LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II
INDEKS BIAS LARUTAN (PERCOBAAN – {OP2})
Disusun oleh
:
Nama
: AKHMAD AKHMAD REZA FATHAN FATHAN
NIM
: 115090801111001
Fakultas / Jurusan
: MIPA / FISIKA
Kelompok
: 6
Tanggal praktikum
: 27 April 2012
Nama Asisten Asisten
: Amrin Fathoni
LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
2012
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
TUJUAN PERCOBAAN
Setelah menyelesaikan percobaan ini diharapkan peserta praktikum fisika dasar II dengan dengan judul judul indeks indeks bias bias laruta larutan n dapat dapat menjel menjelask askan an prinsi prinsip p kerja kerja refrak refraktom tometer eter abbe, abbe, membuat hubungan antara indeks bias dengan konsentrasi larutan gula dan menentukan kadar gula dalam suatu larutan yang tidak diketahui konsentrasinya.
1.2.
DASAR TEORI
Ketika gelombang mengenai perbatasan, sebagian energi dipantulkan dan sebagian diteruskan atau diserap. Ketika gelombang dua atau tiga dimensi yang merambat pada satu medium menyebrangi perbatasan ke medium dimana kecepatannya berbeda, gelombang yang ditransmisikan bisa merambat dengan arah yang berbeda dari gelombang datang. Fenomena ini dikenal sebagai pembiasan (Giancoli.2001). Gambar 1
Kecepatan gelombang pada medium 2 lebih kecil daripada medium 1. Pada kasus ini, arah gelombang membelok sehingga ia merambat lebih hampir tegak lurus terhadap batas. Jadi Jadi,, sudut sudut pemb pembia iasa san n
, lebih lebih keci kecill dari dari sudut sudut data datang ng
. Dari Dari kejad kejadia ian n ini dapa dapatt
diperlihatkan dengan persamaan :
Dengan membagi kedua persamaan ini didapatkan bahwa
Hukum Snell berbunyi “rasio dari sinus dari sudut insiden ke sinus dari sudut bias adalah konstan, untuk setiap dua medium”. Hukum ini dapat menjadi suatu persamaan :
Hukum Snell ditemukan oleh matematikawan Belanda, Willebroad Snell pada tahun 1621. 1621. Dengan Dengan mengaplikasi mengaplikasikan kan hukum hukum geometri, geometri, persamaan persamaan bisa diperlihatk diperlihatkan an antara sinar
dan batas masing-masing dengan kecepatan cahaya di medium 1 dan kecepatan cahaya di medium 2 (Harris.1980).
Persamaan Persamaan
disebut disebut indeks indeks bias medium medium 1 dan persamaan persamaan
disebut disebut indeks indeks bias
medium 2. Indeks bias dari suatu larutan tidak terpengaruh oleh sinar datang, tetapi dari karakteristik suatu larutan dan panjang gelombang cahaya yang ditransmisikan (Harris.1980).
Tabel nilai indeks bias di berbagai substansi Substansi
Indeks Bias
Larutan 20 ℃ Bensin
1,501
Karbon disulfida
1,628
Karbon tetraklorin
1,461
Etil alkohol
1,361
Gliserin
1,473
A ir
1,333
Es (-8 ℃)
1,31
Substansi
Indeks Bias
Gas 0 ℃, 1 atm Udara
1,000 293
Karbondioksida
1,000 45
(Serway.2009)
Dengan Dengan frekue frekuensi nsi terten tertentu tu dan kejadi kejadian an pada pada titik titik batas batas antara antara medium medium satu satu dan medium medium dua, dua, frekue frekuensi nsi dimana dimana gelomb gelombang ang melewat melewatii titik titik batas batas pada pada pengam pengamat at dalam dalam medium 2 harus sama dengan frekuensi dimana sinar datang tiba. Frekuensi harus tetap sama dengan sinar cahaya datang dari satu medium ke medium lain (Serway.2009). Kelaju Kelajuan an gem (termas (termasuk uk di dalamn dalamnya ya cahaya cahaya)) ketika ketika di vakum, vakum, sesuai sesuai dengan dengan persamaan Maxwell, adalah
. Nilai kelajuan itu berbeda pada medium yang
berbeda. Untuk benda bening berpermeabilitas magnet permitivitas listrik permeabilitas magnet
dan di vakum
dan di vakum
,
pada tetapan dielektrik k dan tetapan tetapan
, maka kelajuan cahaya (v) di medium itu menjadi : (Murdeka.2010) (Murdeka.2010)
Didefinisikan adanya parameter baru yaitu indeks bias (n) sebagai hasil perbandingan antara kelajuan cahaya di vakum (c) dengan ketika di medium bening yang lain (v) yaitu :
Dimana Kenyataan menunjukan bahwa k bergantung pada frekuensi medan listrik terdapat pada cahaya sebagai gem (Murdeka.2010).
BAB II
METODOLOGI
2.1.
ALAT DAN BAHAN
Alat-alat dan bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan fisika dasar II dengan judul indeks bias larutan adalah refraktometer abbe, sebuah lampu pijar, gula, gelas ukur, air, tisu, pengaduk, dan neraca.
2.2. 2.2.
TATA TATA LAKS LAKSA ANA PER PERCOBA COBAAN AN
Dalam Dalam prakti praktiku kum m ini hal yang yang pertam pertamaa kali kali dilaku dilakukan kan adalah adalah mempel mempelajar ajarii dan mengkalibrasi refraktometer abbe. Diteteskan air murni diatas prisma refraktometer abbe, ditutup dan dicatat indeks bias yang dapat diukur dalam refraktometer abbe. Perhitungan air murni ini diulangi sebanyak tiga kali. Dibuat larutan gula dengan persentase berat 50 % (5 gram gula dalam 5 ml air), air) , 60 % (6 gram gula dalam 4 ml air), 40 % (4 gram gula dalam 6 ml air), 30 % (3 gram gula dalam 7 ml air), 20 % (2 gram gula dalam 8 ml air), 10 % (1 gram gula dalam 9 ml air). Dihitung massa gula sesuai takaran dengan neraca. Dimasukan ke dalam gelas ukur dan diberi air murni sesuai takaran. Larutan dikocok agar gula dapat larut dan bercampur dengan pengaduk. pengaduk. Ditetes Ditetes larutan gula dengan dengan berbagai berbagai konsentrasi konsentrasi satu per satu. Ditutup dan dicatat indeks biasnya. Pengukuran ini dilakukan sebanyak tiga kali. Dibuat sebuah sebuah laruta larutan n gula gula dengan dengan konse konsentr ntrasi asi yang yang belum belum diketah diketahui. ui. Dalam Dalam laruta larutan n ini dibuat dibuat deng dengan an 7 gram gram gula gula dan dan 3 ml air. air. Dite Ditete tesk skan an laru laruta tan n gula gula yang yang belu belum m dike diketa tahu huii konsentrasinya ini diatas prisma refraktometer abbe. Ditutup dan dicatat indeks biasnya (n).
2.3. 2.3.
GAMB GAMBAR AR/S /SET ET ALAT ALAT PERA PERALA LATA TAN N
BAB III
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
3.1.
DATA HASIL PERCOBAAN INDEKS BIAS (n)
PROSENTASE LARUTAN (%)
3.2.
1
2
3
0%
0,384
0,784
0,584
10%
0,985
0,985
0,734
20%
1,435
1,235
1,235
30%
1,435
1,435
1,485
40%
0,885
0,885
0,985
50%
0,384
0,584
0,884
60%
0,985
1,435
1,435
Belum diketahui
0,584
0,784
0,784
PERHITUNGAN
3.2.1. 3.2.1. Prosent Prosentase ase laru larutan tan 0 % sampai sampai 60 % a) 0 % NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
0,384 0,784 0,584 1,752 0,584
0,04 0,04 0 0,08 0,026667
ñ=
=
b) 10 % NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
0,985 0,985 0,734 2,704 0,901333333
0,007 0,007 0,028 0,042001 0,014
NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
1,435 1,235 1,235 3,905 1,301666667
0,017778 0,004444 0,004444 0,026667 0,008889
ñ=
=
ñ=
=
c) 20 %
d) 30 % NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
1,435 1,435 1,485 4,355 1,451666667
0,000278 0,000278 0,001111 0,001667 0,000556
ñ=
=
e) 40 % NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
0,885 0,885 0,985 2,755 0,918333333
0,001111 0,001111 0,004444 0,006667 0,002222
ñ=
=
f) 50 % NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
0,384 0,584 0,884 1,852 0,617333333
0,054444 0,001111 0,071111 0,126667 0,042222
ñ=
=
g) 60 % NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n|2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
0,985 1,435 1,435 3,855 1,285
0,09 0,0225 0,0225 0,135 0,045
ñ=
=
h) Rata-rata NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 4 5 6 7 Jumlah Rata-rata
0,584 0,901 1,301 1,451 0,918 0,617 1,285 7,057 1,008142857
0,179897 0,01148 0,085765 0,196122 0,008126 0,152993 0,07665 0,711033 0,101576
3.2.2. 3.2.2. Prosent Prosentase ase laruta larutan n tak diketahui diketahui
ñ=
=
NO
INDEKS BIAS (n)
|n-n| 2
1 2 3 Jumlah Rata-rata
0,584 0,784 0,784 2,152 0,717333333
0,017778 0,004444 0,004444 0,026667 0,008889
3.3.
ANALISIS GR GRAFIK
ñ=
=
3.4.
ANALISA HASIL
3.4.1. 3.4.1. FUNGSI FUNGSI ALAT ALAT DAN DAN BAHAN BAHAN Dala Dalam m perco percoba baan an fisik fisikaa dasar dasar II deng dengan an judu judull inde indeks ks bias bias laru laruta tan n dibu dibutu tuhk hkan an peralatan-peralatan dan bahan-bahan. Peralatan yang digunakan adalah refraktometer abbe, lampu pijar, gelas ukur, tisu, pengaduk, dan neraca. Refraktometer abbe merupakan alat yang berfungsi untuk menghitung nilai indeks bias dari suatu larutan. Lampu pijar digunakan sebagai pemberi cahaya pada pengamatan dengan refraktometer abbe. Gelas ukur digunakan sebagai tempat pembuatan larutan dan sebagai pengukur volume air. Tisu digunakan untuk membersihka membersihkan n sisa air di prisma refraktometer refraktometer abbe. Pengaduk Pengaduk digunakan digunakan untuk mengaduk gula dan air agar larut dan neraca digunakan untuk menimbang berat gula. Bahan-bahan yang digunakan adalah gula dan air. Gula dan air dibutuhkan untuk membuat larutan gula. Gula dipi dipili lih h karen karenaa muda mudah h untu untuk k laru larut, t, muda mudah h dida didapa patt dan dan keti ketika ka menj menjad adii laru laruta tan n peka pekat, t, kekentalannya terlihat jelas.
3.4. 3.4.2. 2. FUNG FUNGSI SI PERLA PERLAKU KUAN AN Dalam percobaan ini dilakukan suatu prosedur-prosedur. Dan didalam prosedur inilah dibutukan perlakuan-perlakuan yang baik dan benar agar hasil yang didapat akurat. Pada percobaan indeks bias larutan ini yang dijadikan bahan uji adalah air murni dan larutan gula. Laruta Larutan n gula gula diguna digunakan kan karena karena mudah mudah dibuat dibuat,, bahann bahannya ya mudah mudah didapa didapatt dan memili memiliki ki kekentalan yang terlihat jelas. Sedangkan air murni digunakan untuk pembanding. Larutan gula yang digunakan memiliki konsentrasi yang berbeda-beda, karena percobaan ini ingin mengetahui pengaruh konsentrasi larutan terhadap indeks bias. Yang pertama kali dilakukan adalah mengenal dan mengkalibrasi refraktometer abbe. Ada dua lensa, diatas diatas dan dibawa dibawah. h. Lensa Lensa diatas diatas untuk untuk menemp menempatka atkan n lensa lensa pada pada objek objek larutan larutan sedang sedangkan kan yang yang bawah bawah untuk untuk menguk mengukur ur nilai nilai indeks indeks bias. bias. Refrak Refraktom tometer eter telah telah dikalibrasi, dituangkan air murni pada prisma refraktometer abbe. Dinyalakan lampu pijar untuk memberikan cahaya. Pada lensa atas, tempatkan tanda X pada area yang gelap dan pada lensa bawah hitung skala nilai indeks bias. Pengamatannya harus dengan ketelitian tinggi agar hasil yang didapat akurat. Pengamatan air murni selesai, dibersihkan sisa air dari prisma refraktometer abbe. Dibuat larutan gula dengan konsentrasi 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%. Ditimbang gula dengan neraca sesuai dengan takaran, 60 % (6 gram gula dalam 4 ml air), 40 % (4 gram gula dalam 6 ml air), 30 % (3 gram gula dalam 7 ml air), 20 % (2 gram gula dalam 8 ml air), 10 % (1 gram gula dalam 9 ml air). Ditempatkan pada gelas ukur dan diaduk diaduk dengan dengan pengaduk sampai gula larut agar larutan menjadi menjadi homogen. homogen. Ditetskan setiap larutan berbeda konsentrasinya di prisma refraktometer abbe satu per satu. Pengamatan ini dilakukan tiga kali agar adanya variasi data dan memperkecil ralat. Dibuat juga larutan dengan konsentrasi belum diketahui (dalam percobaan ini 7 gram gula dan 3 ml air).
3.4. 3.4.3. 3. ANAL ANALIS ISA A HASI HASIL L Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dida didala lam m ruan ruang g hamp hampaa udara udara deng dengan an cepa cepatt ramba rambatt cahay cahayaa pada pada suat suatu u medi medium um.. Secar Secaraa matematis indeks bias dapat ditulis :
Dima Dimana na n adalah adalah indek indekss bias, bias, c kecep kecepat atan an cahay cahayaa pada ruan ruang g hampa hampa dan
adala adalah h cepat cepat
rambat cahaya pada suatu medium. Bila Bila dar darii sua suatu tu inde indeks ks bias bias tid tidak ak pern pernah ah lebi lebih h kec kecil il dari dari satu satu atau atau
. Ind Indek ekss bia biass
suat suatu u zat zat adal adalah ah perb perban andi ding ngan an kece kecepa pata tan n cahay cahayaa dala dalam m ruan ruang g hamp hampaa udar udaraa terha terhada dap p kecepatan cahaya dalam zat tersebut atau perbandingan sinus sudut datang terhadap sudut sinus bias. Hanya suatu indeks bias berubah-ubah tegantung pada panjang gelombang cahaya dan suhu. Ketika gelombang mengenai perbatasan, sebagian energi dipantulkan dan sebagian diteruskan atau diserap. Ketika gelombang dua atau tiga dimensi yang merambat pada satu medium menyebrangi perbatasan ke medium dimana kecepatannya berbeda, gelombang yang ditransmisikan bisa merambat dengan arah yang berbeda dari gelomban datang. Fenomena ini dikenal sebagai pembiasan. Gambar 1
