Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana...

13

Transcript of Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana...

Page 1: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi
Page 2: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

 2 

 

spektrometer  yang  terbatas.  Alat  yang  sulit  untuk  diperoleh  membuat  penelitian tentang  spektrum  cahaya  jarang  dilakukan.  Padahal  penelitian  tentang  spektrum merupakan suatu hal yang penting dalam  ilmu  fisika bidang optika. Kekurangan dana menjadi  salah  satu  penyebab  keterbatasan  alat  spektrometer  tersebut.  Alat spektrometer  yang  terlalu  mahal  mengakibatkan  jumlah  peralatan  optika dilaboratorium menjadi sangat sedikit.  

Banyak  hal  yang  dapat  dilakukan  untuk  mengatasi  persoalan  ini.  Penelitian spektrum  cahaya  dapat  dilakukan  tanpa  harus menggunakan  alat  spektrometer  yang mahal.  Banyak  bahan  alat  spektrometer  yang  ada  dilaboratorium  yang  dapat dimanfaatkan untuk merancang alat spektrometer sederhana. Salah satunya adalah kisi difraksi yang ada dilaboratorium dapat digunakan untuk merancang alat spektrometer sederhana.  Kisi  merupakan  piranti  yang  dapat  membelokan  cahaya  karena  adanya halangan celah sempit yang menimbulkan pola penyebaran gelombang  [4]. 

Penelitian  ini  merancang  alat  spektrometer  transmisi  sederhana  yang  dapat digunakan  untuk  menganalisis  spektrum  cahaya  tampak.  Spektrometer  transmisi sederhana  yang  memanfaatkan  fungsi  kisi  difraksi  sebagai  pemisah  spektrum berdasarkan  panjang  gelombang  [5].  Spektrometer  transmisi  sederhana  dirancang menggunakan  paralon  yang  dipasang  kisi  difraksi  didalamnya,  sehingga  tanpa  harus mengeluarkan banyak uang untuk merancangnya. Dengan alat  spektrometer  transmisi sederhana ini, penelitian tentang spektrum cahaya tampak dapat dilakukan. 

 Cahaya  yang  mengenai  spektrometer  transmisi  sederhana  akan  menghasilkan spektrum garis, apabila cahaya tersebut berasal dari sumber cahaya diskrit yang diakibat oleh  lecutan  suatu  gas  yang  menggunakan  tegangan  tinggi  dan  akan  menghasilkan spektrum kontinyu, apabila cahaya yang mengenainya berasal dari bola  lampu  filamen [4]. Supaya hasil spektrum cahaya dapat dianalisis, dibutuhkan alat bantu yaitu kamera digital  untuk merekam  spektrum  cahaya  yang  dihasilkan  oleh  spektrometer  transmisi sederhana.  

Memanfaatkan  fungsi  kamera  digital  spektrum  cahaya  direkam.  Sebagai  alat untuk membuat  gambar  obyek  yang  dibiaskan melalui  lensa  kepada  sensor  CCD  (ada juga yang menggunakan  sensor CMOS) yang hasilnya direkam dalam  format digital ke dalam media simpan digital. Karena hasilnya disimpan secara digital maka hasil  rekam gambar  ini harus diolah menggunakan pengolah digital pula  semacam  komputer  atau mesin  cetak  yang  dapat  membaca  media  simpan  digital  tersebut.  Kamera  digital mempunyai  kelebihan  dapat  mengambil  beberapa  gambar  dalam  per  detik.  Hasil rekaman  spektrum  dianalisis  menggunakan  program  MatLab  sehingga  menghasilkan grafik dari spektrum cahaya. Grafik yang dihasilkan menunjukan panjang gelombang dari setiap spektrum.  

Spektrometer  transmisi  sederhana  digunakan  untuk  meneliti  beberapa  lampu yaitu lampu gas neon murni dan lampu neon komersil seperti lampu merk PH dan lampu merk TR dengan daya yang berbeda ‐ beda. Lampu gas neon  merupakan sumber cahaya diskrit  yang  terdiri  dari  dua  elektroda  (logam)  dan  terletak  diujung  ‐  ujung  sebuah tabung    berisi  gas  neon,  argon,  atau  krypton  yang merupakan  gas murni,  sehingga spektrum yang dihasilkan berupa spektrum emisi. Sedangkan lampu neon komersil yang 

Page 3: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

dijual dipasaran seperti  lampu neon PH dan  lampu neon TR merupakan sumber cahaya kontinyu,  sehingga  menghasilkan  spektrum  kontinyu  [6].  Dengan  menggunakan spektrometer  transmisi  sederhana  dapat  diperoleh  spektrum  serapan  dari  lampu  gas neon murni, lampu neon PH dan lampu neon TR. 

Penelitian  ini mempelajari  karakterisasi  spektrum  serapan  yang  dihasilkan  oleh cahaya lampu gas neon. Spektrum serapan lampu gas neon dianalisis untuk memperoleh grafik.  Melalui  grafik  spektrum  serapan  lampu  gas  neon  dapat  diketahui  panjang gelombang  dari  puncak  ‐  puncak  garis  spektrum.  Penelitian  ini  juga membandingkan struktur spektrum serapan  lampu gas neon   dengan struktur spektrum serapan    lampu neon PH dan  lampu neon TR. Selain untuk meneliti  spektrum  lampu gas neon,  lampu neon PH dan  lampu neon TR, spektrometer  transmisi sederhana dapat  juga digunakan untuk meneliti  spektrum  lampu yang  lain  seperti  lampu gas hidrogen,  lampu natrium, lampu mercury, dan semua sumber cahaya tampak.  

 2. DASAR TEORI 2.1   Kisi Difraksi 

Kisi seringkali digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan dikaji struktur dari intensitas garis ‐ garis spektrum. Kisi difraksi merupakan suatu piranti atau alat optik yang  terdiri  dari  serangkaian  aperatur  dan  digunakan  untuk  mengubah  atau menghasilkan  panjang  gelombang  yang  didifraksikan  dengan  cara  mengatur  perioda atau  jarak antar celah atau sudut cahaya datang. Kisi dibuat dengan menggarisi galur  ‐galur sejajar yang berjarak tertentu terhadap satu dengan yang  lain pada sebuah pelat gelas  atau  pada  sebuah  pelat  logam  dengan  menggunakan  sebuah  ujung  runcing pemotong  yang  terbuat  dari  intan  yang  geraknya  diatur  secara  otomatis  [7].  Sebuah susunan  dari  sejumlah  besar  celah  sejajar  dengan  lebar  yang  sama  dan  jarak  antara pusat ‐ pusatnya  sama [8]. Dalam penelitian ini menggunakan kisi difraksi transmisi yang memanfaatkan efek difraksi seperti yang diterangkan pada gambar dibawah ini seberkas sinar yang mengenai kisi difraksi. 

 

  Gambar 1. Sebuah penampang kisi transmisi dengan celah ‐  celah tegak lurus terhadap bidang 

yang dilewati seberkas cahaya, dengan  pola interferensi cahaya yang  ditransmisikan melalui celah ‐ celah yang terbentuk pada layar.  

 

 3 

 

Page 4: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

Seberkas  cahaya yang mengenai kisi difraksi mengalami pola interferensi, dimana maksimum ‐ maksimum berada dalam posisi yang sama dan tajam. Karena maksimum ‐ maksimum sangat tajam, maka posisi sudut dapat diukur sampai ketelitian yang tinggi. Maksimal interferensi berada pada sudut θ  yang diberikan 

 

λθ md m =sin   

d merupakan jarak tiap garis ‐ garis dan m disebut bilangan orde. Jika m = 0  tidak terjadi pembelokan.  

Bila sebuah kisi yang mengandung ratusan atau ribuan celah disinari oleh sebuah berkas  sinar  ‐  sinar  cahaya monokromatik  yang  sejajar, maka  terbentuk  sederet  pola garis  ‐  garis  yang  sangat  tajam  pada  sudut  ‐  sudut  tertentu.  Garis  ‐  garis  m = 1 dinamakan orde pertama,  garis  ‐  garis m = 2   dinamakan  garis  ‐  garis orde  dua, dan seterusnya.  Jika  kisi  disinari  oleh  cahaya  putih  dengan  distribusi  panjang  gelombang kontinyu, maka  setiap nilai m bersesuaian dengan  sebuah  spektrum kontinyu dan  jika kisi  disinari  oleh  cahaya  dengan  distribusi  panjang  gelombang  maka  setiap  nilai  m bersesuaian dengan spektrum garis [8].  2.2   Daya Pisah Kisi Difraksi                                                                                               

Dalam  spektrokopi  seringkali  penting  untuk membedakan  panjang  gelombang  ‐ 

panjang  gelombang  yang  berbeda  sedikit.  Dua  berkas  cahaya  dengan  1λ   dan  2λ  

berbeda kecil sekali  ( 112 )<<−=Δ λλλ   jatuh pada sebuah kisi maka maksimum orde 

yang sama  1λ  dan  2λ  berhimpit. Agar kedua  λ  tersebut dapat dibedakan atau dilihat 

secara  terpisah maka maksimum  1λ  berhimpit dengan minimum  2λ . Maksimum orde 

ke‐m  terjadi bila  selisih  fasa  φ  untuk  celah  ‐  celah yang berdekatan adalah  mπφ 2=  

minimum  pertama  disamping  maksimum  terjadi  bila  Nm /2 2ππφ += ,  dimana  N

adalah  banyaknya  celah.  φ   diberikan  juga  oleh  ( ) λθπφ /sind2= ,  sehingga  interval 

sudut  θd  yang bersesuaian  dengan pertambahan pergeseran fasa  φd  yang kecil dapat 

didiferensial persamaan λ

θθπφ ddd cos2= , dimana d ,/2 Nπφ =  sehingga 

,cos22λ

θθππ ddN

=                                                        (1)

 

Atau 

   N

dd λθθ =cos                                                                (2)   

 

 Untuk  nilai  sudut  θd   diantara  maksimum  ‐  maksimum  untuk  dua  λ   yang  sedikit berbeda mempunyai persamaan  

λθ md =sin                                                                     (3) 

Bila didiferensialkan maka diperoleh   4 

 

Page 5: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

λθθ mddd =cos                                                         (4) 

Dari  persamaan  (2)  dan  (4)  dapat  peroleh  λλ mdN

=   dan  Nmd

=λλ                                   

jika  λΔ  kecil, maka  λλ Δ=d , sehingga daya pisah R  menjadi 

NmR =Δ

=λλ

                                                             (5) Makin  besar  jumlah  garis  pada  kisi  dan makin  tinggi  orde  dari  spektrum, maka  daya pisah kisi makin besar.  3. RANCANGAN ALAT dan PRINSIP KERJANYA 

Telah  diketahui  bahwa  cahaya  dapat  didispersikan  oleh  prisma  maupun  kisi  difraksi.  Jika cahaya yang  jatuh pada kisi difraksi adalah cahaya monokrom maka akan muncul  pola  gelap  dan  terang  pada  layar.  Pada  rancangan  alat  ini,  spektrometer transmisi sederhana dirancang dengan memanfaatkan kisi difraksi dan digunakan untuk melakukan penelitian dengan  cara menjatuhkan  cahaya pada  kisi difraksi. Kisi difraksi yang digunakan memiliki  jumlah celah 570 garis per milimeter, dengan demikian  jarak kisinya adalah 1.7 mikrometer.  

Merancang  spektrometer  transmisi  sederhana memerlukan  alat  bantu  sebagai teropong. Dalam rancangan spektrometer kali  ini menggunakan paralon yang harganya relatif  murah  dan  mudah  didapatkan.  Namun  sebelum  merancang  spektrometer transmisi sederhana, sudut dari kisi difraksi harus diketahui terlebih dahulu agar semua spektrum dari cahaya yang masuk mengenai kisi difraksi dapat terlihat. Untuk mencari sudut  kisi  difraksi  dilakukan  percobaan  menggunakan  laser  merah  dan  laser  hijau dengan  cara menjatuhkan  sinar  laser merah  dan  laser  hijau  pada  kisi  difraksi.  Sudut difraksi  yang diperoleh dari  laser merah dan  laser hijau pada  kisi  inilah  yang menjadi acuan untuk merancang spektrometer transmisi sederhana. 

Menentukan  sudut  dispersi  laser  yang  diperoleh  dari  kisi  difraksi.  Sinar  laser dijatuhkan  pada  kisi  difraksi  secara  segaris.  Pada  rancangan  alat  spektrometer  ini digunakan  sudut  difraksi  pada  orde  pertama  yang memiliki  resolusi  yang  rendah.  Ini dilakukan karena menyesuaikan CCD yang ada pada kamera digital. CCD kamera digital yang digunakan hanya dapat merekam semua spektrum pada orde pertama. Sedangkan bila  menggunakan  orde  kedua  yang  memiliki  resolusi  yang  lebih  tinggi  akan mengakibatkan  ada  sebagian  spektrum  yang  tidak  terekam  oleh  CCD  kamera  digital.   Nilai sudut difraksi dicari dengan cara mengukur jarak sinar utama dari kisi ke layar dan jarak  sinar utama ke orde pertama,  setelah memperoleh  jaraknya kemudian  sudutnya dihitung menggunakan arctan. Jarak antara kisi difraksi dan layar dua meter. Untuk laser hijau jarak sinar utama dengan orde pertama 64.7cm sehingga sudut yang diperoleh 180 sedangkan untuk  laser merah  jarak  sinar utama dengan orde pertama 77cm  sehingga sudut  yang  didapat  210.  Sudut  yang  dipakai  adalah  200  sebagai  sudut  tengah  yang diperoleh dari sudut dispersi laser hijau dan laser merah. Setelah memperoleh sudut kisi difraksi  pada  orde  pertama,  barulah  spektrometer  transmisi  sederhana  dirancang dengan menggunakan paralon sebagai teropong.      

                                     

 5 

 

Page 6: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

  

  

                                                                                                          200                                                                                                                                                                                                                                                                         

              

    

        

     

 Gambar 2. Rancangan  alat  spektrometer transmisi sederhana yang memakai kisi difraksi 

dengan jumlah celah 570 garis/mm dan menggunakan paralon sebagai teropong, serta ukuran ‐ ukuran  paralon dan sudut  kisi  difraksi pada orde pertama yang terlihat dari atas. 

 50.5cm 

Kisi Difraksi (570 garis/mm)

20.5cm 

5.5cm 

7.5cm 

 0.5cm 

6.5cm 

69cm

 Spektrometer transmisi sederhana dirancang dengan meletakan kisi difraksi yang 

mempunyai  jumlah  celah 570  garis/mm  tepat ditengah paralon  yang memiliki ukuran diameter  7.5cm  dan  panjangnya  69cm.  Paralon  dilubangi  pada  tempat  yang  sesuai dengan  sudut  kisi difraksi pada orde  pertama  (200),  kemudian  dipasang paralon  yang memiliki ukuran diameter 5.5cm. Supaya sinar datang sejajar, maka diujung depan kisi tempat sinar masuk dibuat celah sempit dengan ukuran panjang 6.5cm dan lebar 0.5cm,  dengan  jarak  antara  kisi dan  celah  sempit 50.5cm.  Jarak  antara  kisi dan  celah  sempit dapat dibuat lebih panjang supaya cahaya yang masuk semakin sejajar. Jarak kisi difraksi dan tempat melihat spektrum pada sudut 200 adalah 20.5cm. Jarak ini harus tepat agar spektrum dapat terlihat semua dan terekam oleh CCD kamera digital. Untuk mengurangi 

 6 

 

Page 7: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

pantulan cahaya didalam paralon dicat warna hitam sebagai penyerap cahaya yang tidak diinginkan.    

 3.1   Eksperimen    

          

 7 

 

  

        

Sumber cahaya masuk sejajar 

Kamera Digital 

Kisi Difraksi 

Lensa kamera 

CCD kamera

Dispersi cahaya 

 Gambar 3.  Susunan alat spektrometer transmisi sederhana, kamera digital, dan sumber cahaya. Sumber cahaya yang sejajar dipancarkan  mengenai kisi difraksi. Cahaya yang mengenai kisi 

difraksi didispersikan. Dispersi cahaya kemudian masuk ke lensa kamera digital dan direkam oleh CCD kamera digital   

 Pada  ekperimen  ini  spektrometer  transmisi  sederhana  dipasang  segaris  dengan 

sumber  cahaya.  Sumber  cahaya  yang  sudah  segaris  dengan  spektrometer  dilihat  dari sinar utama yang masuk mengenai kisi difraksi. Jarak celah sempit spektrometer dengan sumber cahaya adalah satu meter. Kamera digital dipasang tepat pada sudut kisi difraksi, dengan  demikian  spektrum  orde  pertama  dapat  diterima  oleh  kamera  digital.  Posisi kamera,  kisi difraksi, dan  sumber  cahaya dipasang  tetap.  Setelah  semuanya dipasang, kemudian  sumber  cahaya  dinyalakan.  Pancaran  cahaya  yang  sejajar masuk  ke  celah sempit mengenai  kisi  difraksi  dan mengalami  dispersi.  Cahaya  yang  telah mengalami dispersi  pada  orde  pertama  masuk  ke  lensa  kamera  digital  dan  diterima  oleh  CCD kamera  digital  kemudian  direkam  dalam  bentuk  digital.  Eksperimen  dilakukan  secara bergantian  dari  beberapa  sumber  cahaya  dengan  posisi  tetap. Hasil  dari  foto  kamera digital  disimpan  dalam  bentuk  file  kemudian  dianalisis menggunakan Matlab. Analisis menggunakan  Matlab  mengubah  foto  spektrum  menjadi  grafik  intensitas  terhadap 

Page 8: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

piksel.  Kemudian  dikalibrasi menggunakan  standard  panjang  gelombang  dari  sumber cahaya sehingga didapatkan grafik intensitas terhadap panjang gelombang. 

 4. HASIL dan ANALISIS DATA 4.1   Spektrum Gas Neon  

Lampu  neon  terdiri  dari  dua  elektroda  (logam)  yang  terletak  diujung  ‐  ujung sebuah  tabung  berisi  gas  neon,  argon,  atau  krypton.  Ketika  kedua  elektroda  diberi tegangan  listrik, maka elektron akan keluar dari salah satu elektroda menuju elektroda lain. Dalam perjalanannya, elektron ‐ elektron ini akan menabrak atom ‐ atom gas neon. Gas neon akan  tereksitasi  (energinya naik) dalam waktu yang  singkat untuk kemudian kembali  ke  keadaan  semula.  Selama proses  kembali  ke  keadaan  semula  itu, gas neon akan memancarkan  energi  berupa  gelombang  cahaya.  Cahaya  lampu  gas  neon    yang sejajar  masuk  pada  spektrometer  transmisi  sederhana  dan  mengenai  kisi  difraksi sehingga menghasilkan spektrum. Dibawah ini adalah spektrum gas neon yang diperoleh dari hasil eksperimen. 

  

               

Gambar 4. Spektrum lampu gas neon yang memiliki beberapa  garis warna  dan grafik intensitas terhadap nomor piksel yang menunjukan intensitas spektrum garis dari  

lampu gas  neon   

Spektrum yang dihasilkan oleh lampu gas neon  memiliki beberapa spektrum garis warna. Setiap spektrum garis warna memiliki panjang gelombang yang berbeda ‐ beda. Untuk mengetahui panjang gelombang dari masing  ‐ masing garis  spektrum gas neon, spektrum dianalisis menggunakan Matlab. Untuk menganalisisnya,  rekaman  spektrum lampu  gas  neon  dicrop,  kemudian  dianalisis  menggunakan  program  Matlab.  Hasil analisis memperoleh grafik  intensitas  terhadap nomor piksel  yang  terlihat pada grafik diatas.

Panjang  gelombang  disetiap  puncak  ‐  puncak  spektrum  lampu  gas  neon  tidak dapat  diketahui melalui  grafik  intensitas  terhadap  piksel.  Untuk mengetahui  panjang gelombang dari puncak ‐ puncak spektrum neon, kolom piksel terlebih dahulu dikalibrasi 

 8 

 

Page 9: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

dengan menggunakan standard panjang gelombang lampu gas neon. Kalibrasi dilakukan dengan  mencocokan  puncak  ‐  puncak  grafik  intensitas  terhadap  piksel  yang  sesuai dengan  grafik  intensitas  terhadap  panjang  gelombang  dari  standard  lampu  gas  neon yang telah diteliti. 

               

             

   

Gambar  5 . Grafik spektrum lampu gas neon yang telah diketahui  memiliki  puncak ‐ puncak  panjang gelombang, digunakan untuk mengkalibrasi spektrum lampu gas neon yang diperoleh 

dari hasil eksperimen [9]  

Setelah mendapatkan puncak ‐ puncak yang sama, panjang gelombang dan nomor piksel  dapat  diperoleh.  Panjang  gelombang  dan  nomor  piksel  yang  telah  diperoleh, dibuat grafik. Dari grafik tersebut diperoleh nilai persamaan linier yang digunakan untuk kalibrasi. 

     

         

     

Gambar 6. Grafik kalibrasi panjang gelombang terhadap nomor piksel. Kalibrasi menggunakan persamaan fungsi  linier  f(x)=ax+b 

 9 

 

Page 10: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

Hasil kalibrasi kemudian dimasukan pada nomor piksel. Sehingga diperoleh grafik intensitas  terhadap  panjang  gelombang.  Dengan  menggunakan  grafik  ini  panjang gelombang pada  setiap puncak  ‐ puncak  spektrum gas neon yang diperoleh dari hasil eksperimen  dapat diketahui. 

 

 

Gambar 7. Struktur spektrum garis yang dimiliki lampu gas neon dengan puncak ‐ 

Lampu  gas  neon  adalah  gas  bertekanan rendah  sehingga  bila  dipijarkan  akan mema

u k S n m p

  

puncak panjang gelombang pada setiap garis warna spektrum.   

ncarkan energi hanya pada warna, atau panjang gelombang tertentu saja, dimana letak  setiap  garis  atau  panjang  gelombang  garis  merupakan  ciri  gas  yang memancarkannya  (h kum  irchoff).  pektrum  ya g  dihasilkan  gas  neon  eru akan spektrum  emisi  berupa  garis  ‐  garis  spektrum  seperti  yang  diperoleh  dari  hasil eksperimen. Gambar  spektrum memperlihatkan bahwa  lampu gas neon memiliki   dua struktur  garis  ‐  garis  spektrum.  Pada  gambar  7  terlihat    ada  sekumpulan  garis warna spektrum yang  rapat yaitu  spektrum warna kuning  sampai merah,  sedangkan ada dua garis warna spektrum yaitu biru muda dan ungu yang terpisah jauh dari kumpulan garis warna  spektrum  yang  rapat.  Dari  strukturnya  lampu  gas  neon  lebih  dominan  pada spektrum warna merah. Bila dilihat dari grafik spektrum   gas neon mempunyai   empat spektrum utama yaitu ungu, biru muda, kuning dan merah. Panjang gelombang keempat spektrum berbeda  ‐ beda yaitu 451.3nm, 497.9nm, 586.5nm, 649.7nm. Selain panjang gelombang keempat spektrum utama, gas neon  juga memiliki panjang gelombang dari sekumpulan  spektrum  neon  yang  rapat  yaitu  594.8nm,  608.1nm,  612.2nm,  623.2nm, 633.4nm, 635nm, 660nm, 672nm.  

 10 

 

Page 11: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

Gambar  8. Nilai FWHM dari puncak panjang gelombang 586.5nm yang dimiliki oleh lampu gas neon 

 Mencari nilai FWHM dari puncak spektrum gas neon yang panjang gelombangnya 

586.5nm, memiliki nilai FWHM sebesar 1.3nm. Nilai FWHM menunjukan spektrometer transmisi sederhana dapat memisahkan puncak  ‐ puncak dari panjang gelombang garis warna spektrum yang memiliki resolusi sekurang ‐ kurangnya  1.3nm.  4.2    Perbandingan Spektrum  Gas Neon, Neon PH Putih, Neon PH Kuning 

 11 

 

 

ambar  9. Grafik spektrum lampu neon , warna merah (‐) adalah grafik spektrum lampu neon PH 

s  lampu PH dan TR yang memiliki perbedaan komposisi struktur spektrumnya 

   

1.3nm

FWHM

Gputih 11 watt, warna hijau (‐) adalah grafik spektrum lampu neon PH  kuning 11 watt, warna biru 

(‐) adalah grafik spektrum lampu gas  neon ,  spektrum pertama adalah spektrum PH putih, pektrum kedua adalah spektrum PH  kuning. Grafik memperlihatkan perbandingan spektrum

Page 12: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

 12 

 

 sehingga  mbar 9. Bila  d

 

Gambar 10. Grafik lampu neon PH  dan lampu neon TR. Grafik warna merah (‐) adalah grafik spektrum lampu PH putih 11 watt dan lampu PH putih 5 watt, grafik warna biru (‐) adalah grafik    

Hasil aan.  Bila dibandingkan antara grafik lampu neon PH   1 watt dengan grafik spektrum lampu neon TR 11

Lampu  komersil  PH  merupakan  lampu  yang  memancarkan  cahaya  kontinyuspektrum  yang dihasilkan  adalah  spektrum  kontinyu  seperti pada  ga

ibandingkan  grafik  spektrum  lampu  neon  PH  putih  dan  grafik  spektrum  lampu neon  PH  kuning  terlihat  berbeda.  Lampu  neon  PH  putih  memiliki  spektrum  yang dominan disekitar panjang gelombang 450nm ‐ 550nm, ini berarti lampu neon PH putih lebih dominan diantara spektrum warna ungu sampai hijau. Lampu neon PH putih  juga memiliki puncak ‐ puncak tidak terlalu kelihatan sedangkan grafik spektrum lampu neon PH kuning memiliki beberapa puncak grafik yang mencolok dan lebih dominan disekitar panjang gelombang 550nm ‐ 650nm, ini memperlihatkan bahwa  lampu PH kuning lebih dominan diantara spektrum warna hijau sampai merah. Bila grafik spektrum lampu neon PH  dibandingkan  dengan  grafik  spektrum  lampu  gas  neon  terlihat  jauh  berbeda. Spektrum  lampu  gas  neon  memiliki  puncak  yang  tajam  disetiap  garis  spektrumnya sedangkan  lampu neon PH puncak garis spektrumnya  lebih melebar.   Puncak  ‐ puncak spektrum gas neon dan  lampu neon PH  tidak pada panjang gelombang yang sama.  Ini memperlihatkan bahwa  lampu neon PH dan  lampu gas neon memiliki bahan campuran yang  berbeda  sehingga  spektrum  serapan  yang  dihasilkan  berbeda.  Lampu  neon komersil kemungkinan memiliki bahan campuran seperti mercury dan fluoresen [6] yang  mengakibatkan spektrum yang dihasilkan tidak seperti spektrum lampu gas neon.  

 4.3   Perbandingan  Neon  Komersil  PH  dan  Neon  Komersil  TR 

spektrum lampu neon TR  11 watt, grafik spektrum lampu neon TR 5 watt   

  grafik  lampu  neon  PH  dan  lampu  neon  TR menunjukkan  perbed1

 watt dan grafik lampu neon PH 5 watt dengan grafik lampu neon TR 5 watt, lampu neon  PH  memiliki  puncak  ‐  puncak  lebih  mencolok  dibandingkan  lampu  neon  TR. Memperlihatkan  adanya  perbedaan  struktur  bahan  campuran  dari  kedua  merk.  Ini 

Page 13: Perancangan Spektrometer Transmisi Sederhana …repository.uksw.edu/bitstream/123456789/608/2/T1_192007031_Full... · gelombang dari puncak ‐ puncak garis spektrum. ... Kisi difraksi

 13 

 

pektrometer  transmisi  sederhana  dan  kamera  digital  dapat  digunakan  untuk elombang  spektrum  lampu  gas  neon,  menunjukan  karakterisasi 

spektr

Alat  spektrometer  transmisi   yang dirancang  ini belumlah  sempurna. Masih bisa   hasil  spektrum  yang  diperoleh  lebih  teliti,  kisi  difraksi  yang 

n

]    Solihin, Abdus.2009.Spektrometer Kisi. .1992.Azas‐Azas Ilmu Fisika jilid 3.UGM:jogjakarta. 

 Teknik Jilid 2: Edisi 3, Penerjemah: Dr. B. 

[5]     hofer Sebagai Metode Alternatif                                                                                        

.htm 

mengindikasikan  setiap  lampu  neon  komersil  yang  berbeda  merk  menghasilkan spektrum yang  berbeda.  

 5. KESIMPULAN  

Smencari  panjang  g

um  lampu  gas  neon  dan  dapat  memperlihatkan  perbedaan  antara  spektrum lampu neon PH, lampu neon TR dengan lampu gas neon melalui grafik dari ketiga lampu. Spektrometer  transmisi  sederhana  juga  dapat  menunjukkan  perbedaan  struktur spektrum yang dihasilkan oleh lampu neon komersil  yang berbeda merk.  6. SARAN PENELITIAN 

dikembangkan  lagi.  Agardigu akan pada alat spektrometer transmisi sederhana  ini dapat diganti menggunakan kisi difraksi yang mempunyai jumlah celah yang lebih banyak.  DAFTAR PUSTAKA [1[2]    Soedojo, Peter[3]    Tipler, P. A., 2001, Fisika untuk Sains dan

Soegijono”,   Jakarta, Penerbit Erlangga. [4]    Halliday dan Resnick. 1977.FISIKA Jilid 2.Hanover 

Firdausi, K Sofjan dkk,2003.Difraksi Fraun         Sederhana    untuk  Spektroskopi.                             [6]    http://sriwiwoho.blogspot.com/2011/10/bahaya‐merkuri‐dalam‐lampu‐neon.htm[7]    Soestyo, Boedi dkk.2009.Sistem Kalibrasi Screenmaster. [8]    Young dan Freedman.2001.Fisika Universitas jilid 2.Jakarta,Penerbit Erlangga. [9]    http://www.astrosurf.com/buil/us/spectro8/spaude5_us