = (i1 + r2) – b
Dm = 2 i1– b
(http://images.google.co.id)
Seperti balok kaca, prisma juga merupakan benda bening yang terbuat dari kaca. Bentuknya bermacam-macam, diantaranya seperti terlihat pada Gambar 13 di bawah. Kegunaannya antara lain untuk mengarahkan berkas sinar, mengubah dan membalik letak bayangan serta menguraikan cahaya putih menjadi warna spektrum (warna pelangi).



Beberapa bentuk prisma.

Pada Gambar, prisma digambar dalam bentuk dua dimensi. Anggaplah medium sekeliling prisma adalah udara. Berkas cahaya yang memasuki prisma dengan sudut datang tertentu akan dibiaskan dua kali. Pertama saat memasuki prisma dari udara, kedua saat keluar dari dalam prisma.
Pada pembiasan pertama berkas sinar datang dibiaskan mendekati normal, sedangkan pada pembiasan kedua berkas sinar dibiaskan menjauhi normal. Seperti telah Anda ketahui ini terjadi karena indeks bias prisma lebih besar dari indeks bias udara atau n2> n1.














BAB III
METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan tempat pelaksanaan eksperimen
Waktu                         : Tahun 2008
Tempat pelaksanaan   : Laboratorium Eksperimen Fakultas MIPA Universitas Bengkulu
3.2 Alat dan bahan
Alat/ bahan
Keterangan
Spektrometer
Terdiri dari : teropong, kolimator, meja prisma, celah difraksi, skala derajat, kaca pembesar
Lampu monokromatis
Dengan transformator
Prisma kaca
-
Kertas tissue
-

Aturlah posisi croswire pada teropong
 
3.3 Diagran alir eksperimen

 














3.4 Teknik analisis data
Analisis data adalah dengan menggunakan :
-            perhitungan indeks bias
-            ralat mutlak
-            ralat nisbi
-            keseksamaan
-            data hasil pengukuran









BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil
Data kegiatan :
No.
Untuk sudut A
Sudut A
Untuk sudut D
Sudut D
Posisi 1
Posisi 2
Posisi 1
Posisi 2
1
65
245
78
31
211
44
2
66
246
79
30
210
43
3
66,5
246,5
79,5
31
211
44
4
66
246
79
31
211
44
5
66
246
79
30
210
43

Analisis data :
Perhitungan n (indeks bias):


Data n
=1,39
0,011
0,000121
=1,374
-0,005
0,000025
=1,377
-0,002
0,000004
=1,38
-0,001
0,000001
=1,374
-0,005
0.000025
=6,895
=1,379

Ralat mutlak :
Ralat nisbi :
Keseksamaan :
Data hasil pengukuran :
4.2 Pembahasan
Berkas cahaya yang memasuki prisma dengan sudut datang tertentu dibiaskan dua kali. Pertama saat memasuki prisma dari udara, kedua saat keluar dari dalam prisma. Pada pembiasan pertama berkas sinar datang dibiaskan mendekati normal, sedangkan pada pembiasan kedua berkas sinar dibiaskan menjauhi normal. Seperti yang telah diketahui ini terjadi karena indeks bias prisma lebih besar dari indeks bias udara atau n2> n1.
Pada eksperimen yang dilakukan oleh praktikan, hal ini benar. Sudut A yang terbentuk merupakan sudut antara kedua permukaan disebut sudut pembias. Sedangkan sudut D merupakan sudut penyimpangan yang terbentuk akibat adanya dua kali pembiasan, maksudnya adalah sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan cahaya datang dengan perpanjangan cahaya bias yang meninggalkan prisma dan disebut sudut deviasi. Sudut deviasi yang digunakan dalam eksperimen ini adalah sudut deviasi minimum, sesuai dengan persamaan sudut deviasi prisma, yaitu :
Sehingga, dapat ditulis kembali menjadi :
Indeks bias yang didapatkan yaitu :
adalah sesuai dengan pernyataan bahwa indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n ³1). Indeks bias yang didapatkan merupakan indeks bias dari prisma kaca, yang tidak lain merupakan perbandingan kecepatan cahaya di udara dibanding dengan kecepatan cahaya di dalam prisma kaca.
Sebuah prisma mempunyai kemampuan untuk menguraikan cahaya menjadi warna warna spektralnya. Indeks cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen komponennya. Untuk cahaya ultraviolett adalah prisma dari kristal untuk cahaya putih adalah prisma dari kaca untuk cahaya infrared adalah prisma dari garam batu. Dari pernyataan ini, berarti dengan mengetahui indeks bias dari prisma kaca, kita dapat menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen-komponennya. Dan ternyata, hasil eksperimen dari tinjauan pustaka mendapatkan hasil bahwa yang dapat terurai komponen-komponennya setelah melewati prisma kaca adalah cahaya putih. Cahaya putih inilah yang merupakan cahaya polikromatis. Di mana cahaya polikromatis adalah cahaya yang terdiri dari cahaya monokromatis. Sedangkan cahaya monokromatis yang merupakan hasil dispersi (penguraian) cahaya dari polikromatis terdiri dari spektrum warna yang berbeda-beda panjang gelombangnya, yaitu  
warna
panjang gelombang
ungu
400-440nm
biru
440-495nm
hijau
495-580nm
kuning
580-600nm
orange
600-640nm
merah
640-750nm
Dalam praktikum, cahaya yang dilewati menuju prisma kaca adalah cahaya kuning atau biru. Menurut praktikan cahaya putih ataupun cahaya biru/ kuning yang melewati prisma kaca tidak terlalu dipermasalahkan, karena yang ingin dilakukan adalah menentukan indeks bias dari prisma kaca itu. Kalaupun yang dilewatkan ke prisma kaca adalah cahaya kuning/ biru, itu juga merupakan komponen dari cahaya putih (cahaya polikromatis).



















BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan
Jadi, dapat disimpulkan bahwa indeks bias prisma kaca yang dapat ditentukan dengan melewatkan cahaya monokromatis yaitu cahaya biru/ kuning adalah :
yang benar dengan pernyataan bahwa indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n ³1). Indeks bias yang didapatkan merupakan indeks bias dari prisma kaca, yang tidak lain merupakan perbandingan kecepatan cahaya monokromatis (cahaya kuning/ biru) di udara dibanding dengan kecepatan cahaya monokromatis (cahaya kuning/ biru) di dalam prisma kaca.
5.2 Saran
Dalam melakukan praktikum, agar praktikum dapat berhasil dengan baik, perlu adanya kesiapan praktikan maupun asisten dalam mempersiapkan pengetahuan awal mengenai materi praktikum.




DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya
http://id.wikipedia.org/wiki/Dispersi
http://www.e-dukasi.net/mol/mo_full.php?moid=90&fname=penutup.htm
smpn9depok.files.wordpress.com/2008/10/pembiasan-cahaya1.doc
http://images.google.co.id


Diposting oleh di
Label:

3 komentar:

Langganan: Posting Komentar (Atom)