Jurnal GO-4 Polarimeter oleh kelompok XIV POLARIMETER Nurul Dwi Pratiwi (113184015), Sektiani Nur Annisa Oktaviani (113184029), Seftyan Agustihana (113184047) Abstrak
Telah dilakukan eksperimen mengenai polarimeter yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh besar konsentrasi larutan gula terhadap besar sudut putar jenis larutan gula, serta besar sudut putar jenis larutan gula dalam eksperimen. Variabel-variabel dalam eksperimen yaitu, massa gula (m) sebagai variabel bebas, sudut putar bidang polarisasi (P) sebagai variabel terikat dan volume aquades (V), panjang kolom larutan (l) sebagai variabel kontrol. Pada eksperimen ini dilakukan lima kali variasi konsentrasi larutan gula dan satu kali menggunakan aquades. Pada eksperimen menggunakan aquades didapatkan besarnya P1. Kemudian dicari P2 dengan mengganti aquades menjadi larutan gula. Nilai P merupakan selisih dari P1 dan P2. Selanjutnya, dengan analisis data, diperoleh hasil bahwa semakin besar konsentrasi larutan gula (C), semakin kecil sudut putar jenis larutan gula (Bt). Besar Bt yang diperoleh dari eksperimen jauh berbeda dengan teori, hal ini dikarenakan temperatur ruangan tidak 20OC, kolom udara tidak steril dan adukan larutan kurang merata. Kata Kunci : Polarimeter, polarisasi A. PENDAHULUAN. Cahaya memiliki sifat dualisme yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel. Gelombang cahaya terbentuk karena terjadi geraka gelombang listrik dan magnet yang saling tegak lurus kepada arah penjalarannya, disebut gelombang elektromagnetik. Semua radiasi elektromagnetik adalah gelombang transversal yang memiliki ciri dapat mengalami polarisasi. Cahaya yang terpolarisasi dapat mengalami putaran bidang polarisasi ketika melewati suatu zat optik aktif. Besarnya sudut putaran tersebut dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut polarimeter. Berdasarkan hal tersebut, dilakukan sebuah eksperimen dengan kode GO-4, dengan judul Polarisasi yang bertujuan untuk menentukan sudut putar jenis (α) suatu larutan optic aktif yakni dalam eksperimen kami adalah larutan gula dengan kepekatan tertentu. Adapun permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh konsentrasi larutan gula terhadap sudut putar polarisasi dan berapa besarkah nilai sudut putar jenis suatu larutan optic aktif (larutan gula) dengan kepekatan tertentu? Dengan hipotesis bahwa semakin pekat larutan optik aktif semakin besar sudut bidang polarisasinya (θ). B. DASAR TEORI. Gambar 1. polarisator dan analisator Gelombang merupakan suatu gangguan yang menjalar. Gelombang bisa dikatakan juga sebagai energi yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang tali,
ganguan ini berupa gerak bagian tali karena adanya gelombang yang menjalar pada tali. Arah gerak bagian tali adalah dalam bidang tegaklurus terhadap arah jalar gelombang. Gelombang tali merupakan bentuk dari gelombang transversal karena arah geraknya yang tegaklurus dengan arah rambatannya. Peristiwa interferensi dan difraksi dapat dialami oleh gelombang transversal maupun gelombang longitudinal. Akan tetapi, peristiwa polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal. Fakta bahwa cahaya dapat mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal. Pada umumnya, gelombang cahaya memiliki beberapa arah getar. Apabila suatu gelombang hanya memiliki satu arah getar, maka disebut gelombang terpolarisasi. Oleh karena itu, polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memliki satu arah getar saja. Cahaya dapat terpolarisasi karena peristiwa pemantulan, pembiasan dan pemantulan, bias kembar, absorpsi selektif, dan hamburan. Polarisasi karena Penyerapan Selektif Teknik yang umum untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi adalah menggunakan polaroid yang akan meneruskan gelombang – gelombang yang arah getarnya sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap semua gelombang pada arah getar lainnya. Pada gambar 1 tampak dua buah polaroid, polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisator. Polarisator berfungsi untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi dari cahaya tak terpolarisasi (cahaya
Jurnal Eksperimen Gelombang Optik. Volume 01 Nomor 01 Tahun 2012 C. METODE PERCOBAAN. Untuk dapat melaksanakan percobaan ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan dengan seksama, yaitu : 1. Rancangan Alat Percobaan
berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi. alami). Analisator
Prinsip kerja sistem adalah sebagai berikut, seberkas cahaya alami menuju polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal, yaitu hanya komponen vektor medan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi saja yang diteruskan sedangkan lainnya diserap. Cahaya terpolarisasi yang masih mempunyai kuat medan listrik belum berubah menuju analisator (sudut antara sumbu transmisi analisator dan polarisator adalah P). Di analisator, semua komponen E yang sejajar sumbu analisator yang diteruskan, jadi, kuat medan listrik yang diteruskan oleh analisator adalah ...........(1) Jika cahaya alami tak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas Io, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator, I1 adalah ..........(2) Cahaya dengan intensitas I1 ini kemudian datang pada analisator dan cahaya yang keluar dari analisator akan memiliki intensitas I2. menurut hukum Maulus, hubungan antara I2 dan I1 dapat dinyatakan ......(3) Persamaan 3 menunjukkan bahwa analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi.
Polarimeter Ada zat yang dapat memutar bidang polarisasi yang disebut zat optic aktif atau zat Polaroid, diantaranya adalah sodium sulfat, terpentil¸larutan gula, dan natrium klorat. Pemutaran sudut polarisasi bergantung pada panjang larutan, konsentrasi larutan dan sudut putar jenisnya. Dalam persamaan matematis, dapat dinyatakan dalam bentuk :
Dimana : θ adalah sudut putar polarisasi adalah sudut putar jenis polarisasi (o cm2/gram) C adalah konsentrasi larutan (gram/Liter) L adalah panjang tabung (cm)
2. Alat dan Bahan a. 1 set Polarimeter b. Gula secukupnya c. Neraca atau Timbangan. d. Hidrometer. e. Aquades secukupnya f. Gelas ukur dan pipet. 3. Variabel Percobaan a.Variabel Manipulasi : massa gula (m) b.Variabel Respon : Sudut putar bidang polarisasi (P) c.Variabel Kontrol : Panjang kolom larutan (l) dan volume aquades (V) 4. Langkah Percobaan Merancang alat seperti pada gambar rancangan percobaan. Mengukur sudut bidang polarisasi aquades (P1). Selanjutnya mengganti aquades dengan larutan gula, dimana konsentrasi larutan dimanipulasi sebanyak lima kali dan didapatkan (P2). Sudut putar bidang polarisasi (P) merupakan selisih dari P1 dan P2. Mengukur nilai sudut putar jenis (Bt) dan membandingkan Bt yang didapat dari perhitungan dengan Bt dari teori.
HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1. Data eksperimen polarimeter No
1 5,0 136 2 10,0 144 3 15,0 122 152 4 20,0 161 5 25,0 172 Volume aquades (V) = 25 ml Panjang kolom larutan (l) = 20,0 cm Keterangan :
14 22 30 39 50
Jurnal GO-4 Polarimeter oleh kelompok XIV m P1 P2 P
: massa gula (gr) : sudut putar polarisasi aquades : sudut putar polarisasi larutan : sudut putar bidang polarisasi
Pada percobaan polarimeter praktikan mencari besarnya sudut putar jenis larutan optis aktif (Bt). Disini larutan yang digunakan adalah larutan gula sebagai fungsi konsentrasi. Pada percobaan ini dilakukan lima kali variasi konsentrasi larutan gula dan satu kali menggunakan aquades. Pada percobaan menggunakan aquades didapatkan besarnya P1 yaitu sudut yang ditunjukan analisator pada saat gelap sempurna. Tapi pada percobaan ini sulit untuk mendapatkan keadaan gelap sempurna, sehingga praktikan menggunakan keadaan yang paling redup. Setelah mengetahui P 1, berikutnya mencari P2. Cara mencari P2 sama dengan mencari P1, tetapi aquades diganti dengan larutan gula. Berdasarkan data yang diperoleh diatas, semakin besar massa gula, semakin besar sudut bidang polarisasi (P). Dimana, keduanya dihubungkan dengan persamaan . Konsentrasi larutan gula (C), diperoleh dari perumusan . Sehingga diperoleh nilai C dan Bt , Tabel 2. Analisis data eksperimen polarimeter o
No
C (mol/ml)
Bt ( C/gr)
1
1,11
0,63
2
2,22
0,49
3
3,33
0,45
4
4,44
0,44
5
5,55
0,45
Dari analisis yang telah dilakukan diketahui bahwa konsentrasi dan jenis larutan akan mempengaruhi sudut putar bidang polarisasi tergantung dari besarnya sudut putar jenis larutan tersebut. Pada saat konsentrasi gula semakin tinggi, maka cahaya yang terlohan di analisator menjadi lebih redup. Sehingga sudut putar bidang polarisasi menjadi semakin besar. Ini menandakan larutan gula dapat membelokan arah getar cahaya.
Dalam eksperimen ini diperoleh Bt sebesar (0,490+0,036) oC/gr, dengan taraf ketelitian sebesar 92,7%. Besar Bt yang diperoleh, sangat jauh beda dengan teori yang sebesar 66,52 ° C/gr. Hal ini dikarenakan, temperatur tidak sebesar 20OC, kolom larutan yang kurang steril, dan adukan larutan yang kurang merata.
PENUTUP Simpulan Berdasarkan analisis data yang telah dilakukan, diperoleh simpulan bahwa : 1. Semakin besar konsentrasi larutan gula (C), semakin kecil sudut putar jenis larutan gula (Bt) yang dihasilkan. 2. Bt yang diperoleh dari o eksperimen sebesar (0,490+0,036) C/gr. Nilai ini jauh beda dengan teori 66,52 ° C/gr. Saran 1. Bersihkan kolom larutan setiap akan mengganti dengan larutan baru. 2. Aduk larutan hingga merata. DAFTAR PUSTAKA Giancoli. 2001. Fisika/ Erlangga.
Edisi
Kelima. Jakarta;
Tipler. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik/ Edisi Ketiga/ Jilid 2. Jakarta; Erlangga.
