SPEKTROMETER SEDERHANA TUGAS...

SPEKTROMETER SEDERHANA

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat Magister di Program Studi

Fisika, Institut Teknologi Bandung

Oleh

KAHFI SABARIAH

20207055

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2009

ii

SPEKTROMETER SEDERHANA

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat Magister di Program Studi

Fisika, Institut Teknologi Bandung

Oleh

KAHFI SABARIAH

20207055

Telah diperiksa dan disahkan oleh Pembimbing Tugas Akhir,

Dr. Eng. Khairurrijal

NIP: 131967089

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2009

ABSTRAK

Spektroskopi merupakan alat analisis cahaya yang dihasilkan suatu objek yang

sangat berguna dalam bidang fisika.Spektroskopi menggunakan prinsip difraksi

dan interferensi untuk memisahkan cahaya yang dihasilkan suatu objek menjadi

garis-garis warna berbeda yang dikenal dengan Spektrum .Alat ukur yang

digunakan disebut Spektrometer.Spektrometer adalah suatu alat optik yang

digunakan untuk mengukur cahaya secara spesifik pada spektrum

elektromagnetik .Dengan mengukur panjang gelombang spektrum secara tepat

dapat dipelajari sifat alamiah dari sumber cahaya..Saat ini Spektrometer yang ada

dalam dunia pendidikan canggih namun rumit penggunaannya dan mahal

harganya.Untuk mengatasi hal tersebut dirancang spektrometer sederhana namun

memiliki prinsip kerja tidak jauh berbeda dengan spektrometer yang ada saat ini.(

memiliki prinsip kerja yang sama dengan spektrometer yang ada saat ini)..

ABSTRACT

Spectroscopy is an analytical equipment used to analyse ray coming of an object

and is useful for physics. Spectroscopy is based on difraction and interference

principle to split ray into some colourful lines known as Spectrum. This

equipment is called Spectrometer.Spectrometer is an optics equipment to measure

ray specifically on electromagnetic spectrum. By measuring spectrum waves, the

natural characteristic of ray's source could be analyzed. Nowadays we find

sophisticated hence complicatingly used spectrometer in educational world, and

this instrument also costs expensive. Therefore, a simple spectrometer having the

same basic method with the available one is designed as a solution.

v

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... ii

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

KATA PENGANTAR ............................................................................... iv

DAFTAR ISI .............................................................................................. v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. vi

DAFTAR TABEL ...................................................................................... vii

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1

1.1. Latar Belakang dan Rumusan Masalah ............................................... 1

1.1.1. Latar belakang .................................................................................. 1

1.1.2. Perumusan masalah .......................................................................... 3

1.2. Tujuan Penelitian ................................................................................ 3

1.3. Kegunaan Penelitian ........................................................................... 4

1.4. Ruang Lingkup .................................................................................... 4

1.5. Hipotesis penelitian ............................................................................ 4

1.6. Metode Penelitian .............................................................................. 4

1.7. Sistematika Penulisan ................................................................ ........4

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................. 5

2.1. Kisi Difraksi ....................................................................................... 5

vi

2.2. Difraksi Celah Tunggal ...................................................................... 7

2.3. Interferensi Celah Banyak ................................................................... 8

2.4. Struktur Fisik Cakram Optik ............................................................... 13

2.5. CD-ROM ............................................................................................. 13

2.6. DVD .................................................................................................... 15

2.7. Kamera Digital .................................................................................... 16

BAB III. ANALISIS SPEKTRUM CAHAYA

3.1. Spektroskop sederhana ........................................................................ 18

3.2. Cara Kerja spektrometer sederhana .................................................... 19

3.3. Kalibrasi spektrometer sederhana ....................................................... 26

3.4. Pengujian spektrometer sederhana ...................................................... 53

3.5. Pengujian konsistensi spektrometer sederhana ................................... 60

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan ......................................................................................... 67

4.2. Saran ................................................................................................... 69

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A

LAMPIRAN B

LAMPIRAN C

LAMPIRAN D

vii

LAMPIRAN E

LAMPIRAN F

LAMPIRAN G

LAMPIRAN H

LAMPIRAN I

LAMPIRAN J

LAMPIRAN K

DAFTAR GAMBAR

2.1. Kisi difraksi pada DVD ...................................................................... 6

2.2. Pola konstruktif dan destruktif ............................................................ 7

2.3. Skema difraksi celah tunggal .............................................................. 7

2.3.1. Skema interferensi dari kisi.............................................................. 9

2.4. Diagram fasor di titik C ...................................................................... 12

2.5. CD ROM ............................................................................................. 14

2.6.Penampang Melintang CD ................................................................... 14

2.7. DVD .................................................................................................... 15

2.8. Penampang Melintang DVD .............................................................. 15

3.1. Foto Spektroskop sederhana membentuk sudut 45 o .......................................

18

3.2. Spektroskop dengan sudut 90o . .......................................................... 19

3.3. Control transformator untuk lampu spektrometer ............................... 20

3.4. Lampu merkuri/raksa (hg), helium (He), dan kadmium (Cd) ............. 20

3.5. Soket Lamp ......................................................................................... 21

viii

3.6. EasyShare Kodak M863. .................................................................... 21

3.7. Rangkaian Spektrometer Sederhana ................................................... 22

3.8. Skema spektrometer sederhana ........................................................... 22

3.9. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) ........................

pada pemotretan pertama ................................................................... 25

3.9. Spektrum Hg Resolusi 8.2 Megapiksel ............................................... 25

3.7. Spektrum Helium Resolusi 8.2 Megapiksel ....................................... 25

3.8. Spektrum Cadmium Resolusi 8.2 Megapiksel ................................... 25

3.9. Grafik Hasil Pembacaan Piksel Spektrum ..........................................

Helium pada Pemotretan Pertama ..................................................... 27

3.10. Grafik spektrum acuan helium (He) dari NIST .............................. 26

3.11.Grafik hubungan panjang gelombang (X)dengan piksel(Y) ..............

spektrum helium (He) 8,2 megapiksel ............................................. 29

3.12.Grafik puncak tertinggi hubungan panjang gelombang (X)

dengan piksel(Y) spektrum helium (He) 8,2 megapiksel ................. 31


spektrum raksa (Hg) 8,2 megapiksel ................................................ 33


spektrum kadmium (Cd) 8,2 megapiksel ......................................... 34

3.15.Grafik hubungan panjang gelombang (X)


ix





3.18.Grafik hubungan panjang gelombang (X)






3.21. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum ..........................................

helium (He) pada pemotretan pertama .............................................. 41

3.22. Grafik hasil pembacaan panjang gelombang dan intensitas spektrum

helium (He) ....................................................................................... 41


helium (He) pada pemotretan kedua ................................................. 42


helium (He) ....................................................................................... 42


helium (He) pada pemotretan ketiga ................................................. 43


helium (He) ....................................................................................... 43


x

helium (He) pada pemotretan keempat ............................................. 44


helium (He) ....................................................................................... 44


helium (He) pada pemotretan kelima ............................................... 45


helium (He) ....................................................................................... 45


raksa (Hg) pada pemotretan pertama ................................................ 46

3.32. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum ........

raksa (Hg) .......................................................................................... 46


raksa (Hg) pada pemotretan kedua.................................................... 47



raksa (Hg) pada pemotretan ketiga ................................................... 48

raksa (Hg) .......................................................................................... 47


raksa (Hg) .......................................................................................... 48


kadmium (Cd) pada pemotretan pertama .......................................... 49


kadmium (Cd) ................................................................................... 49

xi


kadmium (Cd) pada pemotretan kedua ............................................. 50


kadmium (Cd) ................................................................................... 50


kadmium (Cd) pada pemotretan ketiga ............................................. 51


kadmium (Cd) ................................................................................... 51


kadmium (Cd) pada pemotretan keempat ......................................... 52


kadmium (Cd) ................................................................................... 52

3.51. Rekaman spektrum lampu pijar pertama ......................................... 53


lampu pijar ........................................................................................ 54

3.53. Rekaman spektrum lampu pijar kedua .............................................. 54

3.53.1. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum .....

Lampu pijar ....................................................................................... 55

3.54. Rekaman spektrum lampu pijar ketiga ............................................. 55

3.55 Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum .........

Lampu pijar ....................................................................................... 56

xii

3.56. Rekaman Spektrum Lampu Pijar Keempat ....................................... 56


Lampu pijar ....................................................................................... 56

3.58. Rekaman konsistensi spektrum lampu pijar .................................... 60

3.59. Grafik rekaman konsistensi spektrum lampu pijar pertama.............. 60

3.60. Grafik hubungan panjang gelombang ..............................................

dan intensitas konsistensi lampu pijar ............................................... 61

3.61. Rekaman Konsistensi Spektrum Lampu Pijar Kedua ....................... 61



3.63. Rekaman Konsistensi Spektrum Lampu Pijar Ketiga ....................... 62



3.65. Rekaman Konsistensi Spektrum Lampu Pijar Keempat ................... 63



3.67. Rekaman Konsistensi Spektrum Lampu Pijar Kelima ...................... 64

DAFTAR TABEL

Tabel. 2.1. Kapasitas CD ........................................................................... 17

Tabel 2.2. Kapasitas Piringan DVD .......................................................... 19

Tabel .2.3. Kecepatan TransferDVD ......................................................... 19

Tabel 3.1. Data spektrum helium (He) resolusi 8.2 megapiksel ............... 24

xiii

Tabel 3.2. Data pencocokan panjang gelombang .....................................

dan piksel spektrum helium (He) ................................................ 27.

Tabel 3.3. Tabel rata-rata nilai piksel dan standar deviasi ......................... 28

Tabel 3.4. Tabel Nilai Stock Chart ............................................................ 28

Tabel 3.5. Tabel Nilai Stock Chart Puncak Tertinggi

Spektrum Helium 8.2 megapiksel .............................................. 31

Tabel 3.6. Perbandingan Standar Deviasi Spektrum Helium (He), ...........

Raksa(Hg), dan kadmium (Cd) .................................................................. 32

Tabel 3.7. Hubungan Piksel dan Panjang Gelombang

dari hasil substitusi pengkalibrasian Spektrum Helium ................... 57

Tabel 3.8. Hasil Akhir Hubungan Piksel dan Panjang Gelombang ..........

Lampu Pijar ................................................................................ 58

Tabel 3.9. Hasil Pengujian Konsistensi Lampu Pijar Chiyoda .................. 65

Tabel 3.10. Perbandingan Hasil Pengujian Konsistensi

Lampu Pijar Chiyoda .................................................................. 65

iv

KATA PENGANTAR

Penulis mengucapkan syukur kehadirat Allah S.W.T atas Rahmat dan

KaruniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul ”

Spektrometer sederhana ” ini dengan baik dan tepat waktu. Penulis juga

mengucapkan terima kasih kepada semua pihak, baik yang secara langsung

maupun tidak langsung, sadar atau tidak sadar, yang penulis ingat ataupun tidak,

telah memberikan bantuan dalam wujud apapun kepada penulis. Semua masukan

tersebut sangat bermanfaat dalam pengerjaan dan penyelesaian tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,

sehingga jika ada kesalahan atau hal yang kurang lengkap, semua pihak dapat

maklum. Penulis mengharapkan masukan dan kritik, baik yang membangun

maupun tidak, dari siapa saja demi kemajuan. Akhir kata, semoga tulisan ini

bermanfaat bagi pembaca.

Bandung, 30Juni 2009

( Kahfi Sabariah )

SPEKTROMETER SEDERHANA TUGAS...

Documents

Transcript of SPEKTROMETER SEDERHANA TUGAS...