PENGUKURAN AKTIVITAS OPTIK PADA LARUTAN GULA

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

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


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


iii


iv


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


vi


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

⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . larutan gula sebesar (30,3 ± 6,8) ⎜⎜ ⎝ dm gr 100mL ⎠

vii


ABSTRACT

THE OPTICAL ACTIVITY MEASUREMENT OF THE SUGAR SOLUTION

The optical activity in sugar solution measurement has been done. The HeNe 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

⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . optical rotation relative of sugar solution is (30,3 ± 6,8) ⎜⎜ ⎝ dm gr 100mL ⎠

viii


ix


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


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


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


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


DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1.

Gelombang tranversal dengan satu bidang getar

Gambar 2.2.

Cahaya alami dipolarisasikan dengan polarisator cahaya menghasilkan cahaya terpolarisasi

Gambar 2.3.

Bidang getar cahaya polarisasi dengan sumbu

6 7

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


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 4.1.

Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-

20

masing konsentrasi dengan panjang sampel 10 cm Tabel 4.2.

Nilai pergeseran pola intensitas cahaya dengan panjang

21

sampel 10 cm Tabel 4.3.

Nilai selisih posisi dari intensitas cahaya terendah

21

untuk setiap masing-masing konsentrasi dengan panjang sampel 10 cm Tabel 4.4.

Nilai gradien tiap panjang sampel

22

Tabel 4.5.

Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-

25

masing panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL Tabel 4.6.

Nilai selisih posisi intensitas cahaya terendah dengan

25

konsentrasi 0,5 gr/mL Tabel 4.7.

Nilai selisih posisi dari intensitas terendah untuk setiap

26

panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL Tabel 4.8.

Nilai gradien tiap konsentrasi

xv

27


DAFTAR GRAFIK

Halaman Grafik 4.1.

Grafik hubungan intensitas cahaya terhadap sudut

19

dengan panjang sampel 10 cm dengan variasi konsentrasi Grafik 4.2.

Grafik hubungan selisih posisi terhadap konsentrasi

22

dengan panjang sampel 10 cm Grafik 4.3.

Grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel

23

Grafik 4.4.

Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan

24

konsentrasi 0,5 gr/mL dengan variasi panjang sampel Grafik 4.5.

Grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang

26

sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL Grafik 4.6.

Grafik hubungan gradien terhadap konsentrasi

xvi

27


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 ⎞ ⎛ derajat ⎟⎟ sampai 112,7 relatif sebesar 52,7 ⎜⎜ ⎝ dm gr 100mL ⎠

⎞ ⎛ derajat ⎟⎟ . Nilai ⎜⎜ ⎝ dm gr 100mL ⎠

spesifikasi putaran optik diukur pada suhu 20o C dan Sodium D Line dengan panjang gelombang 589 nm digunakan sebagai sumber cahaya [Hill, 1976]. Berkaitan dengan hal tersebut, dalam skripsi ini telah

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


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.


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.


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.


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


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


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


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. A = Ao cosθ

.............................................................

(2.1)

dengan A adalah amplitudo yang diteruskan dari analisator Ao adalah amplitudo dari cahaya polarisasi. 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 (I ) yang diteruskan analisator akan mengikuti persamaan 2.2.: I = I o cos 2 θ

.............................................................

(2.2)

dengan I o adalah intensitas cahaya polarisasi 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 I o dilewatkan ke penganalisa. Bila bidang getar cahaya polarisasi dengan sumbu analisator membentuk sudut sebesar θ , maka intensitas cahaya yang diteruskan oleh analisator


sebesar I . Jadi intensitas cahaya sebesar I terjadi pada saat sudut sebesar

θ dari intensitas cahaya polarisasi sebesar I o [Rossi, 1957]. 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. intensitas 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0

45

90

135

180

225

270

315

360

405

450

495

540

585

Gambar 2.4. Besarnya Intensitas I pada sudut θ

630

675 sudut

720


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].


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].


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 q dan panjang sampel sebesar l . Selain konsentrasi larutan dan panjang sampel, terputarnya bidang cahaya polarisasi dipengaruhi juga dari jenis bahannya. Bidang cahaya polarisasi yang dilewatkan pada jenis bahan tertentu α akan mengalami perputaran sebesar β dikarenakan oleh konsentrasi larutan bahan q dan panjang sampel l [Phywe, 1986]. Besarnya bidang cahaya polarisasi yang dilewatkan sampel akan mengikuti Persamaan 2.3.


β = αql

……………………………………………….. (2.3)

dengan α adalah jenis spesifikasi putaran optik pada bahan β adalah sudut perputaran optik q adalah konsentrasi larutan l adalah panjang tempat sampel

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].


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 633 nm . 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


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.

Sampel

Detektor Cahaya

Laser He-Ne Polarisator

Analisator

Komputer

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


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.


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.

intensitas 9000 8000 7000 6000 sebelum dilew atka n sampel

5000 4000

sesudah dilew atka n sampel

3000 2000 1000 0 0

45

90

135

180

225

270

315

360

405

450

Gambar 3.2.Contoh data eksperimen

495

540

585

630 675 sudut

720


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 intensitas

(lux)

9000

8000 7000

6000 NON SAMPEL 5000

0.5 gr/ml 1 gr/ml

4000

1.5 gr/ml 2 gr/ml

3000

2000 1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

sudut

750

(derajat)

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


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

Posisi

Posisi

Posisi

Posisi

Intensitas

Intensitas

Intensitas

Intensitas

terendah I

terendah II

terendah III

terendah IV

(derajat)

(derajat)

(derajat)

(derajat)

Sebelum dilewatkan Sampel

90,5

270,7

450,5

630,6

Dilewatkan sampel 0,5

112,5

291,4

470,6

649,6


129,7

309,2

488,6

667,9


137,3

316,6

496,4

675,8


144,0

323,0

501,5

679,1

Konsentrasi (gr/mL)

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.


Tabel 4.2. Nilai pergeseran pola intensitas cahaya dengan panjang sampel 10 cm

Intensitas

Intensitas

Intensitas

Intensitas

terendah I

terendah II

terendah III

terendah IV

(derajat)

(derajat)

(derajat)

(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

konsentrasi

Rata- Rata (derajat)

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

Nilai selisih posisi

(gr/mL)

(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.


selisih posisi (derajat) 60

Grafik hubungan selisih posisi terhadap konsentrasi

selisih posisi= (20,0

4,0) *konsentrasi+(13,8

5,5)

45

30

15 0.5

1

1.5

konsentrasi (gr/mL)

2

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


Dari tabel 4.4. dibuat grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel, tertampil pada grafik 4.3.

gradien (derajat/(gr/mL)) 60

Grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel

50 gradien= (1,69

0,01)*panjang sampel+(3,43

0,40)

40

30

20

10 10

15

20

25 30 panjang sampel (cm)

Grafik 4.3. Grafik hubungan gradien terhadap panjang sampel

Grafik 4.3. Grafik hubungan gradien terhadap panjang tempat ⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . sampel. Didapatkan nilai gradien garis (1,69 ± 0,01) ⎜⎜ ⎝ cm gr mL ⎠

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.


Grafik hubungan intensitas terhadap sudut

intensitas (lux) 9000

8000

7000

6000

non sampel

5000

10 cm 15 cm

4000

20cm 25 cm 3000

30 cm

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

sudut (derajat)

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.


Tabel 4.5. Nilai posisi intensitas cahaya terendah dari masing-masing panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL

Posisi

Posisi

Posisi

Posisi

Panjang sampel

Intensitas

Intensitas

Intensitas

Intensitas

(cm)

terendah I

terendah II

terendah III

terendah IV

(derajat)

(derajat)

(derajat)

(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

Intensitas

Intensitas

Intensitas

Intensitas

terendah I

terendah II

terendah III

terendah IV

(derajat)

(derajat)

(derajat)

(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

Panajang Sampel (cm)

Rata Rata (derajat)


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

Nilai selisih posisi

(cm)

(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 (derajat) 70

60 selisih posisi= (2,43 0,03)*panjang sampel-(3,62

0,66)

50

40

30

20 10

15

20

25 30 panjang sampel (cm)

Grafik 4.5. Grafik hubungan selisih posisi terhadap panjang sampel dengan konsentrasi 0,5 gr/mL


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

gradien

(gr/mL)

(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. gradien (derajat/cm)

Grafik hubungan gradien terhadap konsentrasi

6

5

gradien= (1,68

0,38)*konsentrasi+(1,85 0,52)

4

3

2 0.5

1

1.5

konsentrasi (gr/mL)

Grafik 4.6. Grafik hubungan gradien terhadap konsentrasi

2


Grafik 4.6. grafik hubungan gradien terhadap panjang tempat ⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ sebagai sampel. Didapatkan nilai gradien garis (1,68 ± 0,3 8) ⎜⎜ ⎝ cm gr mL ⎠

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 ⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ pada gula dari hasil pengukuran sebesar (303,4 ± 68,6) ⎜⎜ ⎝ cm gr mL ⎠ ⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . sebanding dengan (30,3 ± 6,8) ⎜⎜ ⎝ dm gr 100mL ⎠

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


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


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 cos 2 θ . Dari grafik diperlihatkan bahwa nilai intensitas cahaya

dipengaruhi oleh sudut 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.


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.


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 ⎛ derajat ⎞ konsentrasi 0,5 gr/mL sebesar (2,43 ± 0,03) ⎜ ⎟. ⎝ cm ⎠ 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 ⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . (1,68 ± 0,38 ) ⎜⎜ ⎝ cm gr mL ⎠

Dari pengukuran didapatkan nilai spesifikasi putaran optik relatif dari gula sebesar

⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . Pengukuran nilai (30,3 ± 6,8) ⎜⎜ dm gr 100 mL ⎝ ⎠


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 52,7

⎛ derajat ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ sampai 112,7 ⎝ dm gr 100mL ⎠

⎛ derajat ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ . ⎝ dm gr 100mL ⎠

Nilai standar spesifikasi putaran optik gula diukur pada suhu 20o C dan

Sodium D Line dengan panjang gelombang 589 nm sebagai sumber cahaya [Hill, 1976].


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

⎛ derajat ⎞ ⎟⎟ . (30,3 ± 6,8) ⎜⎜ ⎝ dm gr 100mL ⎠

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


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


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 intensitas

(lux)

9000

8000 7000


0.5 gr/ml 1 gr/ml 1.5 gr/ml

4000

2 gr/ml 3000

2000 1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

Grafik A.1. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan panjang tempat sampel 10 cm menggunakan variasi konsentrasi

36

650

700

sudut

750

(derajat)


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 intensitas (lux) 9000

8000

7000

6000

5000

NON SAMPEL 0.5 gr/ml 1 gr/ml

4000

1.5 gr/ml 2 gr/ml

3000

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650 sudut


700 750 (derajat)



Grafik hubungan intensitas terhadap sudut intensitas

(lux)

9000

8000

7000

6000


0.5 gr/ml 1 gr/ml

3000

1.5 gr/ml 2 gr/ml

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

sudut


750

(derajat)



Grafik hubungan intensitas terhadap sudut intensitas (lux) 9000

8000

7000

6000

5000

NON SAMPEL 0.5 gr/ml 1 gr/ml

4000

1.5 gr/ml 2 gr/ml

3000

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

sudut


750

(derajat)





8000

7000

6000

5000 NON SAMPEL

4000

0.5 gr/ml 1 gr/ml

3000

1.5 gr/ml 2 gr/ml

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

sudut


750

(derajat)

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.



8000

7000

6000

non sampel

5000

10 cm 15 cm

4000

20cm 25 cm 3000

30 cm

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

sudut (derajat)

Grafik B.1. Grafik hubungan intensitas terhadap sudut dengan konsentrasi 0,5 gr/mL menggunakan variasi panjang sampel


Grafik hubungan intensitas I terhadap sudut θ dengan konsentrasi 1,0 gr/mL menggunakan variasi panjang sampel, tertampil pada Grafik B.2.

intensitas


(lux)

9000

8000

7000

6000

5000 non sampel 10 cm

4000

15 cm 20 cm

3000

25 cm 30 cm

2000

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

sudut


750

(derajat)



intensitas


(lux)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

non sampel 10 cm

3000

15 cm 20 cm

2000

25 cm 30 cm

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

sudut


700

750

(derajat)



intensitas

grafik hubungan intensitas terhadap sudut

(lux)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

non sampel 10 cm

3000

15 cm 20 cm

2000

25 cm 30 cm

1000

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

sudut

700

(derajat)


750

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:

y = mx + b dengan y adalah variabel terikat. x adalah variabel bebas. m adalah kemiringan garis. b adalah perpotongan garis dengan sumbu vertikal. Persamaan untuk mentukan nilai kemiringan garis ( m ) dan garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( b ):

m= b=

N ∑ xy − ∑ x ∑ y N ∑ x 2 − (∑ x) 2

∑ x 2 ∑ y − ∑ x ∑ xy N ∑ x 2 − (∑ x) 2

Persamaan untuk mentukan nilai ralat kemiringan garis ( S m ) dan ralat garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( S b ):

Sm =

Sb =

Nσ 2

N ∑ x 2 − (∑ x )

2

σ 2 ∑ x2 N ∑ x 2 − (∑ xi )

2

dengan :

σ2 =

1 N ∑ (mxi + b − y) N 1

N = jumlah data

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 :

β = αql dengan β adalah sudut putaran optik. α adalah jenis spesifikasi putaran optik. q adalah konsentrasi larutan. l adalah panjang tempat sampel Persamaan garis :

β = αlq + b Nilai kemiringan garis ( m ) dengan panjang tempat sampel tetap:

m=

N ∑ q i β i − ∑ qi ∑ β i N ∑ qi2 − (∑ q i ) 2

Nilai garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( b ) dengan panjang tempat sampel tetap: b=

∑ qi2 ∑ β i − ∑ qi ∑ qi β i N ∑ qi2 − ( ∑ qi ) 2

Nilai ralat kemiringan garis ( S m ) dengan panjang tempat sampel tetap :

Nσ 2 Sm = 2 N ∑ q i2 − (∑ q i ) Nilai ralat garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( S b ) dengan panjang tempat sampel tetap:

Sb =

σ 2 ∑ q i2

N ∑ q i2 − (∑ q i )

2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47 dengan :

σ2 =

1 N ∑ (mqi + b − βi ) N 1

Persamaan garis :

β = αql + b Nilai kemiringan garis ( m ) dengan konsentrasi tetap:

N ∑ li β i − ∑ li ∑ β i N ∑ li2 − ( ∑l i ) 2

m=

Nilai garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( b ) dengan konsentrasi tetap:

b=

∑ li2 ∑ β i − ∑ li ∑ li β i N ∑ li2 − (∑ li ) 2

Nilai ralat kemiringan garis ( S m ) dengan konsentrasi tetap:

Nσ 2 Sm = 2 N ∑ li2 − (∑ li ) Nilai ralat garis perpotongan dengan sumbu vertikal ( S b ) konsentrasi tetap:

Sb =

σ 2 ∑ l i2

N ∑ l i2 − (∑ l i )

2

dengan :

1 N σ = ∑ (mli + b − βi ) N 1 2

dengan

PENGUKURAN AKTIVITAS OPTIK PADA LARUTAN GULA

Recommend Documents