i

e

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

TEKNIK OPTIK P1 KARAKTERISASI SPEKTRUM SUMBER

CAHAYA

Disusun oleh :

Ardhiansyah Widhi H. (2413 100 014)

Tulus Indra Hermawan (2413 100 018)

Hafizul Rifqi (2413 100 020)

Hafizh Rifky Amrullah (2413 100 023)

Nanda Pricilya (2413 100 053)

Elox Suraya (2413 100 057)

Asisten Laboratorium :

Putri Yeni A. (2412 100 004)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015

i

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

TEKNIK OPTIK P1 KARAKTERISASI SPEKTRUM SUMBER

CAHAYA

Disusun oleh :

Ardhiansyah Widhi H. (2413 100 014)

Tulus Indra Hermawan (2413 100 018)

Hafizul Rifqi (2413 100 020)

Hafizh Rifky Amrullah (2413 100 023)

Nanda Pricilya (2413 100 053)

Elox Suraya (2413 100 057)

Asisten Laboratorium :

Putri Yeni A. (2412 100 004 )

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015

iii

ABSTRAK

Percobaan ini dilakukan untuk melakukan karakterisasi

spektrum dan menentukan lebar spektral sumber cahaya.

Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan lampu pijar, lampu

TL, laser, dan senter (LED) sebagai sumber cahaya yang akan

diamati. Kemudian melakukan pengamatan karakterisasi dengan

monokromator dengan rentang panjang gelombang 400 nm

sampai 700 nm yang detektornya dihubungkan dengan Optical

Power meter. Dari Optical Power meter, akan dapat diketahui

daya dari tiap sumber cahaya pada setiap panjang gelombang

yang dipasang. Kemudian data dari setiap sumber cahaya dibuat

grafik antara daya dan panjang gelombang. Dari analisa yang

telah dilakukan diperoleh hasil bahwa lampu pijar dengan lebar

spektral 184,32 nm , lampu TL dengan 3 jenis lebar spektral (34,5

nm, 55,97 nm, 21,93 nm) dan lampu LED dengan 2 jnis lebar

spektral (45,68 nm, 81,47 nm) termasuk sumber cahaya

polikromatik sedangkan laser dengan lebar spektral 20,1 nm

termasuk sumber cahaya monokromatik.

Kata kunci : Cahaya, Karakteristik Spektrum, Lebar Spektrum

v

ABSTRACT

This experiment was conducted to characterize the spectrum

and determines the spectral width of the light source . The

experiment was conducted by determining the incandescent lamp

, fluorescent lamp , laser , and flashlight ( LED ) as a light source

to be observed . Then observing the characterization of the

monochromator with a wavelength range of 400 nm to 700 nm

which detector is connected with Optical Power meter . Optical

Power meter , will be known the power of each source of light at

each wavelength is installed. Then the data of each light source

graphed between power and wavelength . From the analysis that

has been done shows that the incandescent lamp with a spectral

width of 184.32 nm , fluorescent lamp with 3 types of spectral

width ( 34.5 nm , 55.97 nm , 21.93 nm ) and LED light with 2

types spectral width ( 45.68 nm , 81.47 nm ) including a

polychromatic light source while the laser with a spectral width

of 20.1 nm including monochromatic light source.

Keywords: Light, Spectrum Characteristic, Spectrum Width

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat

rahmat dan karunia-Nya sehingga Laporan Resmi Praktikum

Karakterisasi Spektrum Sumber Cahaya ini dapat terselesaikan

tepat pada waktunya.

Dalam kesempatan kali ini penyusun mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Asisten laboratorium Fotonika yang telah membimbing

dalam pelaksanaan praktikum ini.

2. Rekan-rekan yang telah membantu terlaksananya

kegiatan praktikum ini.

Penyusun menyadari bahwa banyak kekurangan dalam

pembuatan laporan ini baik dari segi materi maupun penyajian.

Untuk itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun.

Akhir kata penyusun berharap semoga laporan ini

bermanfaat bagi penyusun sendiri khususnya dan pembaca pada

umumnya.

Surabaya, 13 November 2015

Penyusun

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................. i

ABSTRAK .............................................................................. iii

ABSTRACT ............................................................................. v

KATA PENGANTAR ............................................................ vii

DAFTAR ISI ........................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................... xi

DAFTAR TABEL ................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................. 1

1.3 Tujuan Pratikum ............................................................... 2

1.4 Sistematika Laporan ......................................................... 2

BAB II DASAR TEORI

2.1 Gelombang Elektromagnetik ............................................. 3

2.3 Cahaya Tampak ................................................................ 3

2.4 Jenis-jenis Sumber Cahaya ................................................ 5

2.5 Monokromator .................................................................. 7

2.6 Lebar Spektrum ................................................................ 8

BAB III METODOLOGI PRATIKUM

3.1 Peralatan Pratikum .......................................................... 11

3.2 Prosedur Pratikum........................................................... 11

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Data .................................................................. 13

4.2 Pembahasan .................................................................... 19

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ..................................................................... 27

5.2 Saran .............................................................................. 27

Daftar Pustaka

Lampiran

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik .................3

Gambar 2.2 Prinsip Terbentuknya Laser ...................................6

Gambar 2.3 Prinsip Kerja Dioda ...............................................6

Gambar 2.4 Lampu TL .............................................................7

Gambar 2.5 Lampu Pijar...........................................................7

Gambar 2.6 Prinsip Monokromator ...........................................8

Gambar 3.1 Set Up Eksperimen ............................................. 11

Gambar 4.1 Karakteristik Spektrum Lampu Pijar ................... 14

Gambar 4.2 Karakteristik Spektrum Senter ............................ 15

Gambar 4.3 Karakteristik Spektrum Lampu TL ..................... 16

Gambar 4.4 Karakteristik Spektrum Laser ............................. 17

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spektrum Warna Cahaya Tampak ..............................5

Tabel 4.1 Nilai Daya Optik dari Setiap Sumber Cahaya .............13

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Selaras dengan era kemajuan teknologi terus meningkat,

penggunaan gelombang elektomagnetik dalam kehidupan sehari-

hari juga mengalami peningkatan. Gelombang elektromagnetik

tersebut dapat dimanfaatkan di segala bidang, misalnya saja

pada peralatan elektronik yang digunakan saat ini yang berasal

dari pemanfaatan gelombang elektromagnetik. Tanpa kita sadari

pula, di dalam tubuh manusia juga terdapat gelombang

elektromagnetik yaitu sinar inframerah. Selain itu gelombang

radio, sinar ultraviolet, sinar x, sinar gamma, dan lain sebagainya

juga memberikan manfaat dalam kehidupan manusia.

Gelombang elektromagnetik yang paling banyak dijumpai

adalah cahaya. Gelombang elektromagnetik terdiri dari spektrum

gelombang elektromagnetik yang dibedakan berdasarkan

frekuensi atau panjang gelombang. Karakteristik gelombang

cahaya adalah panjang gelombang, periode, fase dan amplitudo.

Berdasarkan aplikasi serta kegunaan dari gelombang

elektromagnetik yang luas tersebut, maka percobaan ini sangat

penting dilakukan, agar diketahui karakteristik sumber-sumber

cahaya dan memanfaatkannya sesuai karakteristiknya tersebut.

Oleh karena itu dengan adanya praktikum P1 yaitu mengenai

karakterisasi spektrum sumber cahaya kali ini diharapkan

praktikan dapat memahami dan mengetahui bagaimana

karakterisasi spektrum sumber cahaya itu dan bagaimana caranya

menentukan lebar spektrum cahaya tersebut.

1.2 Permasalahan

Adapun permasalahan yang diambil dari prcobaan ini adalah

sebagai berikut :

2

a. Bagaimana karakterisasi spektrum sumber cahaya?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah

sebagai berikut :

a. Mengetahui karakterisasi spektrum sumber cahaya .

1.4 Sistematika Laporan

Pada sistematika laporan praktikum karakterisasi spektrum

sumber cahaya ini terdiri dari Bab I Pendahuluan yang terdiri dari

latar belakang, rumusan masalah, tujuan, sistematika laporan .

Bab II Dasar teori yang berisi tentang teori - teori yang terkait

dengan percobaan karakterisasi spektral sumber cahaya. Bab III

berisi Metodologi yang berisi peralatan percobaan dan prosedur

percobaan. Bab IV Analisa data dan pembahasan dan bab V

penutup berisi kesimpulan dan saran.

3

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell

ternyata terbentang dalam rentang frekuensi yang luas. Sebagai

sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik dapat

diidentifikasi berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana

gelombang radio atau sinar-X. Masing-masing memiliki

penggunaan yang berbeda meskipun mereka secara fisika

menggambarkan gejala yang serupa, yaitu gejala gelombang,

lebih khusus lagi gelombang elektromagnetik. Mereka dibedakan

berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Gambar

berikut ini menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik

Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik

2.2 Cahaya Tampak

2.2.1 Pengertian Cahaya Tampak

Spektrum cahaya tampak adalah bagian dari spektrum

elektromagnetik yang tampak oleh mata manusia. Radiasi

elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini

disebut sebagai cahaya tampak atau cahaya saja. Tidak ada

batasan yang tepat dari spektrum optik; mata normal manusia

akan dapat menerima panjang gelombang dari 400 sampai

700 nm, meskipun beberapa orang dapat menerima panjang

4

gelombang dari 380 sampai 780 nm (atau dalam frekuensi

790-400 terahertz). Mata yang telah beradaptasi dengan

cahaya biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar

555 nm, di wilayah hijau dari spektrum optik. Warna

pencampuran seperti pink atau ungu, tidak terdapat dalam

spektrum ini karena warna-warna tersebut hanya akan

didapatkan dengan mencampurkan beberapa panjang

gelombang.

Panjang gelombang yang kasat mata didefinisikan oleh

jangkauan spektral jendela optik, wilayah spektrum

elektromagnetik yang melewati atmosfer Bumi hampir

tanpa mengalami pengurangan intensitas atau sangat sedikit

sekali (meskipun cahaya biru dipencarkan lebih banyak dari

cahaya merah, salah satu alasan menggapai langit berwarna

biru). Radiasi elektromagnetik di luar jangkauan panjang

gelombang optik, atau jendela transmisi lainnya, hampir

seluruhnya diserap oleh atmosfer. Dikatakan jendela optik

karena manusia tidak bisa menjangkau wilayah di luar

spektrum optik. Inframerah terletak sedikit di luar jendela

optik, namun tidak dapat dilihat oleh mata manusia.

Banyak spesies yang dapat melihat panjang gelombang

di luar jendela optik. Lebah dan serangga lainnya dapat

melihat cahaya ultraviolet, yang membantu mereka mencari

nektar di bunga. Spesies tanaman bergantung

pada penyerbukan yang dilakukan oleh serangga sehingga

yang berkontribusi besar pada keberhasilan reproduksi

mereka adalah keberadaan cahaya ultraviolet, bukan warna

yang bunga perlihatkan kepada manusia. Burung juga dapat

melihat ultraviolet (300-400 nm).

5

5

2.2.2 Warna dalam Spektrum

Meskipun spektrum optik adalah spektrum yang kontinu

sehingga tidak ada batas yang jelas antara satu warna dengan

warna lainnya, tabel berikut memberikan batas kira-kira

untuk warna-warna spektrum.

Tabel 2.1 Spektrum Cahaya Tampak

2.3 Jenis-jenis Sumber Cahaya

Berikut ini adalah beberapa sumber cahaya yang digunakan

dalam kehidupan sehari-hari :

a. Laser

Secara umum laser terdiri dari media penguat berkas cahaya

(gain medium), sumber energi pemompa (pumping source),

dan resonator optik (optical resonator). Media penguat adalah

suatu bahan yang mempunyai sifat dapat meningkatkan

intensitas cahaya dengan cara emisi terstimulasi, sedangkan

resonator optic , secara sederhana terdiri dari susunan cermin

yang dipasang berhadapan sehingga berkas cahaya dapat

bergerak bolak-balik. Salah satu cermin bersifat agak

transparan, sehingga dapat berfungsi sebagai jalur keluar

berkas laser (output coupler ). Berkas cahaya yang melewati

media penguat akan mengalami penguatan daya. Jika daerah

sekelilingnya merupakan cermin, maka cahaya akan bergerak

bolak-balik dan melewati media penguat berkali-kali. Dengan

6

demikian cahaya akan mengalami penguatan daya beberapa

kali lipat. Setelah mengalami penguatan daya, cahaya dapat

keluar melewati cermin yang bersifat agak transparan sebagai

berkas laser

Gambar 0.2 Prinsip Terbentuknya Laser

b. LED

LED adalah semikonduktor p-n junction yang bekerja pada

kondisi forward bias, yang dapat memancarkan radiasi

ultraviolet, visible dan infrared radiasi infrared sebanding

dengan arus forward bias LED

Gambar 2.3 Prinsip Kerja Dioda

c. Lampu TL

Lampu TL (Fluorescent Lamp) adalah lampu listrik yang

memanfaatkan gas Neon dan lapisan fluorescent sebagai

pemendar cahaya pada saat dialiri arus listrik. Tabung lampu

TL ini diisi oleh gas yang pada saat elektrodanya mendapat

tegangan tinggi gas ini akan terionisasi sehingga menyebabkan

elektron-elektron pada gas bergerak dan memendarkan

fluorescent pada tabung lampu TL.

7

7

Gambar 2.4 Lampu TL

d. Lampu Pijar

Saat bola lampu pijar dihidupkan, arus listrik akan mengalir

dari electrical contact menuju filamen dengan melewati kawat

penghubung. Akibatnya akan terjadi pergerakan elektron

bebas dari kutub negatif ke kutub positif. Elektron di

sepanjang filamen ini secara konstan akan menabrak atom

pada filamen. Energinya akan mengetarkan atom atau arus

listrik memanaskan atom. Ikatan elektron dalam atom-atom

yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan

tertinggi secara berkala. Saat energinya kembali ke tingkat

normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam bentuk

foton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk foton-

foton sinar infrared yang tidak mungkin dilihat oleh mata

manusia.

Gambar 2.6 Lampu Pijar

2.4 Monokromator

Monokromator merupakan perangkat optik yang mengubah

gelombang polikromatik menjadi radiasi monokromatik.

8

Monokromator akan mempermudah seseorang dapat mengetahui

karakteristik dari suatu materi hanya dengan melihat spektrum

warna yang dihasilkannya Hal ini disebabkan karena banyak

karakteristik dari suatu material yang bergantung pada warna

Gambar 2.7 Prinsip Monokromator

Monokromator menggunakan salah satu fenomena optik,

yaitu dispersi pada prisma. Ketika cahaya polikromatis sudah

terdispersi oleh prisma, cahaya-cahaya monokromatis yang di

hasilkan akan diarahkan. Sehingga hanya panjang gelombang

tertentu yang dapat keluar melalui lubang output.

2.5 Lebar Spektral

Spektral adalah hasil interaksi antara energi elektromagnetik

dengan suatu objek. Objek yang ada di permukaan bumi

mempunyai karakteristik yang berbeda satu dengan lainnya

(khas). Ada objek yang mempunyai sifat daya serapnya terhadap

elektromagnetik tinggi dan pantulannya rendah, sebaliknya ada

objek yang mempunyai daya serap yang rendah dan daya

pantulnya tinggi. Pola pantulan dan absorpsi ini berbeda untuk

panjang gelombang (wavelength) yang berbeda. Jika dikaitkan

dengan citra satelit, maka masing-masing objek akan memberikan

pantulan elektromagnetik yang berbeda, sehingga kita mampu

membedakan suatu objek dengan objek yang lain. Cahaya tampak

baik monokromatik maupun polikromatik memiliki spektral yang

9

9

berbeda-beda. Lebar spektral diketahui melalui perpotongan

antara daya rata-rata dari sumber cahaya dengan panjang

gelombang atau dikenal dengan FWHM (Full Width of Half

Maximum). Persamaan yang digunakan untuk menentukan

FWHM adalah

FWHM = Daya Maksimal x 50%

10

Halaman ini sengaja dikosongkan

7

11

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan Bahan Percobaan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini

adalah sebagai berikut :

a. Sumber Cahaya

Laser He-Ne 1 buah

Lampu Pijar 1 buah

Lampu Senter 1 buah

Lampu TL 1 buah

b. Monokromator 1 buah

c. Adaptor DC

d. Optical Power meter Thorlabs PM100D 1 buah

e. Laptop yang sudah terinstal program PMD100D Utility

Gambar 3.1 Set up Eksperimen

3.2 Prosedur Percobaan

Adapun langkah-langkah dalam percobaan ini adalah sebagai

berikut :

a. Peralatan disusun seperti gambar 3.1

b. Optical power meter dihubungkan dengan laptop melalui

USB.

c. Optical power meter dinyalakan dan program PMD100D

Utility dijalankan.

d. Sumber cahaya ditempatkan sesuai gambar 3.1.

e. Sumber cahaya ditempatkan 3 cm dari detector.

12

f. Panjang geelombang pada optical power meter diatur

pada =400-700 nm dengan kenaikan 20 nm.

g. Nilai daya optik yang terbaca diamati dan disimpan.

h. Langkah ke-5 diulangi untuk sumber cahaya lain.

i. Grafik daya optik sebagai fungsi panjang gelombang

untuk semua sumber cahaya dibuat.

j. Lebar spektral untuk tiap panjang gelombang ditentukan

7

13

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data

Berdasarkan pengambilan pengambilan nilai daya optik dari

setiap sumber cahaya pada setiap nilai panjang gelombang dari

400 nm hingga 700 nm dengan perubahan kenaikan setiap 20 nm,

diperoleh data sebagai berikut :

Tabel 4.1 Nilai daya optik dari setiap sumber cahaya

Panjang

geelombang

(nm)

Daya

Lampu

Pijar

(Watt)

Daya

Senter

(Watt)

Daya

Lampu TL

(Watt)

Daya Laser

(Watt)

400 0,0000273 0,0000045 0,00000086 0,00000221

420 0,0000276 0,0000264 0,00000224 0,00000165

440 0,0000314 0,0000385 0,00000248 0,00000137

460 0,0000353 0,0000184 0,00000194 0,00000192

480 0,0000441 0,0000105 0,00000168 0,00000327

500 0,0000553 0,0000148 0,00000143 0,00000441

520 0,0000664 0,0000193 0,00000329 0,00000685

540 0,0000732 0,0000184 0,00000348 0,00000935

560 0,0000811 0,0000156 0,00000168 0,0000116

580 0,0000936 0,0000132 0,00000136 0,0000135

600 0,0000104 0,0000099 0,00000259 0,0000413

620 0,0000108 0,0000065 0,00000139 0,004

640 0,0000113 0,0000034 0,00000046 0,00000277

660 0,0000123 0,0000011 0,00000023 0,00000006

680 0,0000128 0,0000001 0,00000021 0,00000022

700 0,0000128 0,00000004 0,00000021 0,00000139

14

0.00E+00

5.00E-05

1.00E-04

1.50E-04

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

660

680

700

day

a (

wat

t)

panjang gelombang (nm)

lampu pijar

Berdasarkan data pada tabel 4.1 dapat diperoleh grafik

hubungan antara panjang gelombang dengan daya optik dari tiap-

tiap sumber cahaya sebagai berikut :

Gambar 4.1 Karakteristik Spektrum Lampu Pijar

Dari data yang diperoleh, dapat diketahui nilai daya tertinggi

pada sumber cahaya senter adalah 41028,1 watt, sehingga

diperoleh nilai FWHM sebesar 5104,6 watt. Sehingga

diperoleh lebar spektral :

0,0000553-0,0000664

0,000064-0,0000664

500-520

X-520

X = 515,68 nm

Lebar spektral: maks X = 700 515,68 = 184,32 nm Karena berada pada spektrum 515,68 nm hingga 700 nm,

maka spektrum warna yang dimiliki oleh lampu pijar adalah

hijau, kuning, jingga, dan merah.

15

9

Gambar 4.2 Karakteristik Spektrum Senter

Dari data yang diperoleh, dapat diketahui nilai daya tertinggi

pada peak 1 adalah 51085,3 watt, sehingga diperoleh nilai

FWHM sebesar 510925,1 watt. Maka nilai FWHM sekian

terletak pada panjang gelombang :

0000184,00000385,0

00001925,00000385,0

460440

1440

x

x1 = 459,15 nm

0,0000045-0,0000264

0,00001925-0,0000264

400420

2420

x

x2 = 413,47 nm

Lebar spektral: x1 x2 = 459,15 413,47 = 45,68 nm

Karena berada pada spektrum panjang geelombang 413,47

nm hingga 459,15 nm maka memiliki spektrum warna merah.

Pada peak ke 2 diperoleh daya tertinggi adalah 51093,1 watt,

sehingga diperoleh nilai FWHM nya sebesar 61065,9 watt.

Maka nilai FWHM nya terletak pada panjang gelombang :

0.00E+00

1.00E-05

2.00E-05

3.00E-05

4.00E-05

5.00E-05

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

660

680

700

Day

a (w

att)

panjang gelombang (nm)

senter

14

0,0000065-0,0000099

0,00000965-0,0000099

620600

600

x

X = 601,47 nm

Lebar spektral: X - maks = 601,47 520 =81,47 nm Karena berada pada spektrum panjang gelombang 520 nm

hingga 601,47 nm maka memiliki spektrum warna hijau.

Gambar 4.3 Karakteristik Spektrum Lampu TL

Dari data yang diperoleh, dapat diketahui nilai daya tertinggi

pada peak pertama adalah 61048,2 watt, sehingga nilai

FWHM nya adalah 61024,1 watt. Maka nilai FWHN sekian

teerletak pada panjang gelombang :

00000086,000000224,0

00000124,000000224,0

400420

420

x

X = 405,5 nm

Lebar spektral: maks X = 440 405,5 = 34,5 nm

Karena berada pada spektrum panjang gelombang 405,5 nm

hingga 440 nm maka memiliki spektrum warna merah.

0.00E+00

1.00E-06

2.00E-06

3.00E-06

4.00E-06

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

660

680

700

day

a (w

att)

panjang gelombang (nm)

lampu TL

16

15

9

Pada peak kedua daya tertinggi adalah 61048,3 watt, sehingga

diperoleh nilai FWHM sebesar 61074,1 watt. Maka nilai

FWHM sekian terletak pada panjang gelombang :

00000168,000000348,0

00000174,000000348,0

560540

1540

x

x1 = 559,3 nm

00000143,000000329,0

00000174,000000329,0

500520

2520

x

x2 = 503,33 nm

Lebar spektral: x1-x2 = 559,3 nm 503,33 nm = 55,97 nm

Karena berada pada spektrumpg gelombang 503,33 nm

hingga 559,3 nm maka memiliki spektrum warna kuning dan

hijau.

Pada peak ketiga daya tertinggi adalah 61059,2 watt, sehingga

diperoleh nilai FWHM sebesar 6103,1 watt. Maka nilai

FWHM sekian terletak pada panjang gelombang :

00000046,000000139,0

0000013,000000139,0

640620

620

x

X = 621,93 nm

Lebar spektral: X - maks = 621,93 600 = 21,93 nm

Karena berada pada spektrum panjang gelombang 600 nm

hingga 621,93 nm maka memiliki spektrum warna biru.

17

14

Gambar 4.4 Karakteristik Spektrum Laser

Dari data yang diperoleh, dapat diketahui nilai daya tertinggi

pada sumber cahaya laser adalah 3104 watt, sehingga

diperoleh nilai FWHM sebesar 3102 watt. Maka nilai FWHM

sekian terletak pada panjang gelombang :

0,00000277-0,004

0,002-0,004

640620

2620

x

x1 = 630 nm

0,0000413004,0

002,0004,0

600620

1620

x

x2 = 609,9 nm

Lebar spektral: x1-x2 = 630 nm 609,9 nm = 20,1 nm

Karena berada pada spektrum panjang gelombang 609,9 nm

hingga 630 nm maka memiliki spektrum warna jingga dan merah.

-1.00E-03

0.00E+00

1.00E-03

2.00E-03

3.00E-03

4.00E-03

5.00E-03

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

660

680

700

Day

a (

wat

t)

panjang gelombang (nm)

laser

18

15

9

4.2 Pembahasan

a. Nanda Pricilya (2413 100 053)

Dari percobaan diperoleh hasil bahwa pada lampu pijar

nilai FWHM terletak pada panjang gelombang 515,8 nm dan

tidak memiliki lebar spektral, sedangkan berdasarkan referensi

yang ada lampu pijar memiliki lebar spektral antara 381,5 nm

sampai 751,2 nm. Ketidaksesuan tersebut mungkin saja bisa

terjadi karena lampu pijar yang digunakan sudah tidak

memiliki daya maksimal, sehingga cahaya yang dihasilkan

oleh monokromator juga memiliki daya yang tidak cukup kuat.

Selain itu karena percobaan dilakukan menggunakan

increment panjang gelombang sebesar 20 nm. Semakin kecil

increment hasil karakterisasi spektrum yang didapat akan

semakin luas.

Pada percobaan lampu senter diperoleh 2 buah peak,

dimana peak pertama lebar spektral sekitar antara panjang

gelombang 413,47 nm sampai 459,15 nm sedangkan untuk

peak kedua nilai FWHM terletak pada panjang gelombang 520

nm dan tidak memiliki lebar spektral. Berdasarkan referensi

yang ada bentuk grafik yang dihasilkan sudah sesuai, untuk

lebar spektral pada peak pertama seharusnya berkisar antara

panjang gelombang 450 nm sampai 470 nm sedangkan untuk

peak kedua seharusnya berkisar anatara 565 nm sampai 590

nm.

Pada percobaan lampu TL diperoleh 3 buah peak,

dimana peak pertama nilai FWHM terletak pada panjang

gelombang 405,5 nm dan tidak memiliki lebar spektral, untuk

peak kedua nilai FWHM terletak pada panjang gelombang

503,33 nm sampai 559,3 nm, sedangkan untuk peak ketiga

nilai FWHM berada pada panjang gelombang 621,93 dan tidak

19

14

memiliki panjang gelombang. Berdasarkan referensi yang ada

bentuk grafik yang dihasilkan sudah sesuai.

Pada Percobaan laser He-Ne diperoleh hasil nilai

FWHM terletak pada panjang gelombang 609,9 nm sampai

630 nm. Berdasarkan referensi yang ada bentuk grafik yang

dihasilkan sudah sesuai, untuk lebar spektral nya seharusnya

berkisar antara panjang gelombang 600 nm sampai 660 nm.

Pada percobaan laser He-Ne cenderung menghasilkan data

yang sesuai, hal tersebut mungkin dikarenakan laser memiliki

sinar yang terfokus sehingga daya yang ditangkap oleh

detektor bisa maksimal sehingga data yang dihasilkan dapat

sesuai dengan nilai yang seharuanya.

b. Pembahasan Hafizh Rifky Amrullah (2413 100 023)

Pada praktikum ini membahas mengenai karakterisasi

spektrum sumber cahaya. Pertama-tama dilakukan

pengukuran daya optik dari 4 sumber cahaya berupa LASER,

lampu TL, lampu pijar dan LED yang dilewatkan terlebih

dahulu melalui monokromator yang memiliki tugas untuk

mengubah panjang gelombang (400-700 nm) dari sumber

cahaya, kemudian diterima oleh alat Optical Power Meter

(OPM). Setelah dilakukan pengukuran didapat nilai daya

optik, kemudian diplot dalam grafik daya terhadap panjang

gelombang.

Dari grafik akan ditentukan lebar spektral menentukan

nilai daya tertinggi pada tiap sumber cahaya untuk

menghitung nilai FWHM yang kemudian akan digunakan

untuk menentukan lebar spektral. LASER memiliki lebar

spektral sebesar 20,1 nm, lampu TL memiliki 3 lebar

spektral sebesar 21,93, 34,5 dan 55,97 nm, lampu pijar

20

15

9

memiliki lebar spektral sebesar 184,32 nm dan LED

memiliki 2 lebar spektral sebesar 45,68 dan 81,47 nm.

Berdasarkan referensi yang ada lampu pijar memiliki

lebar spektral antara 381,5 nm sampai 751,2 nm. Untuk

lampu senter berdasarkan referensi yang ada bentuk grafik

yang dihasilkan sudah sesuai, untuk lebar spektral pada peak

pertama seharusnya berkisar antara panjang gelombang 450

nm sampai 470 nm sedangkan untuk peak kedua seharusnya

berkisar anatara 565 nm sampai 590 nm. Untuk lampu TL

berdasarkan referensi yang ada bentuk grafik yang dihasilkan

sudah sesuai. Untuk laserlebar spektral nya seharusnya

berkisar antara panjang gelombang 600 nm sampai 660 nm

c. Hafizhul Rifqi (2413 100 020)

Pada percobaan Teknik Optik tentang karaterisasi

spectrum sumber cahaya maka dapat dipelajari bahwa pada

sumber cahaya terdapat perbedaan panjang gelombang serta

lebar spektral yaitu pada laser He-Ne, LED dan lampu TL.

Setelah dilakukan analisa dari data yang telah didapatkan

ketika pratikum, maka dapat di tarik kesimpulan nya, bahwa

panjang gelombang terbesar ada pada LED,dikarenakan led

memiliki focus lebih dari lampu TL dan laser. Sedangkan

untuk lebar spectral maka terbesar adalah pada Lampu TL

lalu LED dan laser. Sedangkan untuk warna dari cahaya

tampak yang dapat dilihat dari panjang gelombang tersebut

yaitu laser diantara ungu dan biru, pada LED yaitu biru

sedangkan pada lampu TL yaitu bisa ungu atau biru.dari

semua ini kita dapat memngetahui kelemahan dan kelebihan

setiap yang di miliki oleh setiap led tl dan laser.Dan untuk ke

tajaman cahaya .yang palng kuat ialah laser.cahaya yang di

hasilkan memiliki khateristik monokromatik (satu panjang

21

14

gelombang yang spesifik), koheren (pada frekuensi yang

sama), dan menuju satu arah yang sama sehingga cahayanya

menjadi sangat kuat, terkonsentrasi, dan terkoordinir dengan

baik.Sedang kan untuk Lampu TL (Fluorescent Lamp)

adalah lampu listrik yang memanfaatkan gas Neon dan

lapisan fluorescent sebagai pemendar cahaya pada saat dialiri

arus listrik.Dan untuk LED adalah seebuah semikonduktor p-

n junction yang bekerja pada kondisi forward bias.

Untuk FWHM memiliki panjang gelombang 515,8 nm

dan tidak memiliki lebar spektral, sedangkan berdasarkan

referensi yang ada lampu pijar memiliki lebar spektral antara

381,5 nm sampai 751,2 nm.Dan lampu senter diperoleh 2

buah peak, dimana peak pertama lebar spektral sekitar antara

panjang gelombang 413,47 nm sampai 459,15 nm dan pada

peak kedua nilai FWHM terletak pada panjang gelombang

520 nm dan tidak memiliki lebar spektral.Dan pada Pada

percobaan lampu TL diperoleh 3 buah peak, dimana peak

pertama nilai FWHM terletak pada panjang gelombang 405,5

nm dan tidak memiliki lebar spektral, untuk peak kedua nilai

FWHM terletak pada panjang gelombang 503,33 nm sampai

559,3 nm, sedangkan untuk peak ketiga nilai FWHM berada

pada panjang gelombang 621,93 nm

Pada Percobaan laser He-Ne diperoleh hasil nilai FWHM

terletak pada panjang gelombang 609,9 nm sampai 630

nm.Dan dari percobaan kita dapat melihat perbedaan antara

satu sam lain

d. Tulus Indra Hermawan (2413 100 018) Praktikum P-1 Teknik Optik ini bertujuan untuk

mengkarakterisasi spektrum dan menentukan lebar spektral

22

15

9

sumber cahaya.. Adapun sumber cahaya yang digunakan

adalah sebanyak 4 sumber cahaya yaitu laser He-Ne,lampu pijar,lampu TL dan senter (LED) .Dari data yang diambil

dari Optical Power Meter melalui Laptop, akan dibuat grafik

yang menjelaskan hubungan antara nilai daya optis dan panjang gelombang sumber cahaya yang digunakan.

Pada grafik pertama,dijelaskan hubungan antara nilai

daya optis dan panjang gelombang lampu pijar. Dari grafik

tersebut,diketahui bahwa nilai daya optis bertambah seiring bertambahnya panjang gelombang. Hal ini menunjukkan

bahwa cahaya dari lampu pijar bersifat polikromatis.Dari

grafik,didapatkan nilai daya maksimum adalah sebesar 41028,1 watt pada panjang gelombang 700 nm. Hal ini

menunjukkan bahwa lampu pujar memiliki unsur warna

merah lebih besar daripada warna hijau atau biru.Lampu

pijar memiliki lebar spektral 184,32 nm. Pada grafik kedua,dijelaskan hubungan antara nilai daya

optis dan panjang gelombang lampu senter (LED). Grafik ini

memiliki 2 puncak dengan puncak tertinggi pada panjang gelombang 440 nm dan puncak kedua pada panjang

gelombang 520 nm. Hal ini menunjukkan bahwa cahaya dari

LED adalah polikromatis dan terdiri dari lebih banyak unsur

warna biru (440 nm) daripada hijau (520 nm).Lampu senter memiliki lebar spektral 45,68 nm pada peak pertama dan

81,47 nm pada peak kedua.

Pada grafik ketiga,dijelaskan hubungan antara nilai daya optis dan panjang gelombang lampu TL. Grafik ini memiliki

3 puncak pada panjang gelombang 440 nm,540 nm,600 nm

.Hal ini menunjukkan bahwa cahaya dari lampu TL terdiri atas sedikitnya 3 warna dominan yang berbeda yakni

merah,hijau dan biru (red green,blue). Warna merah pada

panjang gelombang 600 nm,warna hijau pada panjang

gelombang 540 nm dan warna biru pada panjang gelombang 440 nm. Lampu TL memiliki lebar spektral 34,5 nm pada

23

14

peak pertama, 55,97 nm pada peak kedua dan 21,93 nm pada

peak ketiga. Pada grafik keempat,dijelaskan hubungan antara nilai

daya optis dan panjang gelombang pada laser. Grafik ini

memiliki satu puncak pada panjang gelombang 620 nm. Hal ini menunjukkan bahwa laser tersebut cenderung bersifat

monokromatis. Namun laser tidak sepenuhnya 100%

monokromatis karena adanya rentang panjang gelombang

yang menyusun cahaya dari laser. Laser memiliki lebar spektral 20,1 nm.

e. Elox Suraya (24131 100 057) Pada percobaan Teknik Optik mengenai karaterisasi

spektrum sumber cahaya didapatkan besar daya serta lebar

spektral berdasarkan panjang gelombang pada lampu pijar,

senter, dan laser. Setelah dilakukan analisa dari data

didapatkan daya tertinggi ssat panjang gelombang 700 nm

sebesar 41028,1 watt dan FWHM 5104,6 watt. Senter

memiliki daya tertinggi 51085,3 watt dan FWHM

510925,1 watt dan lebar spektral 45,68 nm. Untuk lampu

TL daya tertinggi 61048,3 watt, FWHM 61074,1 watt

dengan lebar spektral 55,97 nm. Sedangkan laser memiliki

daya 3104 watt, FWHM sebesar 3102 watt, dan lebar

spektral 20,1 nm. Dari hasil uji yang telah diperoleh

diketahui daya dan FWHV terbesar terdapat pada laser.

Sedangkan lebar spektral terbesar terdapat pada lampu TL

sebesar 55,97 nm. Semakin besar lebar spektral, daya dari

sumber cahaya semakin kecil. Daya sumber cahaya

berbanding terbalik dengan lebar spektral. Besar daya

dipengaruhi oleh kefokusan cahaya yang dipancarkan oleh

sumber cahaya.

24

15

9

f. Ardhiansyah Widhi Harsono (2413 100 014)

Praktikum terdiri dari 4 jenis percobaan, yakni percobaan

dengan menggunakan lampu pijar, lampu senter, lampu TL,

dan laser He-Ne. Dari hasil percobaan lampu pijar nilai

FWHM terletak pada panjang gelombang 515,8 mm., dan

tidak didapatkan lebar spektral. hal ini tidak sesuai dengan

referensi dimana lampu pijar memiliki lebar spektral antara

381.5 751.2 mm. Hal ini kemungkinan dikarenakan lampu

pijar yang digunakan sudah berulang kali digunakan

sedemikian sehingga performanya tidak sesuai dengan

spesifikasi yang seharusnya.

Pada percobaan lampu senter dapat diketahui lebar

spektral pertama diantara 413,47-459,15 nm, dan pada

peak kedua pada panjang gelombang 520 nm dan tidak

memiliki lebar spektral. Dari plot grafik sudah terlihat

kesesuaian antara data hasil praktikum dan referensi.

Pada percobaan lampu TL diperoleh hasil yang sesuai

dengan referensi yang ditunjukkan dengan bentuk grafik

yang dihasilkan sudah sesuai.

Pada Percobaan laser He-Ne diperoleh hasil nilai FWHM

terletak pada panjang gelombang 609,9 nm sampai 630 nm.

Bentuk plot grafik yang dihasilkan sudah sesuai dengan

grafik pada referernsi, dimana untuk lebar spektral nya

seharusnya berkisar antara panjang gelombang 600 nm

sampai 660 nm

25

14

Halaman ini sengaja dikosongkan

15

9

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

4.3 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini

adalah sebagai berikut :

a. Spektrum yang dihasilkan oleh lampu pijar tidak memiliki

rentang FWHM, lampu senter (LED) dan lampu TL

memiliki jumlah peak lebih dari satu, sedangkan lampu

senter hanya memiliki satu buah peak.

b. Sumber cahaya lampu pijar tidak memiliki lebar spektral,

lampu senter memiliki lebar spektral 45,68 nm dan 81,47

nm, lampu TL memiliki lebar spektral 55,97 nm hanya

pada peak kedua nya, laser memiliki lebar spektral 20,1

nm.

4.4 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan pada percobaan ini adalah

sebagai berikut :

a. Data yang diambil harusnya bisa lebih banyak, agar hasil

grafik yang diperoleh lebih akurat.

27

7

13

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Modul 1 Karakterisasi Spektrum Sumber Cahaya.

Surabaya. Laboratorium Fotonika JTF-FTI-ITS.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik. Retrieved

fromhttp://hanstt.files.wordpress.com/2008/08/spektrum-

gelombang-elektromagnetik.pdf

14

LAMPIRAN

1. Cari lebar spektral spesifikasi dari masing-masing sumber

cahaya!

Lampu Pijar : 381,5 nm 751,2 nm

Lampu Senter (LED) : 420 nm 700 nm

Lampu TL : 400 nm 450 nm

Laser : 600 nm 660 nm

2. Adakah lebar spektral untuk warna pink dan ungu?

Warna pink tidak memiliki lebar spektral, karena warna

pink hanya akan didapatkan dengan mencampurkan

beberapa panjang gelombang

Untuk warna ungu / violet memiliki lebar spektrum antara

panjang gelombang 380 nm sampai 450 nm