Jurnal Go Polarisasi

GELOMBANG OPTIK : GO-1. 2011

POLARISASI CAHAYA(GO-1)Oleh :

Triya Hidayatiningsih (033184007) dan Yusuf Wongso (033184037)

ABSTRAKTelah dilakukan sebuah eksperimen di laboratoriom ekperimen fisika UNESA, dengan

judul Polarisasi Cahaya. Adapun tujuan dari eksperimen ini adalah untuk menentukan sudut putar jenis larutan suatu larutan optik aktif. Metode yang kami gunakan adalah dengan memeriksa alat-alat dan bahan, membuat larutan optik aktif (larutan gula) dengan konsentrasi yang ditentukan selanjutnya diukur massa jenisnya. Pada awalnya didahului dengan mengukur besarnya өo pada saat tabung dalam keadaan kosong, selanjutnya mengisi tagung dengan larutan gula dan diukur θ1. Dari hasil analisis data kami peroleh nilai sudut putar jenis polarisasi gula jenis 1 yang dianalisis secara perhitungan dan grafik, berturut-turut adalah sebesar (44.582.92)ocm2/gram dan 42.8 ocm2/gram dengan taraf ketelitian masing-masing sebesar 93.46% dan 99.4%, sedangkan untuk gula jenis 2, berturut-turut adalah sebesar (42.720.99) ocm2/gram dan 41.35 ocm2/gram dengan taraf ketelitian masing-masing sebesar 97.68% dan 98.3%. Dari hasil analisis yang kami peroleh, dapat disimpulkan bahwa semakin pekat larutan optik aktif maka semakin besar pula sudut bidang polarisasinya.

ABSTRAKHas been done an experiment in physics experiment laboratory of unesa , entitled

polarization of light . As for the purpose of this experiment is to determine the specific rotation angle of optically active solution. Method used by examining the tools and materials , make an optically active solution ( of sugar solutions ) by concentration of the being determined next measured a mass of its kind . At first preceded by the measure the ө o while the tube is empty , next fill the tube with a solution of sugar and measured θ1. From the results of the data analyzed, we obtain the value of the specific rotation angle first sugar solution that is analyzed by calculations and graphs are (44.582.92)ocm2/gram and 42.8 ocm2/gram with each accuracy levels of 93.46% and 99.4%, then for second sugar solution we obtain the specific rotation angle analyzed by calculations and graphs are (42.720.99) ocm2/gram and 41.35 ocm2/gram with each accuracy levels of 97.68% and 98.3%. . From the results of the analysis we've been told can be inferred that the more concentrated solution of optical active then the greater the angle of the field as well its total polarization.

A. PENDAHULUAN. Cahaya memiliki sifat dualisme yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel. Gelombang

LABORATORIOM EKSPERIMEN FISIKA FMIPA UNESA


cahaya terbentuk karena terjadi geraka gelombang listrik dan magnet yang saling tegak lurus kepada arah penjalarannya, disebut gelombang elektromagnetik. Semua radiasi elektromagnetik adalah gelombang transversal yang memiliki ciri dapat mengalami polarisasi. Cahaya yang terpolarisasi dapat mengalami putaran bidang polarisasi ketika melewati suatu zat optik aktif. Besarnya sudut putaran tersebut dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut polarimeter. Berdasarkan hal tersebut, dilakukan sebuah eksperimen dengan kode GO-1, dengan judul Polarisasi yang bertujuan untuk menentukan sudut putar jenis (α) suatu larutan optic aktif yakni dalam eksperimen kami adalah larutan gula dengan kepekatan tertentu. Adapun permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh konsentrasi larutan gula terhadap sudut putar polarisasi dan berapa besarkah nilai sudut putar jenis suatu larutan optic aktif (larutan gula) dengan kepekatan tertentu? Dengan hipotesis bahwa semakin pekat larutan optik aktif semakin besar sudut bidang polarisasinya (θ).

B. DASAR TEORI.

Gelombang merupakan suatu gangguan yang menjalar. Gelombang bisa dikatakan juga sebagai energi yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang tali, ganguan ini berupa gerak bagian tali karena adanya gelombang yang menjalar pada tali. Arah gerak bagian tali adalah dalam bidang tegaklurus terhadap arah jalar gelombang. Gelombang tali merupakan bentuk dari gelombang transversal karena arah geraknya yang tegaklurus dengan arah rambatannya.

Peristiwa interferensi dan difraksi dapat dialami oleh gelombang transversal maupun gelombang longitudinal. Akan tetapi, peristiwa polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal. Fakta bahwa cahaya dapat mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal. Pada umumnya, gelombang cahaya memiliki beberapa arah getar. Apabila

suatu gelombang hanya memiliki satu arah getar, maka disebut gelombang terpolarisasi. Oleh karena itu, polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memliki satu arah getar saja. Cahaya dapat terpolarisasi karena peristiwa pemantulan, pembiasan dan pemantulan, bias kembar, absorpsi selektif, dan hamburan.

Polarisasi karena Penyerapan SelektifTeknik yang umum untuk menghasilkan

cahaya terpolarisasi adalah menggunakan polaroid yang akan meneruskan gelombang – gelombang yang arah getarnya sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap semua gelombang pada arah getar lainnya.

Pada gambar 1 tampak dua buah polaroid, polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisator. Polarisator berfungsi untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi dari cahaya tak terpolarisasi (cahaya alami). Analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya cahaya terpolarisasi.Gambar 1. polarisator dan analisator

Prinsip kerja sistem adalah sebagai berikut, seberkas cahaya alami menuju polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal, yaitu hanya komponen vektor medan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi saja yang diteruskan sedangkan lainnya

diserap. Cahaya terpolarisasi yang masih mempunyai kuat medan listrik belum berubah menuju analisator (sudut antara sumbu transmisi analisator dan polarisator adalah θ). Di analisator, semua komponen E yang sejajar sumbu analisator yang diteruskan, jadi, kuat medan listrik yang diteruskan oleh analisator adalah

E⃗2=E⃗ cosθ ...........(1)



Jika cahaya alami tak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas Io, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator, I1

adalah

I 1=12

I 0..........(2)

Cahaya dengan intensitas I1 ini kemudian datang pada analisator dan cahaya yang keluar dari analisator akan memiliki intensitas I2. menurut hukum Maulus, hubungan antara I2 dan I1 dapat dinyatakan

I 2=I 1cos2θ=12

I 0 cos2θ......

(3)Persamaan 3 menunjukkan bahwa

analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi.

PolarimeterAda zat yang dapat memutar bidang

polarisasi yang disebut zat optic aktif atau zat Polaroid, diantaranya adalah sodium sulfat, terpentil¸larutan gula, dan natrium klorat. Pemutaran sudut polarisasi bergantung pada panjang larutan, konsentrasi larutan dan sudut putar jenisnya. Dalam persamaan matematis, dapat dinyatakan dalam bentuk :

Dimana :θ adalah sudut putar polarisasi adalah sudut putar jenis polarisasi (o

cm2/gram)C adalah konsentrasi larutan (gram/Liter)L adalah panjang tabung (cm)

C. METODE PERCOBAAN.Untuk dapat melaksanakan percobaan

ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan dengan seksama, yaitu :1. Rancangan Alat Percobaan

2. Alat dan Bahan a. 1 set Polarimeter Landolf Lippich. b. Larutan gula. c. Neraca atau Timbangan. d. Hidrometer. e. Air suling. f. Gelas ukur dan pipet.

3. Variabel Percobaan

a. Variabel Manipulasi.Massa jenis larutan dan Konsentrasi larutan.

b. Variabel Respon.Sudut putar bidang polarisasi(θ).

c. Variabel Kontrol.Panjang tabung, dan Jenis larutan.

4. Langkah Percobaana. Setelah mempelajari teorinya, diteruskan

dengan merancang alat seperti pada gambar 6 degan baik.

b. Buatlah larutan gula dengan konsentrasi tertentu dan ukur massa jenisnya (ρ).

c. Mula-mula tabung larutan kosong, dalam keadaan ini tentukan sudut putar bidang polarisasi (θ).

d. Isilah tabung dengan air suling (murni) dan ukurlah sudut putar bidang polarisasi (θ).

e. Setelah didapat nilai (θ) ganti air suling dengan larutan gula, ukurlah nilai sudut putar jenis (α) dan bandingkan α yang didapat dari pengukuran dengan α dari hasil perhitungan rumus.

f. Ulangi langkah di atas untuk konsenyrasi larutan berbeda, masukan semua data yang didapat dalam tabel.



D. DATA DAN ANALISIS DATA.Dari beberapa kali percobaan yag

telah kami lakukan diperoleh data sebagai berikut :1.Data Percobaan

Percobaan 1 Gula jenis 1 (Gulaku) Volume tabung = 25 ml Panjang tabung = 20 cm

Massa

Vol (ml

)

(00.1)o (10.1)o

1 2 3 1 2 3

0.1

25

158.4

157.8

158.3

161.8

162.4

161.7

0.2158.

2157.

9158.

2165.

2165.

8165.

4

0.3158.

4158.

2157.

8168.

7167.

8168.

9

0.4158.

2157.

8158.

1171.

1171.

5171.

6

0.5158.

4158.

2158.

1175.

7175.

1175.

2

Percobaan 2 Gula jenis 2 (Tanpa merk) Volume tabung = 25 ml Panjang tabung = 20 cm

Massa

Vol (ml)

(00.1)o (10.1)o 1 2 3 1 2 3

0.1

25

158.4

158.2

158.3

160.4

161.3

161.2

0.2158.

2159.

7158.

4165.

1165.

4164.

6

0.3157.

9158.

2158.

2167.

8166.

7166.

2

0.4158.

4158.

4158.

2171.

8172.

6172.

1

0.5158.

2158.

2158.

2175.

4174.

8175.

1

2.Analisis Data Percobaan

Dalam percobaan ini digunakan larutan gula sebagai polaroidnya. Pada permulaan percobaan, mata di belakang analisator tidak dapat melihat cahaya (gelap). Pada saat itu, sudut yang dibentuk

adalah 0. Jika diantara analisator dan polarisator diletakkan tabung kaca berisi larutan gula, sehingga sebelum memasuki analisator sinar melewati larutan gula terlebih dahulu. Dengan demikian, sinar dapat dilihat. Supaya tampak gelap lagi, analisator kita putar sampai pada sudut tertentu yaitu 1. Jadi, besarnya putaran bidang berkas sinar oleh larutan gula adalah :

Percobaan 1 Gula jenis 1 (Gulaku) Volume tabung = 25 ml Panjang tabung = 20 cm

Pada percobaan yang telah dilakukan didapatkan nilai yang merupakan nilai sudut putar polarisasi sebagai berikut :

Massa

Vol (ml)

MolC

(gram/Lt)

0

rata-rata

1

rata-rata

∆θ

0.1

25

0.00056 4 158.2 162.0 3.80.2 0.00111 8 158.1 165.5 7.40.3 0.00167 12 158.1 168.5 10.30.4 0.00222 16 158.1 171.4 13.30.5 0.00278 20 158.2 175.3 17.1

Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa semakin pekat atau semakin besar konsentrasi larutan gula menyebabkan pergeseran sudut yakni sudut putar polarisasi semakin besar pula. Hal ini sesuai dengan teori bahwa pergeseran sudut berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Sesuai dengan persamaan dengan panjang larutan dibuat tetap.

Kemudian ditentukan nilai sudut putar jenis polarisasi dengan menggunakan persamaan :

Dimana :θ adalah sudut putar polarisasi



adalah sudut putar jenis polarisasi (o

cm2/gram)C adalah konsentrasi larutan (gram/Liter)L adalah panjang tabung (cm)Maka didapatkan besarnya sudut putar jenis polarisasi () untuk tiap data adalah sebesar :

Massa

Vol (ml)

MolC

(gram/Lt)

∆θ

0.1

25

0.00056 4 3.8 47.500.2 0.00111 8 7.4 46.040.3 0.00167 12 10.3 43.060.4 0.00222 16 13.3 41.670.5 0.00278 20 17.1 42.75

Dengan menggunakan standar deviasi, didapatkan nilai sudut putar jenis polarisasi adalah sebesar (44.582.92)ocm2/gram dengan taraf ketelitian sebesar 93.46%

Penentuan nilai sudut putar jenis polarisasi juga dilakukan dengan menggunakan analisa grafik yakni grafik hubungan antara konsentrasi larutan yang direpresentasikan pada sumbu x terhadap sudut putar polarisasi (∆) yang direpresentasikan pada sumbu y, sebagai berikut :

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220.0

5.0

10.0

15.0

20.0

f(x) = 0.85621212121212 xR² = 0.999154308570835

Grafik hubungan antara konsentrasi larutan dengan sudut putar polarisasi

Konsentrasi larutan (gr/Liter)

Sudut putar po-larisasi (o)

Pada grafik tersebut didapatkan persamaan grafik adalah :

Jadi didapatkan :

Dapat dinyatakan bahwa berdasarkan analisaa grafik, besarnya sudut putar jenis polarisasi adalh sebesar :

Dengan ketelitian sebesar 99.4%

Berdasarkan hasil tersebut, dapat dinyatakan bahwa besarnya sudut putar jenis polarisasi secara teori yakni sebesar 66.52 ocm2/gram berbeda dengan nilai sudut putar jenis dari hasil percobaan yang kami peroleh baik dengan sudut putar jenis polarisasi yang kami analisa dengan menggunakan perhitungan dan dengan menggunakan analisa grafik, hal ini akan dibahas kemudian pada diskusi.

Percobaan 2 Gula jenis 2 (Tanpa merk) Volume tabung = 25 ml Panjang tabung = 20 cm

Pada percobaan 2 yang telah dilakukan didapatkan nilai yang merupakan nilai sudut putar polarisasi sebagai berikut :

Massa

Vol (ml)

MolC

(gram/Lt)

0

rata-rata

1

rata-rata

∆θ

0.1

25

0.00056 4 158.3 161.0 2.70.2 0.00111 8 158.4 165.0 6.60.3 0.00167 12 158.1 166.9 8.80.4 0.00222 16 158.3 172.2 13.80.5 0.00278 20 158.2 175.1 16.9

Sama halnya dengan hasil percobaan pada percobaan 1, dapat dinyatakan bahwa semakin



besar konsentrasi larutan semakin besar pula nilai sudut putar polarisasi.

Kemudian ditentukan nilai sudut putar jenis polarisasi dengan menggunakan persamaan :

Dimana :θ adalah sudut putar polarisasi adalah sudut putar jenis polarisasi (o

cm2/gram)C adalah konsentrasi larutan (gram/Liter)L adalah panjang tabung (cm)Maka didapatkan besarnya sudut putar jenis polarisasi () untuk tiap data adalah sebesar :

Massa

Vol (ml)

MolC

(gram/Lt)

∆θ

0.1

25

0.000564

2.733.3

3

0.2 0.001118

6.641.2

5

0.3 0.0016712

8.836.6

7

0.4 0.0022216

13.843.2

3

0.5 0.0027820

16.942.2

5

Dengan mengunakan standar deviasi, didapatkan nilai sudut putar jenis polarisasi adalah sebesar (42.720.99) ocm2/gram dengan taraf ketelitian sebesar 97.68%

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220.00

5.00

10.00

15.00

20.00

f(x) = 0.827727272727273 xR² = 0.996420855400902

Grafik hubungan antara konsentrasi larutan dengan sudut putar polar-

isasi

Konsentrasi larutan (gr/Liter)

Sudut putar po-

larisasi (o)

Pada grafik tersebut didapatkan persamaan grafik adalah :

Jadi didapatkan :

Dapat dinyatakan bahwa berdasarkan analisaa grafik, besarnya sudut putar jenis polarisasi adalh sebesar :

Dengan ketelitian sebesar 98.3%

Kembali dinyatakan bahwa berdasarkan hasil tersebut, besarnya sudut putar jenis polarisasi secara teori yakni sebesar 66.52 ocm2/gram berbeda dengan nilai sudut putar jenis dari hasil percobaan yang kami peroleh baik dengan sudut putar jenis polarisasi yang kami analisa dengan menggunakan perhitungan dan dengan menggunakan analisa grafik, hal ini akan dibahas kemudian pada diskusi.

.

E. DISKUSI



Pada percobaan polarisasi tersebut, terdapat ketidaksesuaian antara hasil yang kami dapatkan dengan hasil yang ada pada teori, antara lain :

1. Perbedaan besarnya sudut putar jenis polarisasi secara teori yakni sebesar 66.52 ocm2/gram dengan nilai sudut putar jenis dari hasil percobaan baik yang kami analisa dengan menggunakan perhitungan dan maupun grafik yang hanya berkisar pada nilai 41ocm2/gram sampai 45ocm2/gram, perbedaan ini disebabkan karena adanya perbedaan variable control, nilai putar jenis polarisasi secara teori yakni sebesar 66.52 ocm2/gram diperoleh pada suhu ruangan 20°C untuk cahaya kuning dari lampu natrium dengan panjang gelombang = 5.893 Angstrom

2. Perbedaan nilai sudut putar jenis antara gula jenis 1 dan gula jenis 2, hal ini kemungkinan disebabkan adanya perbedaan tingkat kemurnian dari kedua jenis gula tersebut sehingga mempengaruhi konsentrasi gula.

3. Perbedaan nilai sudut putar jenis yang didapatkan berdasarkan analisa perhitungan dan analisa grafik, hal ini disebabkan karena adanya ketidaktelitian dari praktikan.

F. KESIMPULANDari beberapa percobaan yang kami

lakukan dan melihat hasil perhitungan data, kami dapat simpulkan :

1. Polarimeter Landolf Lippich memiliki prinsip kerja polarisasi dimana pada percobaan ini polarisasi cahaya dilakukan dengan cara hamburan dari bahan optis aktif, yaitu larutan glukosa

2. Semakin pekat konsentrasi larutan maka semakin besar nilai sudut putar bidang polarisasinya (θ).

3. Nilai sudut putar jenis polarisasi gula jenis 1 yang dianalisis secara perhitungan dan grafik, berturut-turut adalah sebesar

(44.582.92)ocm2/gram dan 42.8 ocm2/gram, sedangkan untuk gula jenis 2, berturut-turut adalah sebesar (42.720.99) ocm2/gram dan 41.35 ocm2/gram.

DAFTAR PUSTAKAhttp://polarimeter.sains.com/pdfhttp://en.wikipedia.org/wiki/polarimetryhttp://id.wikipedia.co/wiki/polarisasi


Jurnal Go Polarisasi

Documents

Transcript of Jurnal Go Polarisasi