pengukuran aktivitas optik pada larutan gula
TRANSCRIPT
PENGUKURAN AKTIVITAS OPTIK
PADA LARUTAN GULA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Fisika
Jurusan Studi Fisika
Oleh :
RIDWAN SEKTI NUGROHO
NIM : 023214008
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2009
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
THE OPTICAL ACTIVITY MEASUREMENT
OF THE SUGAR SOLUTION
SKRIPSI
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to obtain
the Sarjana Sains Degree In Physics
By:
RIDWAN SEKTI NUGROHO
NIM : 023214008
PHYSICS STUDY PROGRAM
PHYSICS DEPARTEMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2009
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Halaman Persembahan
all because of Love and Love for all
To: Bapakku Henung Sokli Tiwan (†)
Ibuku Rukmini (†) Orang Tuaku Aminah
Adikku Sartika Yuliana Tiwan
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
PENGUKURAN AKTIVITAS OPTIK
PADA LARUTAN GULA
Telah dilakukan pengukuran aktivitas optik pada larutan gula. Sinar Laser
He-Ne dipolarisasikan dengan polarisator cahaya menghasilkan cahaya
terpolarisasi bidang. Bidang polarisasi mengalami perputaran saat dilewatkan
larutan gula. Perputaran bidang cahaya polarisasi dianalisa dengan analisator.
Analisator diputar secara manual menghasilkan perubahan intensitas cahaya.
Peristiwa aktivitas optik merupakan suatu peristiwa perputaran bidang
cahaya polarisasi. Dari penelitian didapatkan nilai putaran optik relatif pada
larutan gula sebesar ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrdmderajat
100)8,63,30( .
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
THE OPTICAL ACTIVITY MEASUREMENT
OF THE SUGAR SOLUTION
The optical activity in sugar solution measurement has been done. The He-
Ne laser ray polarized by light polarizator to obtain the polarized light plane. The
polarized light plane occur rotation when passed through the sugar solution. The
rotation of polarized light plane was analyzed with analyzer. The analyzer which
turned around manually yield the change of light intensity.
Event of optical activity represent an event turning around of polarized
light plane. From this research, it can be concluded the value of specification
optical rotation relative of sugar solution is ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrdmderajat
100)8,63,30( .
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas kasih
karunia dan penyertaan-Nya yang diberikan selama penyusunan skripsi yang
berjudul ”Pengukuran Aktivitas Optik Pada Larutan Gula”.
Penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi program sarjana stratum-1 di Program Studi Fisika Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa, M.S. selaku dosen pendamping akademik dan
pembimbing tugas akhir.
2. Ibu Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si. selaku kaprodi Fisika dan dosen
penguji yang telah meluangkan waktu untuk mengoreksi serta menguji
skripsi ini.
3. Ibu Dwi Nugraheni Rositawati, S.Si., M.Si. selaku dosen penguji yang
telah meluangkan waktu untuk mengoreksi serta menguji skripsi ini.
4. Seluruh staf dosen dan laboratorium Jurusan Fisika Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
5. Keluarga Besarku Tiwan, Rukmini dan Aminah yang telah memberikan
kesempatan, dukungan moral, moril, dana selama kuliah.
6. PMK “ OIKUMENE “ tempat persekutuanku dan temanku P. Mayrita
Naibaho; Mustikaning Asih; D. Teguh yang telah memberikan semangat,
dorongan dan motivasi untuk lebih mengenal akan Kasih Kristus.
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7. Teman anggkatan 2002 I.S. Awang; Y. Prihatama; Martinus. A; H.D.
Pamungkas; B. Herdianto; Aloysius. T; O. Nugroho; Anastasia. I.
Rambu; Theresia. E; Yuliana. H; B. Yuniarti; R. Listiyani; Margareta. I;
Mika. F; V. Darmawati Kompudu; V. Yusta Jemahan; N.Z. Darajat, D.
Saptarini, atas semua dinamika dan kebersaman yang kita jalani selama
kuliah di Universitas Sanata Dharma.
8. D. Romaulina Nainggolan; Asriningsih; R. Dwi Atmoko; Rafael; Y. Hari;
Petrik. A; B.A. Dirgantara; F. Endang; Erlina. E; teman seperjuangan
mengerjakan Tugas Akhir.
9. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu trimakasih telah
membantu kelancaran dalam penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis dengan hati terbuka menerima kritik dan
saran dari semua pihak untuk bahan perbaikan di masa mendatang. Akhir kata
penulis berharap semoga tulisan sederhana ini bermanfaat bagi para pembaca.
Yogjakarta, Januari 2009
Penulis
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul Indonesia i
Halaman Judul Inggris ii
Halaman Persetujuan Pembimbing iii
Halaman Pengesahan iv
Halaman Persembahan v
Pernyataan Keaslian Karya vi
Intisari vii
Abstract viii
Lembar Publikasi ix
Kata Pengantar x
Daftar Isi xii
Daftar Gambar xiv
Daftar Tabel xv
Daftar Grafik xvi
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang 1
B. Rumusan Masalah 3
C. Batasan Masalah 3
D. Tujuan Penelitian 4
E. Manfaat Penelitian 4
F. Sistematika Penulisan 4
Bab II. Dasar Teori
A. Gelombang 6
B. Polarisasi Cahaya 6
C. Aktivitas Optik 11
Bab III. Metodologi Penelitian
A. Tempat Penelitian 15
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
B. Alat dan Bahan 15
C. Langkah Eksperimen 17
D. Analisa Data 18
Bab IV. Hasil dan Pembahasan
A. Hasil 19
B.Pembahasan 28
Bab V. Penutup
A. Kesimpulan 34
B. Saran 34
Daftar Pustaka 35
Lampiran 36
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gelombang tranversal dengan satu bidang getar 6
Gambar 2.2. Cahaya alami dipolarisasikan dengan polarisator cahaya
menghasilkan cahaya terpolarisasi 7
Gambar 2.3. Bidang getar cahaya polarisasi dengan sumbu
penganalisa membentuk sudut θ 8
Gambar 2.4. Besarnya intensitas I pada sudut θ 10
Gambar 2.5. Terputarnya bidang cahaya polarisasi pada bahan 12
Gambar 2.6. Bidang cahaya polarisasi mengalami perputaran 13
Gambar 3.1. Skema percobaan 16
Gambar 3.2. Contoh data eksperimen 18
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1. Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-
masing konsentrasi dengan panjang sampel 10 cm
20
Tabel 4.2. Nilai pergeseran pola intensitas cahaya dengan panjang
sampel 10 cm
21
Tabel 4.3. Nilai selisih posisi dari intensitas cahaya terendah
untuk setiap masing-masing konsentrasi dengan
panjang sampel 10 cm
21
Tabel 4.4. Nilai gradien tiap panjang sampel 22
Tabel 4.5. Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-
masing panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
25
Tabel 4.6. Nilai selisih posisi intensitas cahaya terendah dengan
konsentrasi 0,5 gr/mL
25
Tabel 4.7. Nilai selisih posisi dari intensitas terendah untuk setiap
panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
26
Tabel 4.8. Nilai gradien tiap konsentrasi 27
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GRAFIK
Halaman
Grafik 4.1. Grafik hubungan intensitas cahaya terhadap sudut
dengan panjang sampel 10 cm dengan variasi
konsentrasi
19
Grafik 4.2. Grafik hubungan selisih posisi terhadap konsentrasi
dengan panjang sampel 10 cm
22
Grafik 4.3. Grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel 23
Grafik 4.4. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan
konsentrasi 0,5 gr/mL dengan variasi panjang sampel
24
Grafik 4.5. Grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang
sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
26
Grafik 4.6. Grafik hubungan gradien terhadap konsentrasi 27
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Gula merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok kebutuhan
manusia. Setiap hari manusia tidak lepas dari gula. Dalam kehidupan
sehari–hari, gula digunakan manusia untuk kebutuhan rumah tangga dan
industri. Dalam kebutuhan rumah tangga, gula digunakan untuk memasak,
membuat minuman, atau makanan. Di dalam industri, baik industri kecil
maupun industri besar, gula digunakan sebagai bahan pemanis produk
makanan atau minuman. Begitu penting gula bagi kehidupan manusia,
maka untuk memenuhi semua kebutuhan akan gula, diperlukan gula
berkwalitas.
Kwalitas gula dapat dilihat dari segi kimiawi, segi biologi, dan segi
fisika. Secara fisika kwalitas gula dapat ditentukan dari warna gula, tingkat
kekeringannya dan nilai putaran optik. Putaran optik merupakan salah satu
sifat yang dimiliki oleh gula. Dengan mengetahui nilai putaran optik gula,
maka dapat diketahui kwalitas gula [NN, 2001].
Gula yang berkwalitas mempunyai nilai spesifikasi putaran optik
relatif sebesar 52,7 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛mLgrdm
derajat100
sampai 112,7 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛mLgrdm
derajat100
. Nilai
spesifikasi putaran optik diukur pada suhu dan Sodium D Line
dengan panjang gelombang digunakan sebagai sumber cahaya
[Hill, 1976]. Berkaitan dengan hal tersebut, dalam skripsi ini telah
Co20
nm589
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
dilakukan suatu penelitian ekperimen untuk mengetahui nilai spesifikasi
putaran optik dari larutan gula.
Polarimeter merupakan alat untuk mengukur perputaran optik.
Prinsip kerja polarimeter yaitu mempolarisasikan cahaya dari cahaya tak
terpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi. Cahaya terpolarisasi dilewatkan
pada sampel dan dianalisa menggunakan analisator. Penganalisa akan
menganalisa seberapa besar perputaran optik yang terjadi [Phywe, 1986].
Pada polarimeter, bagian penganalisa bekerja dengan cara memutar
analisator. Analisator diputar sampai terjadi perubahan intensitas cahaya.
Pemutaran sudut analisator dimulai dari intensitas cahaya minimum
sampai intensitas cahaya maksimum. Perubahan intensitas cahaya dari
intensitas minimum sampai intensitas maksimum diamati dengan mata.
Sumber cahaya yang digunakan yaitu menggunakan sumber cahaya
Sodium D Line dengan panjang gelombang 589 nm [Phywe, 1986].
Dengan mengamati perubahan intensitas cahaya menggunakan
mata, muncul masalah yaitu ketepatan hasil pengukuran. Mata mempunyai
keterbatasan dalam mengikuti perubahan intensitas cahaya. Untuk
mengatasi permasalahan di atas telah dikembangkan suatu polarimeter
dengan sistem otomatisasi. Pada bagian penganalisa sudah menggunakan
pemutar otomatis, sehingga berputar secara kontinu. Dengan berputarnya
penganalisa secara kontinu maka terjadi perubahan intensitas cahaya
secara kontinu. Pada bagian pendeteksian intensitas cahaya telah
dilengkapi dengan detektor cahaya. Detektor cahaya mendeteksi setiap
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
perubahan intensitas cahaya. Detektor telah dilengkapi dengan komputer
sehingga setiap perubahan intensitas cahaya dapat dicatat, disimpan dan
ditampilkan secara langsung ke komputer [Ribeiro et. al., 1998].
Pada penelitian ini telah dilakukan pengukuran perputaran optik
larutan gula mengunakan polarimeter yang dilengkapi detektor cahaya
dengan perputaran analisator secara manual. Set alat yang digunakan
dalam penelitian ini dibuat berdasarkan set alat yang pernah ada
sebelumnya dengan sinar laser sebagai sumber cahaya. Sehingga masalah
ketepatan hasil pengukuran dapat diatasi dengan baik.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan beberapa masalah yaitu:
a. Bagaimana perancangan alat yang digunakan untuk pengukuran
perputaran optik pada larutan gula.
b. Bagiamana pengukuran intensitas cahaya menggunakan analisator
yang diputar secara manual dengan interval sudut dan putaran
tertentu.
C. Batasan Masalah
Batasan masalah untuk penelitian ini adalah:
a. Pengukuran perputaran optik pada larutan gula.
b. Pendeteksian intensitas cahaya dengan detektor cahaya.
c. Analisator yang berputar dengan cara manual.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
D. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian adalah :
a. Mengukur nilai spesifikasi putaran optik pada larutan gula dengan
polarimeter yang dilengkapi detektor cahaya.
b. Menunjukkan pengaruh konsentrasi dan panjang tempat sampel
terhadap nilai perputaran aktivitas optik.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi dengan
pendeteksian perubahan intensitas cahaya dapat digunakan untuk
pengukuran perputaran optik.
F. Sistematika Penulisan
Penelitian ini akan dituliskan dengan sistematika sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Bab I menguraikan tentang latar belakang masalah, batasan masalah,
rumusan masalah, dan tujuan penelitian, manfaat penelitian.
BAB II Dasar Teori
Bab II menguraikan tentang gelombang, polarisasi cahaya dan
aktivitas optik.
BAB III Eksperimen
Bab III menguraikan tentang alat dan bahan yang digunakan,
prosedur bereksperimen, metode dalam bereksperimen.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Bab IV menguraikan tentang hasil dan pembahasan data dari
eksperimen yang dilakukan.
BAB V Penutup
Bab V berisi kesimpulan dan saran.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
A. Gelombang
Cahaya merupakan gelombang transversal. Gelombang transversal
mempunyai bidang getar. Bidang getar yang dimiliki cahaya jumlahnya
sangat banyak. Selain bidang getar, gelombang transversal juga
mempunyai arah rambat. Arah rambat yang dimiliki gelombang
transversal tegak lurus dengan bidang getar [Haliday dan Resnick, 1992].
Pada Gambar 2.1, diperlihatkan gambar gelombang transversal dengan
satu bidang getar. Gelombang transversal mempunyai bidang getar yang
sejajar dengan sumbu Y dan merambat searah sumbu X.
Gambar 2.1. Gelombang transversal dengan satu bidang getar
B. Polarisasi Cahaya
Cahaya alami atau cahaya tak terpolarisasi merupakan cahaya yang
mempunyai bidang getar dengan jumlah yang banyak sekali [Rossi, 1957].
6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Peristiwa polarisasi cahaya merupakan suatu peristiwa penyaringan bidang
getar. Bidang getar yang sejajar dengan arah sumbu optis polarisator akan
diteruskan dan bidang getar yang tegak lurus dengan sumbu optis
polarisator akan diserap [Tipler, 2001]. Pada Gambar 2.2, diperlihatkan
peristiwa polarisasi cahaya. Bila cahaya tak terpolarisasi dilewatkan ke
polarisator cahaya dihasilkan cahaya polarisasi dengan satu bidang getar.
[Haliday dan Resnick, 1992].
Gambar 2.2. Cahaya alami dipolarisasikan dengan polarisator cahaya
menghasilkan cahaya polarisasi
Penganalisa cahaya ditempatkan di depan polarisator cahaya. Jika
cahaya terpolarisasi dilewatkan ke analisator, maka akan dianalisa oleh
penganalisa. Cahaya terpolarisasi dilewatkan ke penganalisa yang
dirotasikan akan dihasilkan perubahan intensitas. Perubahan intensitas
cahaya menghasilkan pola tertentu. Terjadi pola intensitas maksimum dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
minimum secara berulang-ulang [Young dan Freedman, 2001]. Intensitas
maksimum terjadi apabila sudut yang dibentuk dari bidang getar cahaya
polarisasi dengan sumbu optik dari penganalisa sebesar nol derajat. Dan
terjadi intensitas minimum bila bidang getar cahaya polarisasi dengan
sumbu optik dari penganalisa terbentuk sudut sebesar sembilan puluh
derajat. Perubahan intensitas cahaya, dipengaruhi oleh perubahan sudut
yang dibentuk antara bidang getar cahaya polarisasi dengan sumbu optik
dari penganalisa [Rossi, 1957]. Peristiwa terbentuknya sudut antara bidang
getar polarisasi dengan penganalisa diperlihatkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Bidang getar cahaya polarisasi dengan sumbu
penganalisa membentuk sudut θ
Pada tahun 1809, Etienne Louis Malus memberikan penjelasan
tentang intensitas cahaya polarisasi yang lewat sebuah penganalisa.
Apabila cahaya polarisasi dengan amplitudo sebesar A sejajar dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
sumbu penganalisa akan diteruskan. Dan apabila cahaya dengan amplitudo
A tegak lurus dengan sumbu penganalisa akan diserap [Young dan
Freedman, 2001]. Besarnya perubahan amplitudo cahaya yang diteruskan
analisator mengikuti persamaan 2.1.
θcosoAA = ............................................................. (2.1) dengan A adalah amplitudo yang diteruskan dari analisator
adalah amplitudo dari cahaya polarisasi. oA θ adalah sudut yang terbentuk dari bidang cahaya polarisasi
dengan sumbu analisator
Besarnya intensitas cahaya sebanding dengan kwadrat amplitudo
[Haliday dan Resnick, 1992]. Sehingga cahaya yang diteruskan
penganalisa merupakan kwadrat dari amplitudo yang diteruskan
penganalisa. Jadi intensitas yang diteruskan analisator akan mengikuti
persamaan 2.2.:
)(I
θ2cosoII = ............................................................. (2.2) dengan adalah intensitas cahaya polarisasi oI
I adalah intensitas cahaya yang diteruskan analisator θ adalah sudut yang terbentuk dari bidang cahaya
polarisasi dengan sumbu analisator
Pada persamaan 2.2, dijelaskan bahwa cahaya polarisasi dengan
satu bidang getar mempunyai intensitas dilewatkan ke penganalisa.
Bila bidang getar cahaya polarisasi dengan sumbu analisator membentuk
sudut sebesar
oI
θ , maka intensitas cahaya yang diteruskan oleh analisator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
sebesar I . Jadi intensitas cahaya sebesar I terjadi pada saat sudut sebesar
θ dari intensitas cahaya polarisasi sebesar [Rossi, 1957]. oI
Intensitas cahaya berubah dikarenakan oleh besarnya sudut yang
terbentuk sebesar θ berubah. Pada persamaan 2.2, dijelaskan bahwa
intensitas cahaya berubah bergantung pada sudut θ yang terbentuk dari
bidang bidang getar polarisasi dengan sumbu penganalisa. Jika sudut θ
yang terbentuk antara bidang cahaya polarisasi dengan sumbu penganalisa
sebesar nol maka akan terjadi intensitas maksimum. Apabila bidang getar
cahaya polarisasi dengan sumbu penganalisa membentuk sudut θ sebesar
sembilan puluh derajat maka terjadi intensitas minimum [Rossi, 1957].
Untuk sudut θ selain sembilan puluh dan nol derajat mengikuti persamaan
2.2. Pada Gambar 2.4, diperlihatkan bahwa intensitas cahaya I pada sudut
θ .
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 45 90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675 720sudut
intensitas
Gambar 2.4. Besarnya Intensitas I pada sudutθ
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
C. Aktivitas optik
Aktivitas optik adalah kemampuan suatu bahan tertentu untuk
memutar bidang getar cahaya terpolarisasi [Ribeiro et.al., 1998]. Aktivitas
optik dapat terjadi karena adanya sifat optis suatu bahan [Phywe, 1986].
Suatu larutan yang terdiri bahan optik aktif dapat memutar bidang
cahaya polarisasi. Terputarnya bidang cahaya polarisasi pada bahan
dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor tersebut yaitu konsentrasi bahan
yang dilalui dan panjang sampel yang digunakan. Semakin besar
konsentrasi yang digunakan memperbesar terputarnya bidang cahaya
polarisasi. Panjang sampel mempengaruhi terputarnya bidang cahaya
polarisasi, semakin panjang tempat sampel semakin besar nilai terputarnya
bidang cahaya polarisasi [Phywe, 1986].
Peristiwa terputarnya bidang cahaya polarisasi pada bahan
diperlihatkan pada Gambar 2.5. Sumber cahaya alami dilewatkan
kepolarisator cahaya, sehingga terjadi peristiwa polarisasi cahaya.
Polarisator cahaya akan mempolarisasikan cahaya tak polarisasi menjadi
cahaya polarisasi. Cahaya polarisasi jika dilewatkan pada bahan yang
mengandung bahan aktif, bidang getar polarisasi akan mengalami
perputaran. Terputarnya cahaya polarisasi karena adanya sifat aktif optik
dari bahan [Phywe, 1986]. Untuk mengetahui seberapa besar terputarnya
bidang polarisasi digunakan analisator. Analisator akan menganalisa
bidang getar cahaya polarisasi yang telah dilewatkan sampel [Rossi,
1957].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Gambar 2.5. Terputarnya bidang cahaya polarisasi pada bahan
Cahaya polarisasi yang telah dilewatkan sampel akan dianalisa
oleh analisator. Analisator menganalisa seberapa besar bidang polarisasi
mengalami perputaran. Gambar 2.5, apabila dilihat dari depan analisator
akan terlihat seperti pada Gambar 2.6. Gambar 2.6, diperlihatkan bidang
cahaya polarisasi mengalami perputaran setelah dilewatkan sampel. Garis
lurus dinyatakan sebagai bidang getar cahaya polarisasi sebelum
dilewatkan sampel. Bidang getar cahaya polarisasi dilewatkan sampel
dengan panjang sampel dan konsentrasi tertentu mengalami perputaran.
Garis putus-putus dinyatakan bidang getar cahaya polarisasi yang telah
dilewatkan sampel. Bidang getar cahaya polarisasi akan mengalami
perputaran sebesar β dari posisi awal [Phywe, 1986].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Keterangan Gambar
Sebelum dilewatkan sampel Sesudah dilewatkan sampel
Gambar 2.6. Bidang cahaya polarisasi mengalami perputaran
Bidang cahaya polarisasi mengalami perputaran pada saat
dilewatkan sampel sebesar β . Besarnya perputaran bidang cahaya
polarisasi disebabkan oleh sampel. Faktor yang mempengaruhi terputarnya
bidang cahaya terpolarisasi yaitu konsentrasi larutan dari bahan sebesar
dan panjang sampel sebesar . Selain konsentrasi larutan dan panjang
sampel, terputarnya bidang cahaya polarisasi dipengaruhi juga dari jenis
bahannya. Bidang cahaya polarisasi yang dilewatkan pada jenis bahan
tertentu
q
l
α akan mengalami perputaran sebesar β dikarenakan oleh
konsentrasi larutan bahan dan panjang sampel [Phywe, 1986].
Besarnya bidang cahaya polarisasi yang dilewatkan sampel akan
mengikuti Persamaan 2.3.
q l
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
qlαβ = ……………………………………………….. (2.3) dengan α adalah jenis spesifikasi putaran optik pada bahan β adalah sudut perputaran optik adalah konsentrasi larutan q adalah panjang tempat sampel l
Nilai spesifikasi putaran optik pada bahan dihitung dari besarnya
putaran bidang getar polarisasi yang dilewatkan bahan. Spesifikasi putaran
optik merupakan besarnya sudut putaran optik persatu satuan panjang
sampel terhadap sepersatu satuan konsentrasi. Besarnya spesifikasi putaran
optik setiap bahan berbeda-beda, hal ini tergantung dari bahan
penyusunnya [Hill, 1976].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat
Penelitian dilaksanakan di laboratorium Fisika, Kampus III Universitas
Sanata Dharma Jogjakarta.
B. Alat dan Bahan
a. Alat yang digunakan dalam penelitian :
1. Laser He-Ne dengan panjang gelombang . nm633
Laser He-Ne digunakan sebagai sumber cahaya. Digunakan laser
He-Ne karena mempunyai kekhasan yaitu monokromatis, berkas
cahaya menyorot dengan lurus serta tidak menyebar.
2. Polarisator
Polarisator berfungsi menghasilkan berkas cahaya terpolarisasi dari
sumber berkas cahaya tak terpolarisasi.
3. Analisator
Analisator berfungsi sebagai penganalisa berkas cahaya terpolarisasi
yang telah dilewatkan sampel.
4. Detektor cahaya / light sensor
Detektor cahaya berfungsi sebagai pendeteksi perubahan intensitas
cahaya.
15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
5. Satu unit komputer
Digunakan sebagai perekam dan menampilkan data selama proses
penelitian berlangsung. Pada komputer dilengkapi program Logger
Pro3.
6. Bangku optika
Untuk meletakkan objek yang diteliti dan peralatan yang digunakan.
7. Tempat sampel
Berfungsi untuk menempatkan bahan yang akan diteliti.
Komputer
Detektor Cahaya
Analisator Polarisator
Laser He-Ne
Sampel
Gambar 3.1. Skema percobaan
Pada Gambar 3.1, terlihat skema percobaan yang telah dilakukan.
Berkas cahaya dari Laser He-Ne dipolarisasikan menggunakan polarisator
cahaya. Polarisator cahaya akan menyaring bidang getar cahaya. Bidang getar
cahaya yang sejajar dengan polarisator akan diteruskan dan bidang getar
cahaya yang tegak lurus akan diserap. Bidang getar cahaya yang diteruskan
disebut bidang getar cahaya terpolarisasi. Cahaya terpolarisasi dilewatkan
pada larutan gula akan mengalami perputaran. Perputaran bidang getar cahaya
terpolarisasi dianalisa menggunakan analisator. Analisator bekerja dengan
memutar secara manual. Perubahan sudut menghasilkan perubahan intensitas
cahaya. Setiap perubahan intensitas cahaya dideteksi dengan detektor cahaya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
yang terhubung komputer. Komputer dilengkapi dengan program Logger Pro3
yang dapat mencatat dan menampilkan perubahan intensitas secara langsung.
b. Bahan
Larutan gula dengan konsentrasi 0,5 gr/mL; 1,0 gr/mL; 1,5 gr/mL;
serta 2,0 gr/mL. Dan panjang tempat sampel dengan panjang 10 cm; 15 cm;
20 cm; 25 cm; serta 30 cm.
C. Langkah Eksperimen
a. Rangkai alat seperti pada gambar 3.1.
b. Panaskan Laser He-Ne sebelum dipakai.
c. Menentukan posisi sudut nol pada analisator.
d. Pengambilan data.
Perubahan sudut analisator akan mempengaruhi perubahan intensitas
cahaya. Perubahan intensitas cahaya dicatat setiap perubahan sudut
analisator 5 derajat. Untuk pengambilan data satu set eksperimen lengkap
langkah yang akan dilakukan yaitu :
1. Panjang tempat sampel tetap dengan variasi konsentrasi.
Panjang tempat sampel yang digunakan dibuat kondisi
tetap, sedangkan konsentrasi divariasikan.
2. Konsentrasi tetap dengan variasi panjang tempat sampel.
Konsentrasi yang akan digunakan dibuat kondisi tetap,
sedangkan panjang tempat sampel divariasikan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
e. Data hasil eksperimen ditampilkan di komputer berupa grafik hubungan
intensitas cahaya I dengan sudut θ .
D. Analisa Data
Dari data eksperimen didapatkan grafik hubungan intensitas I terhadap sudut
θ , seperti contoh pada Gambar 3.2. Pada Gambar 3.2. diperlihatkan ada dua pola
intensitas cahaya yaitu pola intensitas cahaya sebelum dilewatkan sampel dan pola
intensitas cahaya setelah dilewatkan sampel. Grafik hubungan intensitas cahaya I
terhadap sudut θ digunakan untuk menghitung perputaran bidang cahaya
terpolarisasi. Perputaran cahaya terpolarisasi dihitung dengan cara menentukan
besarnya pergeseran dari kedua pola intensitas cahaya.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 45 90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675 720sudut
intensitas
sebelumdilew atkan sampel
sesudahdilew atkan sampel
Gambar 3.2.Contoh data eksperimen
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Satu set hasil eksperimen dengan panjang sampel 10 cm
menggunakan variasi konsentrasi disajikan pada Grafik 4.1. Pada Grafik
4.1, merupakan grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dari hasil
eksperimen.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 sudut (derajat)
intensitas (lux)
NON SAMPEL
0.5 gr/ml
1 gr/ml1.5 gr/ml
2 gr/ml
Grafik 4.1. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang sampel
10 cm menggunakan variasi konsentrasi
Pada Grafik 4.1, digunakan untuk menghitung nilai putaran optik.
Nilai putaran optik dihitung dengan cara menentukan besarnya pergeseran
19
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
pola dari intensitas cahaya sebelum dilewatkan sampel dengan setelah
dilewatkan sampel.
Besarnya pergeseran pola intensitas cahaya ditentukan dengan cara
menentukan selisih posisi intensitas cahaya terendah. Nilai posisi
intensitas cahaya terendah ditentukan dengan menggunakan software
Logger Pro3. Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-masing
konsentrasi dengan panjang sampel 10 cm tertampil pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Nilai posisi intensitas cahaya terendah
dari masing-masing konsentrasi dengan panjang sampel 10 cm
Konsentrasi (gr/mL)
Posisi
Intensitas
terendah I
(derajat)
Posisi
Intensitas
terendah II
(derajat)
Posisi
Intensitas
terendah III
(derajat)
Posisi
Intensitas
terendah IV
(derajat)
Sebelum dilewatkan Sampel 90,5 270,7 450,5 630,6
Dilewatkan sampel 0,5 112,5 291,4 470,6 649,6
Dilewatkan sampel 1,0 129,7 309,2 488,6 667,9
Dilewatkan sampel 1,5 137,3 316,6 496,4 675,8
Dilewatkan sampel 2,0 144,0 323,0 501,5 679,1
Dari Tabel 4.1, digunakan untuk menentukan nilai selisih posisi
intensitas cahaya terendah dari intensitas cahaya sebelum dilewatkan
sampel dengan intensitas cahaya setelah dilewatkan sampel. Nilai selisih
posisi intensitas cahaya yaitu sebagai nilai pergeseran pola. Nilai
pergeseran pola intensitas cahaya dengan panjang sampel 10 cm, tertampil
pada Tabel 4.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Tabel 4.2. Nilai pergeseran pola intensitas cahaya dengan panjang sampel 10 cm
konsentrasi
Intensitas
terendah I
(derajat)
Intensitas
terendah II
(derajat)
Intensitas
terendah III
(derajat)
Intensitas
terendah IV
(derajat)
Rata- Rata
(derajat)
0,5 gr/mL 22,0 20,7 20,1 19,0 20,4
1,0 gr/mL 39,2 38,5 38,1 37,3 38,2
1,5 gr/mL 46,8 45,9 45,9 45,3 45,9
2,0 gr/mL 53,5 52,3 51,0 48,5 51,3
Pada Tabel 4.2, Nilai selisih posisi dari intensitas cahaya terendah
setiap konsentrasi dihitung rata-ratanya. Nilai rata-rata selisih posisi
intensitas cahaya terendah dari setiap konsentrasi, tertampil pada Tabel
4.3.
Tabel 4.3. Nilai selisih posisi dari intensitas cahaya terendah untuk setiap masing masing konsentrasi dengan panjang sampel 10 cm
konsentrasi
(gr/mL)
Nilai selisih posisi
(derajat)
0,5 20,4
1,0 38,2
1,5 45,9
2,0 51,3
Berdasarkan Tabel 4.3, dibuat grafik hubungan nilai selisih posisi
untuk setiap konsentrasi tertampil pada Grafik 4.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Grafik hubungan selisih posisi terhadap konsentrasi
selisih posisi= (20,0 4,0) *konsentrasi+(13,8 5,5)
15
30
45
60
0.5 1 1.5 2konsentrasi (gr/mL)
selisih posisi (derajat)
Grafik 4.2. Grafik hubungan selisih posisi terhadap konsentrasi
dengan panjang sampel 10 cm
Grafik 4.2, grafik hubungan selisih posisi terhadap konsentrasi
dengan panjang sampel 10 cm didapatkan gradien garis (20,0 4,0). Nilai
gradien garis dihitung dengan software Logger Pro3. Dengan cara dan
perhitungan yang sama didapatkan nilai gradien untuk panjang sampel 15
cm; 20 cm; 25 cm; dan 30 cm, tertampil pada tabel. 4.4.
±
Tabel 4.4. Nilai gradien tiap panjang sampel panjang sampel
(cm)
gradien
[derajat/(gr/mL)]
10,0 20,0± 4,0
15,0 29,0± 4,7
20,0 37,4± 7,1
25,0 45,4± 9,3
30,0 54,1± 11,9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Dari tabel 4.4. dibuat grafik hubungan gradien terhadap panjang
sampel, tertampil pada grafik 4.3.
Grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel
gradien= (1,69 0,01)*panjang sampel+(3,43 0,40)
10
20
30
40
50
60
10 15 20 25 30panjang sampel (cm)
gradien (derajat/(gr/mL))
Grafik 4.3. Grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel
Grafik 4.3. Grafik hubungan gradien terhadap panjang tempat
sampel. Didapatkan nilai gradien garis ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrcmderajat)01,069,1( .
Selain grafik hubungan intensitas terhadap sudut menggunakan
panjang sampel tetap dengan berbagai konsentrasi, didapatkan juga grafik
hubungan intensitas terhadap sudut mengunakan konsentrasi tetap dengan
variasi panjang sampel. Kedua grafik didapatkan cara yang sama, yang
membedakan kedua grafik tersebut adalah parameter tetap. Pada Grafik
4.4, grafik hubungan intensitas terhadap sudut menggunakan konsentrasi
0,5 gr/mL dengan berbagai panjang sampel.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
non sampel
10 cm15 cm
20cm
25 cm
30 cm
Grafik 4.4. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
dengan variasi panjang sampel
Grafik 4.4, Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan
konsentrasi 0,5 gr/mL. Nilai perputaran optik dihitung dengan cara
menentukan besarnya pergeseran pola dari intensitas cahaya dari grafik
4.4. Dengan cara perhitungan yang sama, didapatkan nilai posisi intensitas
cahaya terendah dari masing-masing panjang tempat sampel dengan
konsentrasi 0,5 gr/mL, tertampil pada tabel 4.5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Tabel 4.5. Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-masing panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
Panjang sampel
(cm)
Posisi
Intensitas
terendah I
(derajat)
Posisi
Intensitas
terendah II
(derajat)
Posisi
Intensitas
terendah III
(derajat)
Posisi
Intensitas
terendah IV
(derajat)
Tanpa sampel 90,5 270,7 450,5 630,6
10 112,5 291,4 470,6 649,6
15 124,5 303,6 483,7 663,1
20 136,9 316,4 496,1 674,5
25 148,6 328,6 508,4 688,4
30 160,1 340,2 519,6 698,7
Dari tabel 4.5. digunakan untuk menentukan nilai selisih posisi
intensitas cahaya terendah dari pola intensitas cahaya terendah tanpa
sampel dengan pola intensitas cahaya terendah menggunakan sampel.
Nilai selisih posisi intensitas cahaya terendah dengan konsentrasi 0,5
gr/mL, tertampil pada tabel 4.6.
Tabel 4.6. Nilai selisih posisi intensitas cahaya terendah dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
Panajang
Sampel
(cm)
Intensitas
terendah I
(derajat)
Intensitas
terendah II
(derajat)
Intensitas
terendah III
(derajat)
Intensitas
terendah IV
(derajat)
Rata Rata
(derajat)
10 22,0 20,7 20,0 18,9 20,4
15 33,9 32,8 33,1 32,4 33,1
20 46,3 45,6 45,5 43,8 45,3
25 58,1 57,9 57,8 57,7 57,9
30 69,5 69,4 69,0 68,0 69,0
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Pada tabel 4.6. Nilai selisih posisi dari intensitas cahaya terendah
setiap panjang sampel dihitung rata-ratanya. Nilai rata-rata selisih posisi
intensitas cahaya terendah dari setiap panjang tempat sampel, tertampil
tabel 4.7.
Tabel 4.7. Nilai selisih posisi dari intensitas cahaya terendah untuk setiap panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
panjang sampel
(cm)
Nilai selisih posisi
(derajat)
10 20,4
15 33,1
20 45,3
25 57,9
30 69,0
Berdasarkan tabel 4.7, dibuat grafik selisih posisi hubungan
panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL, tertampil pada grafik 4.5.
Grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang sampel
selisih posisi= (2,43 0,03)*panjang sampel-(3,62 0,66)
20
30
40
50
60
70
10 15 20 25 30panjang sampel (cm)
selisih posisi (derajat)
Grafik 4.5. Grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang sampel dengan konsentrasi 0,5
gr/mL
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Grafik 4.5. grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang sampel
dengan konsentrasi 0,5 gr/mL, didapatkan gredien garis (2,43 0,03).
Nilai gradien garis dihitung dengan software Logger Pro3. Dengan cara
perhitungan yang sama didapatkan nilai putaran optik untuk konsentrasi
1,0 gr/mL; 1,5 gr/mL; dan 2,0 gr/mL, tertampil pada Tabel. 4.8.
±
Tabel 4.8. Nilai gradien tiap konsentrasi konsentrasi
(gr/mL)
gradien
(derajat/cm)
0,5 2,43± 0,03
1,0 3,89± 0,07
1,5 4,79± 0,04
2,0 4,95± 0,03
Dari tabel 4.8. dibuat grafik hubungan gradien terhadap panjang
tempat sampel, tertampil pada grafik 4.6.
Grafik hubungan gradien terhadap konsentrasi
gradien= (1,68 0,38)*konsentrasi+(1,85 0,52)
2
3
4
5
6
0.5 1 1.5 2konsentrasi (gr/mL)
gradien (derajat/cm)
Grafik 4.6. Grafik hubungan gradien terhadap konsentrasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Grafik 4.6. grafik hubungan gradien terhadap panjang tempat
sampel. Didapatkan nilai gradien garis ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrcmderajat)83,068,1( sebagai
nilai putaran optik. Nilai spesifikasi putaran optik relatif yaitu suatu nilai
spesifikasi putaran optik yang dimiliki oleh bahan yang mengandung
aktivitas optik. Nilai spesifikasi putaran optik relatif dihitung dari hasil
perkalian nilai putaran optik dengan berat molekul zat. Besar berat
molekul gula 180,6 [Hill, 1976]. Jadi nilai spesifikasi putaran optik relatif
pada gula dari hasil pengukuran sebesar ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrcmderajat)6,684,303(
sebanding dengan ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrdmderajat
100)8,63,30( .
B. Pembahasan
Hasil pengukuran seringkali tidak tepat. Pengukuran yang ideal
yaitu mengukur masukan yang diinginkan. Tetapi pengukuran tidak lepas
dari masukan gangguan dan masukan ubahan. Agar hasil pengukuran
menjadi tepat, maka masukan gangguan itu harus dihilangkan atau
diminimalisir.
Adanya cahaya yang tidak diinginkan baik dari luar maupun dari
dalam sumber akan memberi sumbangan dalam pengukuran intensitas
cahaya. Sumber cahaya hasil pantulan dari Laser He-Ne, analisator, tempat
sampel dan polarisator yang mengenai detektor cahaya merupakan sumber
cahaya yang tidak diinginkan. Selain adanya pantulan cahaya, sumber
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
cahaya dari lingkungan dapat mempengaruhi pengukuran. Oleh karena itu,
saat alat dioperasikan harus diupayakan tidak ada sumbangan dari dalam
maupun dari luar. Hal tersebut di atas yang mempengaruhi pengukuran
intensitas cahaya.
Prinsip kerja dari polarimeter yaitu mempolarisasi cahaya. Berkas
cahaya tak terpolarisasi dipolarisasikan menjadi berkas cahaya
terpolarisasi menggunakan polarisator cahaya. Berkas cahaya Laser He-Ne
dipolarisasikan menggunakan polarisator cahaya. Polarisator cahaya
mempolarisasikan berkas cahaya, dengan menyaring bidang getar cahaya.
Bidang getar cahaya yang sejajar dengan arah polarisator diteruskan dan
bidang getar cahaya yang tegak lurus dengan arah polarisator akan diserap.
Bidang getar cahaya yang diteruskan polarisator disebut sebagai bidang
getar cahaya terpolarisasi atau bidang cahaya terpolarisasi.
Bidang getar cahaya terpolarisasi yang dilewatkan pada sampel
dengan panjang tempat sampel tertentu mengalami perputaran.
Terputarnya bidang cahaya terpolarisasi dianalisa dengan analisator.
Analisator bekerja dengan cara diputar. Dengan diputarnya analisator
secara manual mengakibatkan perubahan sudut. Yaitu sudut yang
terbentuk dari bidang cahaya terpolarisasi dengan sumbu penganalisa
sebesar θ . Dengan berubahnya nilai sudut θ , maka nilai intensitas cahaya
I ikut berubah mengikuti perubahan sudut θ . Pemutaran analisator secara
periodik sehingga menghasilkan perubahan intesitas cahaya yang periodik.
Hal ini memperlihatkan perubahan sudut akan intensitas cahaya berubah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
mengikuti perubahan sudut. Intensitas cahaya dideteksi oleh detektor, dan
ditampilkan kedalam komputer. Didapatkan pola intensitas cahaya untuk
satu set eksperimen lengkap dengan panjang sampel 10 cm menggunakan
variasi konsentrasi, ditunjukkan pada grafik 4.1.
Pada grafik 4.1. diperlihatkan adanya kesamaan pola antara
intensitas cahaya sebelum dilewatkan sampel dengan intensitas cahaya
sesudah dilewatkan sampel. Pola yang terbentuk pada grafik, mengikuti
aturan dari . Dari grafik diperlihatkan bahwa nilai intensitas cahaya
dipengaruhi oleh sudut
θ2cos
θ .
Dari Grafik 4.1. diperlihatkan nilai intensitas puncak dari setiap
pola intensitas cahaya berbeda-beda. Ini terlihat intensitas puncak yang
paling tinggi adalah pola intensitas cahaya yang dihasilkan dari intensitas
cahaya sebelum dilewatkan sampel. Besarnya intensitas pucak tersebut
7500 lux. Intensitas puncak tertinggi nomor dua yaitu dengan sampel
berkonsentrasi 0,5 gr/mL yaitu sebesar 2250 lux. Sampel dengan
konsentrasi 1,0 gr/mL dan 1,5 gr/mL mempunyai intensitas puncak
sebesar 2100 lux dan 1800 lux. Dan konsentrasi 2,0 gr/mL mempunyai
intensitas puncak paling rendah diantara semua konsentrasi yang ada, yaitu
sebesar 1500 lux.
Semakin besar konsentrasi yang digunakan, semakin menurun
intensitas puncak rata-rata dari pola intensitas cahaya. Ini memperlihatkan
bahwa konsentrasi suatu larutan mepengaruhi besarnya intensitas cahaya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Besarnya intensitas cahaya yang dilewatkan pada suatu larutan tergantung
dari konsentrasi larutan.
Selain besarnya intensitas puncak masing-masing pola intensitas
cahaya, terlihat juga intensitas minimum dari distribusi intensitas cahaya.
Posisi intensitas minimum dari pola intensitas cahaya sebelum dilewatkan
sampel dibandingkan dengan pola intensitas cahaya setelah dilewatkan
sampel, posisinya berbeda-beda. Titik lembah pola intensitas cahaya
sebelum dilewatkan sampel dibanding dengan pola intensitas setelah
dilewatkan sampel berkonsentrasi 0,5 gr/mL terlihat lembah bergeser ke
kanan. Nilai pergeseran pola tertampil pada Tabel 4.2, untuk panjang
sampel 10 cm dengan variasi konsentrasi.
Grafik 4.4, grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan
konsentrasi 0,5 gr/mL. Dari grafik diperlihatkan bahwa perubahan
intensitas puncak dari setiap pola intensitas cahaya tergantung dari
panjang tempat sampel. Intensitas puncak tertinggi pada panjang tempat
sampel 10 cm, dibandingkan dengan panjang tempat sampel yang lain.
Nilai intensitas tersebut adalah 2050 lux. Posisi kedua yaitu dengan
panjang tempat sampel 15 cm dengan intensitas puncak rata-rata sebesar
1300 lux. Sedangkan nilai intensitas puncak rata-rata untuk panjang tempat
sampel 20 cm dan 25 cm masing-masing adalah 750 lux dan 380 lux.
Intensitas puncak terendah sebesar 340 lux untuk panjang tempat sampel
30 cm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Grafik 4.4. memperlihatkan intensitas puncak dari setiap pola
intensitas cahaya, selain itu juga terlihat intensitas cahaya terendah dari
pola intensitas cahaya. Titik lembah dari pola intensitas cahaya sebelum
dilewatkan sampel dibanding dengan intensitas cahaya yang dilewatkan
sampel panjang 10 cm terlihat bergeser. Semakin besar panjang sampel
yang digunakan semakin besar nilai pergeserannya. Nilai pergeseran dari
tiap panjang tempat sampel terlihat pada grafik 4.5.
Grafik 4.5, grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang tempat
sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL. Pada grafik mempelihatkan
kenaikan panjang sampel akan mempengaruhi nilai pergeseran pola. Dari
grafik didapatkan nilai gradien sebagai nilai putaran optik, untuk
konsentrasi 0,5 gr/mL sebesar ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛±
cmderajat)03,043,2( .
Tabel 4.8. memperlihatkan nilai putaran optik dari berbagai
konsentrasi. Tabel tersebut diperlihatkan semakin besar konsentrasi
semakin besar nilai putaran optik. Pada grafik 4.6 merupakan grafik
hubungan gradien terhadap konsentrasi, terlihat dengan kenaikan
kosentrasi larutan akan mempengaruhi putaran optik. Nilai gradien garis,
menyatakan nilai spesifikasi putaran optik. Nilai putaran optik sebesar
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrcmderajat)38,068,1( .
Dari pengukuran didapatkan nilai spesifikasi putaran optik relatif
dari gula sebesar ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrdmderajat
100)8,63,30( . Pengukuran nilai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
spesifikasi putaran optik, diukur pada kondisi suhu ruangan dan Sinar
Laser He Ne sebagai sumber cahaya.
Gula yang baik mempunyai nilai standar spesifikasi putaran optik
relatif antara ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛mLgrdm
derajat100
7,52 sampai ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛mLgrdm
derajat100
7,112 .
Nilai standar spesifikasi putaran optik gula diukur pada suhu dan
Sodium D Line dengan panjang gelombang 589 nm sebagai sumber cahaya
[Hill, 1976].
Co20
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa gula
mempunyai nilai spesifikasi putaran optik relatif tertentu.
Nilai perputaran bidang cahaya terpolarisasi dipengaruhi oleh
konsentrasi dan panjang tempat sampel. Semakin besar konsentrasi yang
digunakan semakin besar nilai perputaran optiknya. Berlaku juga pada
panjang tempat sampel yang digunakan, semakin besar panjang tempat
sampel yang digunakan memperbesar perputaran aktivitas optik.
Dari hasil pengukuran, larutan gula yang digunakan didapatkan
nilai spesifikasi putaran optik relatif sebesar
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛±
mLgrdmderajat
100)8,63,30( .
B. Saran
Untuk pembuatan alat pengukuran perputaran optik pada larutan
gula dengan metode yang sama, diperhatikan analisator. Diusulkan untuk
kedepannya dibuat analisator yang dapat berputar secara otomatis.
34
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
Doebelin,E.O., 1992, Sistem Pengukuran Aplikasi dan Perancanga Edisi Ketiga,
Jakarta, Erlangga.
Haliday,D., dan Resnick,R., 1984, Fisika Jilid 2, Jakarta, Erlangga.
Hill,G., 1976, Dean’s Analytical Chemistry Handbook Second Edition, Pradyot
Patnaik
Jenkins,A., dan White,E., 1939, Fundamentals of Physical Optics, Mc Graw-Hill
Book Company, New York.
NN.2001, Gula Kristal Mentah, Semarang, Badan Standar Nasional.
Phywe, 1986, University Laboratory Experiment Physics, volume 1+2, Phywe
Aktiengesellschaft.
Phywe, 1986, University Laboratory Experiment Physics, volume 3, Phywe
Aktiengesellschaft.
Rossi,B., 1957, Optic, Japan Publication Trading Company, Tokyo
Ribeiro,R.M., Faisca,A.B.A., & Santos,P.A.M., 1998, Automatic Optical Activity
Measurment System, Brasil.
Tipler, 2001, Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga, Jakarta, Erlangga.
Young,D.H., dan Freedman,A.R., 2001, Fisika Universitas jilid 2 edisi 3, Jakarta,
Erlangga.
35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN A
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dari hasil eksperimen dengan
panjang sampel tetap, menggunakan variasi konsentrasi.
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan panjang sampel 10 cm
menggunakan variasi konsentrasi, tertampil pada Grafik A.1.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 sudut (derajat)
intensitas (lux)
NON SAMPEL
0.5 gr/ml
1 gr/ml
1.5 gr/ml
2 gr/ml
Grafik A.1. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang tempat sampel
10 cm menggunakan variasi konsentrasi
36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan panjang sampel 15 cm
menggunakan variasi konsentrasi, tertampil pada Grafik A.2.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
NON SAMPEL
0.5 gr/ml
1 gr/ml
1.5 gr/ml
2 gr/ml
Grafik A.2. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang tempat sampel
15 cm menggunakan variasi konsentrasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan panjang sampel 20 cm
menggunakan variasi konsentrasi, tertampil pada Grafik A.3.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
NON SAMPEL
0.5 gr/ml
1 gr/ml1.5 gr/ml
2 gr/ml
Grafik A.3. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang tempat sampel
20 cm menggunakan variasi konsentrasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan panjang sampel 20 cm
menggunakan variasi konsentrasi, tertampil pada Grafik A.4.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
NON SAMPEL
0.5 gr/ml
1 gr/ml
1.5 gr/ml
2 gr/ml
Grafik A.4. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang tempat sampel
25 cm menggunakan variasi konsentrasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan panjang sampel 20 cm
menggunakan variasi konsentrasi, tertampil pada Grafik A.5.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
NON SAMPEL
0.5 gr/ml
1 gr/ml
1.5 gr/ml
2 gr/ml
Grafik A.5. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang tempat sampel
30 cm menggunakan variasi konsentrasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
LAMPIRAN B
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dari hasil eksperimen dengan
konsentrasi tetap, menggunakan variasi panjang sampel.
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel, tertampil pada Grafik B.1.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
non sampel
10 cm
15 cm
20cm
25 cm
30 cm
Grafik B.1. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan konsentrasi 0,5 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan konsentrasi 1,0 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel, tertampil pada Grafik B.2.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
non sampel
10 cm
15 cm
20 cm
25 cm
30 cm
Grafik B.2. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan konsentrasi 1,0 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan konsentrasi 1,5 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel, tertampil pada Grafik B.3.
Grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
non sampel
10 cm
15 cm
20 cm
25 cm
30 cm
Grafik B.3. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan konsentrasi 1,5 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan konsentrasi 2,0 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel, tertampil pada Grafik B.4.
grafik hubungan intensitas terhadap sudut
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750sudut (derajat)
intensitas (lux)
non sampel10 cm15 cm20 cm25 cm30 cm
Grafik B.4. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan konsentrasi 2,0 gr/mL
menggunakan variasi panjang sampel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
LAMPIRAN C
Menentukan nilai ralat dari spesifikasi putaran optik ditentukan dari gradien atau
kemiringan garis. Secara umum mengunakan metode kwadrat terkecil dari kurva garis
lurus [Doebelin, 1992]. Persamaan garis lurus diambil sebagai:
bmxy +=
dengan adalah variabel terikat. y x adalah variabel bebas.
m adalah kemiringan garis. b adalah perpotongan garis dengan sumbu vertikal.
Persamaan untuk mentukan nilai kemiringan garis ( ) dan garis perpotongan
dengan sumbu vertikal (b ):
m
22 )( xxNyxxyN
m∑−∑
∑∑−∑=
22
2
)( xxNxyxyx
b∑−∑∑∑−∑∑
=
Persamaan untuk mentukan nilai ralat kemiringan garis ( ) dan ralat garis
perpotongan dengan sumbu vertikal ( ):
mS
bS
( )22
2
xxNNSm
∑−∑=
σ
( )22
22
ib xxN
xS
∑−∑
∑=
σ
dengan :
( )∑ −+=N
i ybmxN 1
2 1σ
datajumlahN =
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Nilai spesifikasi putaran optik dihitung dari besarnya putaran bidang getar cahaya
polarisasi [Hill, 1976]. Besarnya putaran bidang getar polarisasi :
qlαβ =
dengan β adalah sudut putaran optik. α adalah jenis spesifikasi putaran optik. q adalah konsentrasi larutan. l adalah panjang tempat sampel Persamaan garis :
blq +=αβ
Nilai kemiringan garis ( m ) dengan panjang tempat sampel tetap:
22 )( ii
iiii
qqNqqNm∑−∑
∑∑−∑=
ββ
Nilai garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( ) dengan panjang
tempat sampel tetap:
b
22
2
)( ii
iiiii
qqNqqqb
∑−∑∑∑−∑∑
=ββ
Nilai ralat kemiringan garis ( ) dengan panjang tempat sampel tetap : mS
( )22
2
iim qqN
NS∑−∑
=σ
Nilai ralat garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( ) dengan
panjang tempat sampel tetap:
bS
( )22
22
ii
ib qqN
qS∑−∑
∑=
σ
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
dengan :
( )∑ −+=N
ii bmqN 1
2 1 βσ
Persamaan garis :
bql +=αβ
Nilai kemiringan garis ( m ) dengan konsentrasi tetap:
22 )( ii
iiii
llNllNm∑−∑
∑∑−∑=
ββ
Nilai garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( ) dengan
konsentrasi tetap:
b
22
2
)( ii
iiiii
llNlllb
∑−∑∑∑−∑∑
=ββ
Nilai ralat kemiringan garis ( ) dengan konsentrasi tetap: mS
( )22
2
iim llN
NS∑−∑
=σ
Nilai ralat garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( ) dengan
konsentrasi tetap:
bS
( )22
22
ii
ib llN
lS∑−∑
∑=
σ
dengan :
( )∑ −+=N
ii bmlN 1
2 1 βσ
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI