bab i, bab ii, bab ii, bab v dan daftar pustaka
TRANSCRIPT
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari tidak lepas dari pengaruh cahaya. Cahaya ada dua macam
yaitu cahaya polikromatik dan monokromatik. Pada cahaya polikromatik adalah cahaya yang
memiliki banyak warna. Selain itu cahaya juga memiliki sifat-sifat seperti gelombang seperti
difraksi dan interferensi. Difraksi adalah gejala penyebaran arah yang dilalui oleh seberkas
gelombang cahaya ketika melalui celah sempit. Apabila celah sempit lebih kecil dari panjang
gelombang, maka gelombang akan mengalami difraksi. Sedangkan jika celah lebih besar dari
panjang gelombang , maka tidak terjadi gejala difraksi.
Untuk dapat mengamati garis spectrum warna yang terbentuk maka digunakan alat
spectrometer. Data yang akan didapatkan nantinya adalah besarnya sudut telihatnya spectrum dan
warna spectrum yang dapat teramati. Besarnya susut difraksi dapat dilihat dengan merotasikan
teropong melalui beberapa sudut . sehingga dengan sudut datang yang berbeda akan dapat diketahui
besarnya jarak antar celah (d) dalam kisi.
Pemahaman tentang gejala difraksi pada cahaya tidak cukup melalui teori saja. Dengan
dilakukanya eksperimen fisika tentang gejala difraksi dan dapat mengetahui cara kerja spekrometer.
Sehingga akan diperoleh kesesuaian antara teori yang didapat dengan praktik yang dilakukan.
Peristiwa yang terjadi akibat sebuah gelombang cahaya melewati kisi contohnya adalah
difraksi dan interfernsi. Apabila gelombang cahaya melalui sebuah celah, maka titik yang terdapat
pada celah tersebut berfungsi sebagai sumber gelombang sekunder.
1.2 Tujuan percobaan
1. Untuk mengetahui indeks bias larutan.
2. Untuk mengetahui nilai konsentrasi larutan gula (mol).
3. Untuk mengetahui cara kerja refraktometer Abbe.
BAB II
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
Dasar Teori
Bedasarkan pengalaman seberkas cahaya yang lewat pada sudut miring dari satu medium ke
medium lainnya . katakanlah dari udara ke air, mengalamai defleksi diantara dua permukaan
medium. Pembengkokan sinar ketika melewati satu medium ke medium lainnya yang berbeda
disebut dengan refraksi, dan hal ini bertanggung jawab atas terjadinya efek akrab seperti distorsi
benda terlihat sebagian terendal di dalam air.
Ketika sinar pergi dari udara ke dalam air sepanjang normal terhadap permukaan antara
mereka, itu hanya terus di sepanjang jalan yang sama. Namun, ketika memasuki air di setiap sudut
lain, dibengkokkan ke arah normal. jalan yang reversibel, sehingga sinar yang muncul dari air
dibengkokkan jauh dari normal karena memasuki udara.
Refraksi terjadi karena perjalanan cahaya pada kecepatan yang berbeda di dua media. mari
kita lihat apa yang terjadi pada bidang gelombang datang AB. ketika melewati pada sudut miring
dari media di mana kecepatan adalah v1 ke sebuah medium di mana kecepatan adalah v2, di mana v2
kurang dari v1. pada t = 0 gelombang datang AB hanya datang dalam kontak dengan penghubung
antara dua media. setelah waktu t, akhir B dari muka gelombang mencapai permukaan di c, dan
geloimbang sekunder dalam medium pertama. dan jarak AD lebih pendek dari SM. muka
gelombang dibiaskan sesuai bergerak ke arah yang berbeda dari muka gelombang insiden.
Sudut i antara gelombang datang yang mendekat dan antarmuka antara dua media yang
disebut sudut datang dari gelombang datang, dan r sudut antara muka gelombang surut dan
antarmuka telah melewati disebut sudut bias.
= dan = ………………………………………………...(2-1)
Karena BC = v1t dan AD = v2t
……………….………………………………………..(2-2)
Dan jadi kita punya
…………………………...…………………………………….(2-3)
Hasil ini begitu berguna diketahui sebagai hokum snell setelah menemukan, tujuh belas abad
astronomi belanda wilebrord snell. Itu berbunyi “rasio sinus dari sudut datang dan refraksi adalah
sama dengan rasio kecepatan cahaya dalam dua media”. Refraksi, seperti refleksi dapat
digambarkan dengan ketentuan model sinar dari cahaya.
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
Mengapa cahaya perjalanan lebih lambat dalam medium materi daripada di ruang hampa ?
medium terdiri dari atom yang mengandung elektron. ketika gelombang cahaya tiba di atom
elektron menyerap energi dari gelombang ketika mereka mulai berosilasi pada frekuensi yang sama.
osilasi ini kemudian kembali memancarkan gelombang cahaya dengan frekuensi ini. Karena inersia
dari elektron dan karena mereka terikat untuk atom, osilasi mereka tertinggal sedikit di belakang
dari gelombang yang masuk. hasilnya adalah kecepatan gelombang dalam medium yang kurang
dari kecepatan dalam ruang bebas.
Refraksi tidak terbatas pada gelombang cahaya. contoh mencolok refraksi dapat diamati
pada gelombang air yang mendekati pantai yang landai. terlepas dari arah gelombang di perairan
terbuka, arah mereka menjadi lebih dan lebih tegak lurus terhadap garis pantai karena mereka
datang lebih dekat. alasannya adalah bahwa kecepatan gelombang air berkurang di perairan dangkal
karena gesekan dengan bagian bawah, sehingga muka gelombang bergerak menuju ke pantai yang
semakin dipengaruhi oleh perubahan kecepatan dan ayunan sekitar sampai sejajar dengan pantai.
Rasio diantara kecepatan dari cahaya c di ruang beabs dan kecepatan v di sebuah medium
padat disebut dengan indeks refraksi dari medium. Semakin besar indeks dari refraksi, semakin
besar pembelokan dari sinar cahaya yang terbiaskan masuk kedalam atau menjauhi medium.
Symbol untuk indeks refraksi adalah n, jadi
…………………………………………………………………….(2-4)
Index refraction =
Ini hal mudah untuk kembali menulis hokum snell dengan ketentuan indeks refraksi n1 dan
n2 dari dua media berturut. Di dalam medium kecepatan cahaya masing-masing
and …………………………………………………(2-5)
Dan juga hokum snell menjadi
…………………………………………..………(2-6)
Ini selalu tertulis didalam bentuk
……………………………………………………….(2-7)
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
Indeks bias medium tergantung sampai batas tertentu pada frekuensi cahaya yang terlibat,
dengan frekuensi tertinggi memiliki nilai tertinggi n. di kaca biasa indeks bias untuk cahaya violet
adalah sekitar satu persen lebih besar dari itu untuk lampu merah, misalnya. karena indeks bias
yang berbeda berarti tingkat yang berbeda defleksi ketika sinar memasuki atau meninggalkan
media, sinar yang mengandung lebih dari satu frekuensi dibagi menjadi angka yang sesuai balok
berbeda ketika dibiaskan. efek ini, disebut dispersi.
Fenomena menarik yang dikenal refleksi total yang dapat terjadi ketika cahaya melewati
dari satu medium ke lainnya yang memiliki indeks bias lebih rendah, misalnya dari air atau kaca
untuk udara. dalam hal ini sudut bias lebih besar dari sudut insiden, dan sinar cahaya dibengkokkan
jauh dari normal. sebagai sudut insiden meningkat, sudut tertentu ic kritis tercapai dimana teh dua
media dan tidak bisa melarikan diri. sinar mendekati batas pada sudut datang lebih besar dari sudut
kritis dipantulkan kembali ke dalam media itu berasal dari, dengan malaikat refleksi yang sama
dengan sudut datang seperti dalam contoh lain dari refleksi.
Untuk menemukan nilai dari sudut kritis, kita tentukan i = ic dan r = 90θ dalam hukum snell,
dan kita dapatkan, karena sin 90θ = 1,
n1 sin ic = n2 sin 90θ
sin ic =
untuk sebuah sinar dari air menuju udara,
sin ic =
ic = 49θ
(Arthur Beiser)
Hal ini juga diketahui bahwa antar cahaya yang bengkok ketika mereka melwati batas antara
dua zat. Dalam bab 10 kita belajar bahwa efek ini disebut reraksi. Refraksi terjadi karena kecepatan
cahaya melwata dua jenis medium yang berbeda. (sifat dari medium yang memperlambat kecepatan
cahaya disebut densitas optic, dan secara umum itu berhubungan dengan massa jenis. Nilai standard
untuk c di bab sebelumnya adalah kecepatan cahaya pada medium vakum, hal ini lebih lambat dari
medium fisik.
Di bab 10 kita ditunjukkan bagaimana refraksi terjadi, menggunakan model gelombang dating.
Seperti gelombang dating mendekati batas antara dua media. Umumnya nilai khusus seperti air dan kaca
berada pada nilai di antara 1.3 sampai 1.6, tapi bisa sangat tinggi untuk sifat transparan seperti batu
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
permata. Untuk nilai n dari udara hamper mendekati 1. Beberapa contoh dari indeks bias refraksi tertera
pada table 2.1
Material N
Permata 2.42
Udara 1.00
Gliserin 1.47
(Tabel 2.1)
Frekuensi dari gelombang cahaya tetap konstan ketika cahaya melalui sebuah batas diantara
medium dari indeks bias dari refraksi. Gelombang menjadi lebih dekat ke garis normal ketika
melewati medium yang lebih rapat, tapi frekuensi dari osilasi tidak berubah. Oleh karena itu
panjang gelombang harus dirubah menjadi dengan hubungan
……………………………………………….….……. (2-8)
𝝺n = ……………………………………………………....(2-9)
Dimana 𝝺n adalah panjang gelombang di dalam medium dengan indeks refraksi n, dan 𝝺 adalah
panjang gelombang di dalam vakum, dimana kecepatan cahaya adalah c.
Kita mempelajari di bab 10 sudut refraksi berhubungan dengan sudut datang (dimana
keduanya didefinisikan sebagai sudut dari tegak lurus ke permukaan) hubungan ini disebut dengan
hokum snell. Jika kita mendefinisikan θ1 dan θ2 dimana sudut diantara sinar yang masuk dan keluar
dan tegak lurus terhadap permukaan antara media yang indeks bias adalah n1 dan n2, kemudian kita
mempunyai
n1 = n2 …………………………………………….……..(2-10)
Hubungan ini berlaku untuk perjalanan cahaya di kedua arah melintasi batas antara media dengan
indeks bias yang berbeda. Kita hanya perlu ingat bahwa sudut lebih kecil dalam medium dengan
kerapatan optik yang lebih tinggi. Karenanya, cahaya melewati kaca jendela sebenarnya
membungkuk dua kali, sekali saat memasuki kaca dan sekali setelah meninggalkan itu, dan, saat
melewati, arahnya lebih hampir tegak lurus terhadap bidang panel daripada di udara di kedua
samping. Sinar keluar meninggalkan kaca setelah menjalani kedua refraksi sejajar dengan sinar
yang masuk , tapi tidak pada tempatnya.
Ketika cahaya mengenai permukaan mengalami refleksi, sama hukumnya sederhana, sekali
lagi seperti yang dibahas dalam bab 10. Sudut dari refleksi selalu sama dengan sudut datang,
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
dimana keduanya dihitung sehubungan dengan tegak lurus terhadap permukaan refleksi..
Selanjutnya kita punya
…………………………………………………………..……(2-11)
Dimana ini di ketahui sebagai hokum dari refraksi.
Dua persamaan sederhana, dimana persamaan (2-3) dan (2-4), rumus dasar dari analisi
system optic. Kompleksitas utama yang ikut bermain muncul ketika permukaan melengkung,
daripada permukaan pesawat, yang digunakan untuk refleksi dan refraksi.
(Theodore P. Snow)
Sebelumnya kita telah mencatat fakta perjalanan cahaya di garis lurus dalam medium
homogens. Ketika cahaya adalah insiden pada permukaan batas, beberapa cahaya tercermin.
Beberapa dari cahaya juga diserap. Tetapi dalam banyak zat transparan sebagian besar cahaya
menembus materi dan muncul di sisi lain, seperti, misalnya, dalam kasus piring kaca.
Gelombang cahaya (atau sinar) yang memasuki medium lain miring akan menjalani
perubahan mendadak dalam arah jika kecepatan gelombang dalam medium kedua adalah berbeda
dari yang di pertama. ini membungkuk jalan cahaya disebut refraksi.
Pensil dicelupkan miring melalui permukaan air tampaknya menjadi bengkok tajam di mana
memasuki air. koin sehingga ditempatkan di bagian bawah cangkir untuk disembunyikan oleh sisi
cangkir mungkin menjadi terlihat ketika gelas yang sudah diisi dengan air. obyek tampak diperbesar
dan terdistorsi bila dilihat melalui permukaan melengkung botol ini adalah contoh dari pembiasan
cahaya saat melewati dari satu material ke yang lain hukum sederhana refraksi memungkinkan
pembangunan lensa untuk kacamata, bantu, kamera, teleskop, dan mikroskop, yang memperpanjang
kegunaan dari mata kita.
Refraksi. dianggap kasus yang paling sederhana refraksi, yaitu gelombang pesawat
pertemuan permukaan pesawat. AB merupakan gelombang pesawat maju, OA dan PB adalah sinar
normal terhadap gelombang depan, dan NA adalah normal terhadap permukaan media pada A. arah
insiden sinar OA didefinisikan oleh angele kejadian i, yang membuat dengan NA normal. pesawat
berisi sinar insiden dan normal ke permukaan disebut bidang kejadian. r sudut antara sinar
dibiaskan AC dan normal disebut sudut bias. sinar insiden, sinar bias, dan normal terhadap terletak
permukaan pada bidang yang sama.
Refraksi dapat dijelaskan berdasarkan teori gelombang cukup sederhana. Biarkan SS '
mewakili permukaan batas antara dua bahan optik dan AB gelombang pesawat dua bahan optik dan
AB depan gelombang pesawat di media pertama di instan salah satu ujung balok memasuki medium
kedua. Panjang gelombnag Huygen mulai dari A akan memindahkan AC jarak dalam medium
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
kedua dalam waktu yang sama bahwa gelombang bergerak membentuk B ke D dalam media
pertama. seperti aslinya wavefront AB pindah , panjang gelombang sekunder akan dimulai dari titik
yang berurutan , seperti A ' dan A " , pada permukaan SS ' di sebelah kanan A. ketika titik B dari
muka gelombang aslinya telah mencapai D , semua gelombang sekunder akan menyebar ke medium
kedua . Akan ada gelombang CD depan baru dalam medium kedua yang merupakan amplop semua
panjang gelombang sekunder. Karena gelombang perjalanan lebih lambat dalam medium kedua
dibandingkan yang pertama, maka gelombang baru CD tidak sejajar dengan muka gelombang AB
asli . cahaya telah dibiaskan. Garis putus-putus konstruksi menunjukkan bahwa gelombang akan
mencapai posisi C'D dalam waktu yang dipertimbangkan jika terus berlanjut.
Dari perhitungan tersebut kita menyadari ketika sinar dari cahaya melewati dari satu
material ke material lain dimana yang kecepatannya kurang dari material pertama, sinar itu
mendekati garis normal. Jika perjalanan cahaya dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat,
sinar akan menjauhi garis normal. Ini merepresentasikan akan keadaan dimana arah dari
perambatan cahaya terbalik.
Indeks dari refraksi. Setelah arah cahaya dating berubah dari satu medium ke medium lain
bedasarkan diatas kecepatan dari cahaya di dalam dua medium kita bisa menggunakan rasio dari
dua kecepatan yang dituangkan dalam persamaan pada refraksi. Sifat dari indeks suatu refraksi
bergantung pada setiap medium, mungkin didefinisikan sebagai rasion dari kecepatan v1 dalam
medium pertama ke dalam kecepatan v2 pada medium kedua
Dalam medium pertama ruang kosong, v1 menjadi kecepatan dari cahaya pada ruang
kosong. Indeks khusus dari refraksi untuk kasus ini disebut dengan indeks mutlak dari refraksi dan
kita akan menuangkannya dengan n tanpa garis.
Indeks relative dihubungkan dengan petunjuk mutlak dari dua medium ketika
dan . Selanjutnya
Hubungan diantara sudut dating I dan sudut refraksi r mungkin di tunjukkan menjadi
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
ketentuan dari petunjuk refraksi. Cahaya dari B ke D dalam medium pertama dalam waktu yang
sama 2 dan bergerak dari A ke C dalam medium ke dua. Maka
BD = v1 t dan AC = v2 t
Sehingga DA adalah garis tegak lurus ke An dan BA adalah garis tegak lurus ke AO, sudut
DAB = sudut I yang mana serupa dengan sudut ADC = sudut r
Dengan membaginya kita mendapatkan
Atau
Dan
Persamaan menggambarkan fakta , untuk sebuha gelombang dan sebuah medium , rasio dari
sinus dari sudut datang ke sudut refraksi adalah sebuah konstan, tidak bergantung kepada sudut
datang. Pernyataan ini dikembang oleg snell dan diketahui sebagai hukum snell
Nilai angka dari sebuah indeks refraksi adalah karakteristik dari dua medium, tetapi
bergantung juga pada gelombang jalan dari cahaya. Karena indeks dari refraksi dikhususkan tepat
hanya ketika gelombang dari cahaya statis. Selain yang dari disebutkan, sebuah indkes biasanya
untuk cahaya kuning. Indek mutlak dari refraksi untuk udara dibawah kondisi standard adalah
1.0002918 untuk cahaya memiliki gelombang panjang dengan garis S dari (5893 A). setelah itu
indeks mutlak n untuk udara begitu dekat dengan kesatuan, ini mengikuti untuk padat atau cair dari
indeks mutlak dan indeks relative dari udara berbeda hanya sedikit dan itu biasanya tidak
dibutuhkan mengganggu diantara mereka.
Pendangkalan dari efek refraksi. Ketika gelombang datang berbentuk bulat melewati dari
satu material ke lainnya dengan sebuah permukaan tempat, ketentuan gelombang datang berubah
dan ini secara umum tidak lagi bulat.
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
Untuk beberapa medium ketika kita melihat dari arah normal ke permukaan dari batas, rasio
dari kedalaman sesungguhnya dengan kedalaman yang kita lihat adalah indeks dari refraksi dari
suatu medium.
(Kenneth V. Manning)
Sebagai bagian 24,3 membahas, perjalanan cahaya melalui vakum pada kecepatan c = 3,00 x
108 m/s. juga dapat melakukan perjalanan melalui banyak bahan, seperti udara, air, dan kaca. atom
dalam material menyerap, reemit, dan menyebarkan cahaya, namun. Oleh karena itu, cahaya
perjalanan melalui materi pada kecepatan yang kurang dari c, kecepatan yang sebenarnya
tergantung pada sifat material. secara umum, kita akan melihat bahwa perubahan kecepatan sebagai
sinar cahaya berjalan dari satu material ke yang lain menyebabkan sinar untuk menyimpang dari
arah insiden tersebut. perubahan dalam arah disebut refraksi. untuk menggambarkan sejauh mana
kecepatan cahaya dalam medium materi berbeda dari yang dalam ruang hampa, kita menggunakan
parameter yang disebut indeks bias (atau indeks bias). indeks bias merupakan parameter penting
karena muncul dalam hukum snell tentang pembiasan, yang akan dibahas pada bagian berikutnya.
hukum merupakan dasar dari semua fenomena yang dibahas dalam bab ini.
Indeks refraksi dari sebuah materi adealah rasio dari kecepatan cahaya c dalam sebuah
vakum ke dalah kecepatan v dari cahaya dalam sebuah materi :
Nilai dari n lebih besar dari gabungan karena kecepatan cahaya dalam medium materi lebih
kecil dari di dalam vakum. Untuk contoh, indeks dari refraksi untuk permata adalah n = 2.419, jadi
kecepatan dari cahaya pada permata adalah v = c/n = (3.00 x 108 m/s)/2.419 = 1.24 x 108 m/s.
indeks refraksi untuk udara begitu dekat dengan kesatuan dimana nudara = 1 untuk beberapa tujuan.
Indeks refraksi bergantung sedikit pada panjang gelombang cahaya..
Ketika cahaya mengenai permukaan diantara dua materi yang tranparan, seperti udara dan
air, cahaya secara umum membagi dua bagian. Bagian pertama cahya mengalamai refleksi, dengan
sudut refleksi sama dengan sudut sinar dtang. Sisanya bertransmisi melalui permukaan. Jika sinar
datang tidak mengenai permukaan dengan garis normal maka sinar di teruskan dengan arah yang
berbeda dari sinar datang. Ketika sinar memasuki materi kedua dan berganti arah, maka dikatakan
dia mengalami refraksi dan memiliki sifat diantaranya ;
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
1. Ketika cahya melalui dari medium dimana indeks relatifnya lebih kecil dan medium
yang dituju lebih besar, sinar refraksi akan mendekati garis normal.
2. Ketika cahya melalui dari medium dimana indeks relatifnya lebih besar dan medium
yang dituju lebih keci, sinar refraksi akan menjauhi garis normal.
Dua kemungkinan ini hokum dari refraksi yang saling bertolak belakang. Maka, sinar yang yang
datang dapat dibalikkan dengan keadaan sinar yang diteruskan. Sinar yang di refleksika berada pada
air daripada udara.
Sudat datang, refraksi dan refleksi dihitung relative terhadap normal. Dengan catatan indeks
refraksi dari udara dinamakan n1 dimana indeks ke dua dinamakan n2., karena semua penamaan kita
seusaikan dengan sudut dari sinar pada medium dan semua variable dihubngkan dengan sinar
refraksi.
Sudut refraksi θ2 bergantung pada sudut datang θ1 dab pada indeks dari refraksi n1 dan n2
dari kedua medium. Hubungan diantara keduanya diketahui sebagai hukum snell refraksi, setelah
matematikawan belanda willebrord snell (1591-1626), yang menemukan eksperimen.
Hukum refraksi snell, ketika cahaya melalui dari suatu materi dengan indeks refraksi n1
kedalam sebuah materi dengan indeks refraksi n2, sinar refraksi, sinar datang, dan garis normal
terhadapat permukaaan diantara dua materi yang sama. Sudut refraksi θ2 berhubungan dengan sudut
datang θ1 dengan rumus
n1 = n2
Kita telah melihat bahwa refleksi dan refraksi gelombang cahaya terjadi secara bersamaan
pada antarmuka antara dua bahan transparan. Penting untuk diingat bahwa gelombang cahaya
terdiri dari sebuah medan magnet listrik, yang membawa energi. prinsip pada konservasi energi
menunjukkan bahwa energi tercermin ditambah energi dibiaskan harus menambahkan hingga sama
dengan energi yang dibawa oleh cahaya kejadian, asalkan tidak ada energi yang diserap oleh bahan.
Persentase kejadian dan indeks bias bahan di kedua sisi intereface tersebut. Misalnya, ketika
perjalanan cahaya dari udara menuju air pada kejadian perpedicular, sebagian besar energi
dibiaskan dan sedikit yang tercermin. Tetapi ketika sudut insiden hampir 90 dan cahaya nyaris
merumput air suatu malam hujan, Anda mungkin telah mengalami silau menjengkelkan yang terjadi
ketika cahaya dari mobil yang melaju hanya merumput jalan basah. dalam kondisi seperti itu,
sebagian besar energi cahaya mencerminkan ke mata.
Hukum snell dapat diturunkan dengan mempertimbangkan apa yang terjadi pada front
gelombang ketika cahaya melewati dari satu medium ke yang lain. luight menyebarkan dari
medium 1, di mana kecepatan relatif besar, ke medium 2, di mana kecepatan lebih kecil, sehingga
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
n1 kurang dari n2. gelombang tegak lurus terhadap insiden tersebut dan dibiaskan sinar. karena
bagian depannya masing-masing gelombang yang menembus mereka dalam medium 1. Sejalan itu,
sinar bias dalam medium 2 dibengkokkan ke arah normal, seperti yang ditunjukkan gambar.
Meskipun insiden dan dibiaskan gelombang memiliki kecepatan yang berbeda, mereka
memiliki frekuensi yang sama f. fakta bahwa frekuensi tidak berubah dapat dipahami dalam hal
mekanisme atom yang mendasari timbulnya gelombang dibiaskan. ketika gelombang
elektromagnetik menyerang permukaan, medan listrik berosilasi memaksa elektron dalam molekul
medium 2 untuk berosilasi pada frekuensi yang sama dengan gelombang. elektron mempercepat
berperilaku seperti antena atom yang memancarkan "ekstra" gelombang elektromagnetik. yang
menggabungkan dengan gelombang asli. gelombang elektromagnetik bersih dalam media 2 adalah
superposisi dari gelombang asli ditambah ekstra memancarkan gelombang, dan itu adalah
superposisi ini yang constitues gelombang dibiaskan, karena gelombang ekstra juga memiliki
frekuensi yang sama teh sebagai gelombang aslinya.
Ketika cahaya melewati dari medium indeks bias lebih besar menjadi salah satu bias lebih
kecil indeks-misalnya, dari air ke udara dibiaskan tikungan sinar jauh dari normal. sebagai sudut
insiden meningkatkan sudut bias juga meningkat. ketika sudut insiden mencapai nilai tertentu, yang
disebut sudut kritis pembiasan sudut adalah 90. maka dibiaskan poin sinar sepanjang permukaan.
ketika sudut insiden melebihi sudut kritis seperti pada bagian c di gambar, tidak ada dibiaskan
cahaya. semua cahaya datang dipantulkan kembali ke dalam media dari mana ia datang, fenomena
yang disebut refleksi internal total. refleksi internal total hanya terjadi ketika cahaya perjalanan dari
media-indeks yang lebih tinggi menuju menengah indeks lebih rendah.
(John D. Cutnell)
Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar/ konsentrasi bahan
terlarut. Misalnya gula, garam, protein, dsb. Prinsip kerja dari refraktometer sesuai dengan namanya
adalah memanfaatkan refraksi cahaya. Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernest Abbe seorang
ilmuan dari German pada permulaan abad 20
Indeks bias adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya
dalam zat tersebut. Indeks bias berfungsi untuk identifikasi zat kemurnian, suhu pengukuran
dilakukan pada suhu 20oC dan suhu tersebut harus benar-benar diatur dan dipertahankan karena
sangat mempengaruhi indeks bias. Harga indeks bias dinyatakan dalam farmakope Indonesia edisi
empat dinyatakan garis (D) cahaya natrium pada panjang gelombang 589,0 nm dan 589,6 nm.
Umumnya alat dirancang untuk digunakan dengan cahaya putih. Alat yang digunakan untuk
mengukur indeks bias adalah refraktometer ABBE. Untuk mencapai kestabilan, alat harus
dikalibrasi dengan menggunakan plat glass standart
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
Refraktometer Abbe adalah refraktometer untuk mengukur indeks bias cairan, padatan
dalam cairan atau serbuk dengan indeks bias dari 1,300 sampai 1,700 dan persentase padatan 0
sampai 95%, alat untuk menentukan indeks bias minyak, lemak, gelas optis, larutan gula, dan
sebagainnya, indeks bias antara 1,300 dan 1,700.
Indeks refraksi larutan gula tergantung jumlah zat-zat yang terlarut, dan densitas suatu zat
cair, meskipun demikian dapat digunakan untuk mengukur kandungan gula. Cara ini valid untuk
pengukuran gula murni, karena adanya zat selain gula mempengaruhi refraksi terhadap sukrosa.
Oleh sebab itu, pengukuran indeks refraksi dapat digunakan untuk memperkirakan penentuan
kandungan zat kering larutan terutama sukrosa.
Faktor-faktor penting yang harus diperhitungkan pada semua pengukuran refraksi ialah
temperatur cairan dan jarak gelombang cahaya yang dipergunakan untuk mengukur n. Pengaruh
temperatur terhadap indeks bias gelas adalah sangat kecil, tetapi cukup besar terhadap cairan dan
terhadap kebanyakan bahan plastik yang perlu diketahui indeksnya. Karena pada suhu tinggi
kerapatan optik suatu zat itu berkurang, indeks biasnya akan berkurang. Perubahan per oC berkisar
antara 5.10-5 sampai 5.10-4. Pengukuran yang seksama sampai desimal yang ke-4 hanya berarti
apabila suhu diketahui dengan seksama pula.
(http://udin-reskiwahyudi.blogspot.com/2011/10/refraktometer.html)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan bahan
1 Refraktometer : sebagai alat ukur indeks bias dan konsentrasi larutan yang
terdiri dari :
a. Roda pengontrol : untuk mengontrol skal
b. Roda pengunci : untuk mengunci prisma
c. Roda dispersi : untuk menunjukkan skala indeks bias
d. Prisma diam : untuk meletakkan larutan
e. Prisma gerak : untuk penutup prisma diam
2. Illuminator : sebagai sumber tegangan untuk menghidupkan
refraktometer abbe
3. Beaker glass : sebagai tempat untuk larutan
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
4. Pipet tetes : untuk mengambil sampel dari beaker glass
5. Tissue : untuk membersihkan peralatan
Bahan :
1. Aquades : sebagai sampel
2. Air tebu : sebagai sampel
3. Yakult : sebagai sampel
4. Sirup Markisa : sebagai sampel
5. Sirup Kurnia : sebagai sampel
6. Scott’s emulsion : sebagai sampel
7. Susu cair cokelat : sebagai sampel
3.2 Prosedur Percobaan
1. Disiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan.
2. Dihubungkan refrakto dengan illuminator sebagai sumber tegangan AC.
3. Dipasang lampu 8V ke refraktometer dengan baik.
4. Diatur skala pada refraktometer sampai nol searah jarum jam.
5. Dibersihkan kedua prisma dengan menggunakan tissue.
6. Diteteskan sampel tepat pada permukaan prisma dan tidak mengenai tepi dari
prisma.
7. Dikunci roda pengunci pada refraktometer.
8. Diputar roda dispersi untuk menentukan indeks bias,sampai warna pada refrakto
menjadi dua warna.
9. Diamati skala pada refraktometer.
10. Ditentukan indeks bias larutan dan konsentrasi larutan.
11. Dicatat hasil yang diperoleh.
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Indeks bias larutan dalam praktikum adalah :
Air tebu :
1. Ujung :1,358
2. Tengah :1,362
3. Pangakal :1,362
Sirup :
1. Sirup markisa :1,350
2. Sirup kurnia :1,350
Yakult :1,366
Scolt’s emultion :1,397Susu :
1.Putih :1,357
2.Coklat : 1,358
2. Nilai konsentrasi larutan gula (mol) adalah :
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
Air tebu :
1. Ujung :16,5
2. Tengah :19
3. Pangakal :19
Sirup :
1. Sirup markisa :11,5
2. Sirup kurnia : 6,5
Yakult :21,5
Scolt’s emultion : 39
Susu :
1. Putih : 15,5
2. Coklat : 16,5
3. Dalam percobaan maka cara kerja refraktometer abbe adalah :
1. Disiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan.
2. Dihubungkan refrakto dengan illuminator sebagai sumber tegangan AC.
3. Dipasang lampu 8V ke refraktometer dengan baik.
4. Diatur skala pada refraktometer sampai nol searah jarum jam.
5. Dibersihkan kedua prisma dengan menggunakan tissue.
6. Diteteskan sampel tepat pada permukaan prisma dan tidak mengenai tepi dari prisma.
7. Dikunci roda pengunci pada refraktometer.
8. Diputar roda dispersi untuk menentukan indeks bias,sampai warna pada refrakto menjadi
dua warna.
9. Diamati skala pada refraktometer.
10. Ditentukan indeks bias larutan dan konsentrasi larutan.
11. Dicatat hasil yang diperoleh.
5.2 Saran
1. Sebaiknya praktikan mengetahui terlebih dahulu prosedur dan fungsi alat praktikum.
2. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam menetesi sampel ke alat refraktometer.
3. Sebaiknya praktikan membersihkan tempat dan alat setelah selesai praktikum
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur. 1987. MODERN TECHNICAL PHYSICS. Addison-Wesley publishing: Canada
Halaman: 685-693.
Cutnell, John. 2010. INTRODUCTION TO PHYSICS. Asia: John Wiley and Sons.
Halaman: 796- 802.
Manning, Kenneth V.1959.COLLEGE PHYSICS. Japan: McGraw-Hill Book Company.
Halaman : 485 – 488.
Snow, Theodore P. 1986. PHYSICS. New York: West Publishing Company.
Halaman: 616- 620.
http://udin-reskiwahyudi.blogspot.com/2011/10/refraktometer.html
Tanggal akses : 01 Oktober 2013
Jam : 17.20
Medan, 27 September 2013
Asisten Praktikan
( Faisal G. Sibuea ) (Muhammad Balyan)
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1