Laporan Akhir Refraktometer ABBE

  • View
    221

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Laporan Akhir Refraktometer ABBE

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    1/32

    Laporan Akhir

    Fisika Eksperimen I BRefraktometer ABBE

    (Modul3)

    Nama : Luki Muhammad Azis

    NPM : 140310090016Jadwal Praktikum : Kamis, 7 April 2011

    Waktu : 15.00 - 17.00 WIB

    Asisten : Andre Hartanto

    Laboratorium Fisika Menengah

    Jurusan Fisika

    Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

    Universitas Padjadjaran2011

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    2/32

    Lembar Pengesahan

    Refraktometer ABBE(Modul3)

    Nama : Luki Muhammad Azis

    NPM : 140310090016

    Jadwal Praktikum : Kamis, 7 April 2011

    Waktu : 15.00 - 17.00 WIB

    Asisten : Andre Hartanto

    Jatinangor, 14 April 2011

    Asisten

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

    Speaken Lap. Awal Lap. Akhir

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    3/32

    I. Latar belakang

    Mata makhluk hiup dapat melihat tidak lain adalah dikarenakan benda benda

    tersebut memantulkan cahaya dan masuk ke dalam mata sehingga kita dapat melihat

    benda benda di sekitar kita. Cahaya memiliki banyak sifat yang dapat kita amati

    dalam kehidupan sehari hari. Pada percobaan kali ini kita akan mengamati peristiwa

    pembiasan cahaya (refraksi). Pembiasan adalah peristiwa pembelokan arah cahaya

    ketika melewati bidang batas anatara dua medium yang berbeda. Pembiasan cahay

    terjadi dikarenakan oleh perbedaan kecepatan cahaya di setiap medium berbeda.

    Kemampuan meium tersebut untuk memebiaskan cahaya disebut indeks bias. Untuk

    dapat mengetahui indeks bias suatu carian, kita akan menggunakan refraktometer

    ABBE.

    II. Identifikasi Masalah

    1. Indeks bias zat cair

    2. Cara kerja Refraktometer ABBE

    3.

    Pembiasan pada prisma

    4.

    Pengaruh suhu terhadap indeks bias.

    III. Tujuan percobaan

    1. Mempelajari prinsip kerja Refraktometer ABBE

    2. Mengukur indeks bias suatu cairan

    3. Mengetahui pengaruh suhu terhadap indeks bias

    4.

    Menentukan dispersi -

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    4/32

    IV. Teori Dasar

    4.1Pembiasan dan Indeks Bias

    Cahaya yang melalui bidang batas antara dua medium, akan mengalami

    perubahan arah rambat atau pembelokan. Peristiwa perubahan arah rambat cahaya dapat

    pada batas dua medium tersebut pada dasarnya disebabkan adanya perbedaan kecepatan

    merambat cahaya pada satu medium dengan medium yang lain. Peristiwa inilah yang

    disebut sebagai pembiasan cahaya (refraksi). Pembiasan cahaya berarti pembelokan

    arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks

    biasnya.

    Padaoptika eraoptik geometris,refraksicahaya yang dijabarkan denganHukum

    Snellius, terjadi bersamaan dengan refleksi gelombang cahaya tersebut, seperti yang

    dijelaskan olehpersamaan Fresnelpada masa transisi menuju eraoptik fisis.Tumbukan

    antaragelombang cahaya denganantarmuka duamedium menyebabkankecepatan fasa

    gelombang cahayaberubah.Panjang gelombang akan bertambah atau berkurang dengan

    frekuensi yang sama, karena sifat gelombang cahaya yang transversal (bukan

    longitudinal). Pengetahuan ini yang membawa kepada penemuan lensa dan refracting

    telescope. Refraksi di era optik fisis dijabarkan sebagai fenomena perubahan arah

    rambat gelombang yang tidak saja tergantung pada perubahan kecepatan, tetapi juga

    terjadi karena faktor-faktor lain yang disebutdifraksi dandispersi.

    Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan

    cahaya dalam ruanghampa udara dengancepat rambat cahayapada suatu medium.

    Secara matematis, indeks bias dapat ditulis:

    http://id.wikipedia.org/wiki/Optikahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_geometris&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Refleksihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_Fresnelhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_fisis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Antarmukahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kecepatan_fasa&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Transversal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Longitudinal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Lensahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_fisis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Difraksihttp://id.wikipedia.org/wiki/Dispersihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hampa_udarahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Cepat_rambat_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Cepat_rambat_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Hampa_udarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Dispersihttp://id.wikipedia.org/wiki/Difraksihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_fisis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Lensahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Longitudinal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Transversal&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kecepatan_fasa&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Antarmukahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_fisis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_Fresnelhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang_cahaya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Refleksihttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_geometris&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Optika
  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    5/32

    dimana:

    n = indeks bias

    c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa (299,792,458 meter/detik)

    vp= cepat rambat cahaya pada suatu medium

    Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 atau (n 1).

    Hukum Snellius adalah rumus matematika yang memerikan hubungan antara

    sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas

    antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Hukum Snellius

    menyebutkan bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang

    tergantung padamedium.Perumusan lain yang ekivalen adalah nisbah sudut datang dan

    sudut bias sama dengan nisbahkecepatan cahayapada keduamedium,yang sama

    dengan kebalikan nisbahindeks bias.Hukum Snellius disebut juga dengan hukum

    pembiasan.

    http://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Snells_law2.svghttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Medium
  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    6/32

    Pembiasan cahaya pada antarmuka antara dua medium dengan indeks bias berbeda,

    dengan n2> n1. Karena kecepatan cahaya lebih rendah di medium kedua (v2< v1), sudut

    bias 2 lebih kecil dari sudut datang 1; dengan kata lain, berkas di medium berindeks

    lebih tinggi lebih dekat ke garis normal.

    Perumusan matematis hukum Snellius adalah

    atau

    atau

    Lambang 1,2 merujuk pada sudut datang dan sudut bias, v1 dan v2 pada kecepatan

    cahayasinar datang dansinarbias. Lambang n1merujuk pada indeks bias medium yang

    dilalui sinar datang, sedangkan n2adalahindeks biasmedium yang dilaluisinarbias.

    Hukum Snellius dapat digunakan untuk menghitung sudut datang atau sudut bias, dan

    dalam eksperimen untuk menghitungindeks bias suatu bahan.

    http://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasan
  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    7/32

    4.2Refraktometer ABBE

    Gambar 1. Refraktometer ABBE

    Refraktometer merupakan alat untuk menentukkan indeks bias suatu medium.

    Sedangkan Refraktometer ABBE merupakan alat pengukur indeks bias suatu zat cair

    yang mempunyai indeks bias antara 1,3 dan 1,7.

    Prinsip kerja alat ini berdasarkan sudut kritis, dimana sudut kritis diantara dua

    medium adalah sudut datang sinar dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat

    yang menghasilkan sudut bias sama dengan 90.

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    8/32

    K1

    K2

    P

    P

    P

    P

    cermin

    Gambar 2.Skema Refraktometer ABBE

    Dari gambar skema refraktometer ABBE tersebut dapat kita ketahui bagian dari

    refraktometer tersebut. Refraktometer ABBE ini terdiri dari sebuah teleskop, dua prisma

    pembias P dan P dimana zat cair yang akan diukur indeks biasnya diletakkan antara

    kedua prisma ini, dua prisma amici K1 dan K2, dan cermin datar sebagai pemantul.

    System prisma K1dan K2terdiri dari masing-masing dari tiga prisma yang ditempelkan.

    System ini dinamakan kompensator yang berfungsi untuk menjadikan sinar

    polikromatik menjadi sinar monokromatik sebagai sumber cahaya.

    Cahaya kuning yang datang dari lampu natrium akan dipantulkan oleh cermin

    datar kemudian akan menuju prisma pembias pertama. Sinar pantul dari prisma pembias

    pertama tersebut akan menjadi sinar datang yang baru bagi prisma pembias kedua yang

    kemudian akan dipantulkan kembali ke prisma amici pertama dan kedua. Selanjutnya

    sinar yang keluar dari prisma amici kedua akan diterima oleh teleskop, sehingga kita

    dapat menentukkan harga indeks bias zat cair tersebut.

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    9/32

    Dalam percobaan ini kita akan melihat garis batas antar gelap dan terang.

    Dengan mengubah-ngubah kompensator sehingga garis batas dan gelap terlihat jelas

    dan tidak terdapat warna lagi, dengan garis batas gelap dan terang yang sangat jelas ini

    kita dapat menentukkan indeks bias dari zat cair yang ingin kita ketahui dengan melihat

    skala yang terdapat pada refraktometer.

    Mengukur indeks bias

    Apabila suatu bahan dengan indeks bias n ditempatkan pada gelas prisma yang

    indeks biasnya ngdan sudut biasnya A, dengan sudut prisma A sebesar 62. Untuk lebih

    jelasnya kita dapat melihat gambar di bawah ini:

    Gambar 3. Jalannya cahaya pada prisma pembias

    Dari Hukum Snellius: nusin = ngsin dimana nu= n udara = 1

    sin = ngsin

    Dengan menggunakan perhitungan geometri:

    A + =180 A = r +

    + r + = 180 = Ar

    adalah sudut kritis, dimana n < ngsehingga = 90

    nr

    i

    ng

    ngnu

    A

    i

    A

    r

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    10/32

    n sin 90= ngsin

    n = ngsin n = ngsin (A - r)

    n = ng sin A cos r - ngcos A sin r cos r = (1sin2r)1/2

    n = ngsin A (1- Sin2 r)1/2cos A sin i ng sin r = sin i

    n = Sin A isinAcosisinn 22

    g

    Polarisasi pada dielektrik

    Suatu bahan dielektrik dengan konstanta bila berada pada medan listrik E

    maka terjadi polarisasi dalam bahan. Polarisasi (P) pada satu partikel dalam bahan

    adalah :

    P = E ; = Polarizabilitas

    Maka bila ada N partikel dalam polarisasi total adalah :

    P = N P = N E

    Karena terjadi polarisasi maka terjadi pengeluaran partikel-partikel dalam bahan (D), yaitu :

    D = E

    E = oE + P o= konstanta dielektrik pada vakum

    E = oE + N E

    = o+ N

    00

    1

    N (*)

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    11/32

    Polarisasi pada bahan dielektrik menyebabkan displacement pada muatan-

    muatannya. Hal ini disebabkan oleh adanya medan listrik luar E.

    E = Eoexp I {t kx} dengani = 1

    Dari persamaan gerak muatan didapatkan :

    m

    eE

    dt

    yd

    2

    2

    ;e = muatan ( 1,6 X 10-19) (1)

    )exp(

    1

    )exp(

    2

    2

    2

    timI

    eEy

    dttim

    eEdy

    tim

    eE

    dt

    yd

    o

    o

    o

    (2)

    Polarizabilitas dari didefinisikan sebagai momen dipol per unit medan E

    = (e y) / t (3)

    Substitusi (2) ke (3) didapat :

    = - e2/ (m2) (4)

    Substitusi persamaan (4) ke persamaan (*), sehingga didapat :

    2

    22 1

    m

    Nen

    o

    Dengan mengetahui bahwa

    M

    N

    No maka :

    2

    22 1

    mM

    eNn

    o

    o

    dengan : m = massa muatan bebas

    = frekuensi gerak muatan

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    12/32

    refraktifitas molekular rm diberikan :

    rM

    n

    nrm2

    11

    2

    dan refraksi spesifik :

    1

    2

    1

    2

    2

    n

    nrs

    Dari persamaan tersebut diatas dapat diketahui bahwa indeks bias akan

    bergantung pada temperatur.

    PenentuaTeori Dielektrik secara Mikro

    Medan molekul (Em) adalah medan listrik yang menyebabkan polarisasi

    molekul bahan dielektrik. Medan ini disebabkan oleh :

    - Semua sumber luar.

    - Semua molekul terpolarisasi dalam dielektrik kecuali pada suatu molekul yang

    ditinjau.

    Em = Ex+ Ed+ Es + E

    Dimana:

    Ex = Medan listrik primer yang ditimbulkan oleh muatan plat paralel.

    Ex = ( 1/o ) ; = Rapat muatan (C/m2)

    Ed = Medan dipolarisasi yang disebabkan oleh polarisasi muatan pada

    permukaan diluar dielektrik.

    Dimana Eddapat dirumuskan:

    p

    o

    dE

    1 ; p= rapat muatan polarisasi = P

    Ed = Po

    1

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    13/32

    Es = medan listrik akibat polarisasi muatan pada permukaan Cavity (rongga)

    Es = Po3

    1

    E = 0, karena arah dipole bersifat acak (random).

    Em= Ex+ Ed+ Es

    Em= PP

    ooo

    3

    1

    Em= PEo

    3

    1 ...(a)

    Jadi polarisasi molekul dalam bahan adalah :

    Pm = Em

    Jika pada bahan terdapat N molekul

    P = N Pm= N Em (b)

    Substitusi (a) dan (b) :

    P =

    o

    PEN

    3

    Dengan pengertian P = (K-1) oE dengan K = /omaka :

    (K-1) oE = NE + {N/(3 o )} (K-1)oE

    (K-1) o= [N +{ N/(3 o)} (K-1) o]

    ( K-1 ) o

    =

    [N + { N/(3 o)} (K-1)]

    (3 o) (K-1)

    =

    N ( K+2 )

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    14/32

    Dengan n2 = /o = K maka:

    =)2()1)(3( 2

    2

    nNno (c)

    Refraksi molekuler (rm) didefinisikan efraksi dari gelombang elektromagnerik

    pada 1 mol molekul tersebut, sehingga jumlah partikelnya sama dengan bilangan

    Avogadro (No) = 6,027 X 1023 )

    rm =o

    oN

    3 (d)

    Substitusi (c) ke (d) yaitu:

    rm =)2(3

    )1)(3(2

    2

    nN

    nN

    o

    oo

    Dengan No / N = M /

    M = berat molekul

    P = rapat massa

    rm =)2(

    )1(

    2

    2

    n

    nM

    Refraksi Spesifik ( rs) didefinisikan refraksi molekuler persatuan berat molekul.

    rs = rm/ M maka :

    rs =)2(

    )1(2

    2

    n

    n

    Polarisasi pada bahan dielektrik menyebabkan displacement pada muatan-

    muatannya. Hal ini disebabkan oleh adanya medan listrik luar E.

    E = Eoexp I {t kx} dengani = 1

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    15/32

    Dari persamaan gerak muatan didapatkan :

    meE

    dtyd 2

    2 ;e = muatan ( 1,6 X 10-19) (e)

    )exp(

    1

    )exp(

    2

    2

    2

    timI

    eEy

    dttim

    eEdy

    tim

    eE

    dt

    yd

    o

    o

    o

    (f)

    Polarizabilitas dari didefinisikan sebagai moment dipole per unit medan E

    = (e y) / t (g)

    Substitusi (f) ke (g) didapat :

    = - e2/ (m2) (h)

    Substitusi persamaan (h) ke persamaan (3) di keterangan sebelumnya, sehingga

    didapat :

    n2 = 1{( Ne2) / (om2)

    Dengan mengetahui bahwa No/N = M/ maka :

    n2= 1{ (No e2)/(Mom2) }

    m = massa muatan bebas

    = frekuensi gerak muatan

    Sistem Osilator

    Sebuah atom terdiri dari inti dan elektron yang mengelilinginya. Untuk

    mengabsorbsi elektron dari satu lintasan ke lintasan lain diperlukan energi luar yang

    sebanding dengan selisih tingkat energi atom.

    Sistem atom ini bisa dianggap sebagai suatu sistem osilator apabila pada atom

    diberikan medan listrik E, elektron-elektron akan bergerak harmonik ke frekuensi

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    16/32

    tertentu. Dalam hal ini terjadinya pencapaian pada frekuensi tertentu tersebut adalah

    terjadinya resonansi dengan frekuensi anguler resonansi yaitu o.

    Dengan pendekatan dari persamaan (e) dan (g) didapat

    )()(

    122

    2

    im

    e

    o

    = ( e2/ m ) [ 1 / { (o2-2) + ( i) } ] ; i = -1

    Untuk mencari besar dari harga :

    = ( e2/ m ) [ (o2 - 2)2+ ( )2 (i)

    Substitusikan (i) ke (3)

    n2 = 1 + [(Ne2) / (mo)] [ (o22 )2 + ( )2

    Dimana = 2/ ; = perioda

    n2 = 1 + [(Ne2) / (mo)] [ (o22 )2+ ( 24 (1/)2) ]

    n2 = 1 + [(Ne2) / (mo)] [ (o22 )2 + ( 42 2) ]

    Dimana = faktor redaman

    Penentuan dispersi nf- nc

    Dengan mencatat pembacaan skala d dan kompensator, dapat digunakan untuk

    menentukan dispersi suatu zat yaitu selisih indeks bias garis korona dan garis flinta

    dari hidrogen. Selain dengan grafik, dapat pula ditentukan dengan rumus empiris :

    (Air) nf - nc= 4.10-7d33,7.10-5d2+ 9.10-5d + 0,0465

    (Minyak) nf - nc= 4.10-7

    d3

    3,5.10-5

    d2

    + 8.10-5

    d + 0,0435 n Dispersi nf- nc

    Dengan mencatat pembacaan skala d dan kompensator, dapat digunakan untuk

    menentukan dispersi suatu zat yaitu selisih indeks bias garis korona dan garis flinta dari

    hydrogen (nf-nc) . Selain dengan grafik, dapat pula ditentukan dengan rumus empiris :

    DCdBdAdnn cf 23

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    17/32

    Harga-harga A, B, C, dan D dapat dilihat dalam table berikut :

    Koefisien Air Minyak

    A 0,000000431 0,000000385

    B - 0,000038789 - 0,000034480

    C 0,000087686 0,000083965

    D 0,046535811 0,043503590

    Koreksi

    Temperatur prisma dalam refraktormeter tidak sama, maka perlu adanya

    koreksi untuk harga-harga nddengan persamaan :

    ndkor= nd +R10-5

    dengan :

    dTnD

    TDR d )20(04525,0094,0)20(5,29 21

    Dimana :

    ndkor = indeks bias hasil koreksi

    nd = indeks bias yang dikoreksi

    R 10-5 = nilai koreksi

    D = Konstanta yang terdapat pada persamaan penentuan

    dispersi

    T1 = temperatur prisma Refraktometer ABBE

    T2 = temperatur prisma kompensator

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    18/32

    V. Percobaan

    5.1 Alat dan Bahan

    Refraktometer ABBE beserta grafik nf-nc

    Refraktometer ABBE berfungsi sebagai alat untuk mengukur indeks bias suatu

    zat cair. Grafik nf-nc berfungsi sebagai acuan untuk menentukan nilai nf-nc

    setelah diketahui harga drumer (d) dan indeks biasnya (nd).

    Lampu natrium beserta power supply 110 V.

    Berfungsi sebagai sumber cahaya dan sumber tegangan untuk menyalakan

    lampu.

    Bejana air beserta pompa, pemanas dan pipa-pipa penghubung

    Berfungsi sebagai alat yang digunakan sebagai sarana percobaan.

    Termometer

    Berfungsi sebagai alat untuk mengukur suhu.

    Minyak dan air

    Berfungsi sebagai zat cair yang akan diukur indeks biasnya.

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    19/32

    Output ke

    bejanaInput dari

    pompa1

    3

    2

    4P

    P

    5.2Prosedur Percobaan

    A. Persiapan

    1. Menyalakan lampu natrium dengan menggunakan sumber tegangan 110V,

    selama 5 menit.

    2.

    Memasang termometer pada refraktometer.

    3. Menghubungkan pipa-pipa pada Refraktometer ABBE (seperti pada gambar

    dibawah). Pipa dari pompa dihubungkan pada lubang masukan pada

    Refraktometer ABBE. Lubang 3 dan 4 dihubungkan dengan pipa ke bejana.

    Memasang termometer pada Refraktometer ABBE.

    B.Pengambilan Data

    a.

    Menentukan indeks bias minyak pada suhu kamar1. Membuka prisma dengan hati-hati, kemudian meneteskan satu tetes minyak

    diatas prisma. Menutup dan menguncikan hingga teguh.

    2. Mengatur cermin pemantul cahaya agar garis silang terlihat dengan jelas.

    3. Mengatur tombol kompensator sehingga tampak batas terang dan gelap

    terletak pada perpotongan garis silang.

    4. Mengatur tombol alhidad sehingga batas bayangan terang dan gelap terletak

    pada perpotongan garis silang.

    5. Mencatat skala yang terlihat pada kaca benggala yang menunjukkan harga

    indeks bias minyak (nd) dan skala yang terlihat pada kompensator yang

    menunjukkan harga drumer (d).

    6. Mencatat suhu ruangan dan suhu refraktometer.

    7. Menentukan nilai nf-nc dengan bantuan grafik.

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    20/32

    b.Menentukan indeks bias air suling pada berbagai suhu

    1. Mengeringkan minyak pada prisma dengan tisu halus, hati-hati jangan terlalu

    keras. Meneteskan satu tetes air suling pada prisma tersebut.

    2.

    Menutup kembali prisma tersebut.

    3. Menyalakan heater dan pompa.

    4.

    Pada suhu 25C melakukan percobaan 2 s/d 5 pada prosedur a. Mengamati

    suhu input dan outputnya.

    5.

    Melakukan percobaan 4 untuk variasi suhu antara 25oC s.d. 60oC.

    6. Menentukan nilai nf-nc pada masing-masing variasi suhu.

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    21/32

    VI. Data dan Analisa

    6.1.Data Percobaan

    1. Menentukan Indeks bias minyak pada suhu kamar

    Tabel data indeks bias minyak pada suhu kamar

    No. nd D T

    ruang

    T ref nfnc

    1 1,5 45 27 28 0,0124

    2 1,5 44 27 28 0,0135

    3 1,51 46 27 28 0,0125

    4 1,5 45 27 28 0,0124

    5 1,51 46 27 28 0,0125

    6 1,5 46 27 28 0,0124

    7 1,5 45 27 28 0,0126

    8 1,5 45 27 28 0,0128

    9 1,5 45 27 28 0,0128

    10 1,5 46 27 28 0,0124

    2.

    Menentukan Indeks Bias air suling pada berbagai suhu

    Tabel data indeks bias air suling pada berbagai suhu.

    No Percobaan

    Ke

    d

    (drummer)

    nd

    (bias

    air)

    T air

    (input)

    T

    refrak

    nf-nc

    1 1 53 1,33 25 26 0,0066

    2 53 1,33 25 27 0,0066

    3 53 1,33 25 28 0,0066

    2 1 54 1,331 30 31 0,0063

    2 54 1,331 30 32 0,0063

    3 60 1,331 30 32 0,0052

    3 1 58 1,331 35 37 0,0053

    2 60 1,33 35 38 0,0052

    3 60 1,33 35 39 0,0052

    4 1 58 1,33 40 41 0,0052

    2 54 1,329 40 42 0,0064

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    22/32

    3 52 1,33 40 43 0,007

    5 1 54 1,329 45 46 0,0064

    2 56 1,331 45 47 0,0058

    3 52 1,329 45 47 0,007

    6 1 59 1,328 50 51 0,0051

    2 59 1,328 50 51 0,0051

    3 60 1,328 50 52 0,0051

    7 1 55 1,327 55 55 0,0057

    2 54 1,327 55 56 0,0057

    3 59 1,329 55 56 0,0064

    81 55 1,327 60 60 0,0057

    2 55 1,327 60 60 0,0057

    3 55 1,327 60 60 0,0057

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    23/32

    6.2Perhitungan dan Analisis

    A. Menghitung nilai terbaik indeks bias minyak pada suhu kamar

    1. Persamaan untuk mencari indeks bias terbaik yaitu,

    Maka,

    =

    2. Menghitung indeks bias koreksi untuk minyak beserta KSR

    Persamaan untuk mencari indeks bias koreksi yaitu,

    510 Rnn ddkor

    dTnD

    TDR d )20(04525,0

    094,0)20(5,29 21

    Contoh

    Untuk data pertama, nd= 1,50

    d = 45

    D = 0,043503590

    T1=T air=27C

    T2= Trefrak = 28C

    -6,57803445)2028(50,1

    043503590,0

    04525,0094,0)2027)(043503590,0(5,29

    R

    1,49993

    10)-6,578034(50,1

    10

    5

    5

    dkor

    dkor

    ddkor

    n

    n

    Rnn

    n

    nd

    n

    n

    i

    i

    d

    1

    dn 5022,1

    10

    02,15

    10

    50,150,150,150,150,1510,150,1510,150,150,1

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    24/32

    Menghitung kesalahan relatif indeks bias minyak:

    %99561,99

    %001

    %0,00385

    %1005,1

    5,149993,1

    %100

    KP

    KSRKP

    KSR

    KSR

    nnnKSR

    lit

    litdkor

    Memakai cara yang sama maka didapat data seperti dibawah ini:

    No Nd D T air Trefrak

    R nd kor KSR(%)

    KP(%)

    1 1,5 45 27 28 -6,578 1,49993 0,004385 99,9956

    2 1,5 44 27 28 -6,2322 1,49994 0,004155 99,9959

    3 1,51 46 27 28 -7,2698 1,50993 0,66182 99,3382

    4 1,5 45 27 28 -6,578 1,49993 0,004385 99,9956

    5 1,51 46 27 28 -7,2698 1,50993 0,66182 99,3382

    6 1,5 46 27 28 -6,9238 1,49993 0,004616 99,9954

    7 1,5 45 27 28 -6,578 1,49993 0,004385 99,9956

    8 1,5 45 27 28 -6,578 1,49993 0,004385 99,99569 1,5 45 27 28 -6,578 1,49993 0,004385 99,9956

    10 1,5 46 27 28 -6,9238 1,49993 0,004616 99,9954

    Tabel perhitungan nd koreksi beserta KSR dan KP

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    25/32

    3. Menghitung nilai nf-nc berdasarkan teori dan membandingkannya

    dengan hasil percobaan

    Persamaan untuk mencari nilai nf-nc hitung yaitu,

    DCdBdAdnn cf 23

    Harga-harga A, B, C, dan D dapat dilihat dalam tabel berikut :

    Koefisien Minyak

    A 3,9E-07

    B -3E-05

    C 8,4E-05D 0,0435

    Tabel Nilai koefisien A, B, C, dan D pada minyak

    Contoh : Untuk data ke-1, nd= 1,50; d = 45

    0125431,0 cf nn

    Memakai cara yang sama maka didapat data seperti pada tabel dibawah ini:

    No D nf - nc lit nf-nc

    hitung

    1 45 0,0124 0,0125431

    2 44 0,0135 0,0132406

    3 46 0,0125 0,0118807

    4 45 0,0124 0,0125431

    5 46 0,0125 0,0118807

    6 46 0,0124 0,01188077 45 0,0126 0,0125431

    8 45 0,0128 0,0125431

    9 45 0,0128 0,0125431

    10 46 0,0124 0,0118807

    Tabel perhitungan nf-nc hitung

    )45)(000083965,0()45)(000034480,0()45)(000000385,0( 23 cf nn

    )043503590,0(

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    26/32

    B. Air Suling

    1. Menghitung nilai terbaik indeks bias Indeks bias air suling pada

    berbagai suhu.

    Persamaan untuk mencari d (drummer) terbaik yaitu,

    Persamaan untuk mencari indeks bias terbaik yaitu,

    Persamaan untuk mencari suhu refraktometer terbaik yaitu,

    Persamaan untuk mencari nf-nc terbaik yaitu,

    Contoh : Untuk data-1 T air = 25oC

    n

    d

    d

    n

    i

    i

    1

    n

    nd

    n

    n

    i

    i

    d

    1

    n

    T

    T

    n

    i

    i

    R

    1

    n

    ncnf

    ncnf

    n

    i

    1

    533

    159

    3

    535353

    d

    33,13

    99,3

    3

    33,133,133,1

    nd

    273

    81

    3

    282726

    Tref

    0066,03

    0198,0

    3

    0066,00066,00066,0

    ncnf

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    27/32

    Data hasil drummer (d), nd, T refraktometer dan nf-nc diambil sebanyak

    tiga kali dan dirata-ratakan setiap kenaikan 5C. Maka didapatkan

    No D Nd T air T

    refrak

    nf-nc

    1 53 1,33 25 27 0,0066

    2 56 1,331 30 31,6667 0,00593

    3 59,3333 1,33033 35 38 0,00523

    4 54,6667 1,32967 40 42 0,0062

    5 54 1,32967 45 46,6667 0,0064

    6 59,3333 1,328 50 51,3333 0,0051

    7 56 1,32767 55 55,6667 0,005938 55 1,327 60 60 0,0057

    Tabel Perhitungan nilai rata-rata data percobaan

    2. Membuat grafik indeks bias air terhadap suhu dan persamaan

    grafiknya. dari prosedur b .

    Persamaan untuk mencari nilai at dan bt yaitu,

    Dari pengolahan sebelumnya didapatkan nilai nd terbaik dan T air sebagai

    berikut,

    No T air =

    X

    nd = Y X XY

    1 25 1,33 625 33,25

    2 30 1,331 900 39,933 35 1,33033 1225 46,5617

    4 40 1,32967 1600 53,1867

    5 45 1,32967 2025 59,835

    6 50 1,328 2500 66,4

    7 55 1,32767 3025 73,0217

    8 60 1,327 3600 79,62

    340 10,6333 15500 451,805

    2

    11

    2

    1 11

    )(

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    XiXiN

    YiXiXiYiN

    at2

    11

    2

    1 111

    2 )(

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    XiXiN

    XiYiXiYiXi

    bt

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    28/32

    Tabel Perhitungan nilai X2dan XY untuk metode least square

    Sehingga didapatkan nilai at dan bt

    3. Menghitung indeks bias koreksi beserta KSRnya

    Persamaan untuk mencari indeks bias koreksi yaitu,

    510 Rnn ddkor

    dTnD

    TDR d )20(04525,0

    094,0)20(5,29 21

    Contoh

    Untuk data ke-1, nd= 1,33

    d = 53

    D = 0,046535811

    T1=T air=25oC

    T2= Trefrak = 27oC

    -5,60845)2027(33,1046535811,0

    04525,0

    094,0)2025)(046535811,0(5,29

    R

    1,32994

    10)-5,608(33,1

    10

    5

    5

    dkor

    dkor

    ddkor

    n

    n

    Rnn

    0001,0)340()55001)(8(

    )6333,01)(403()451,805)(8()(

    22

    11

    2

    1 11

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    XiXiN

    YiXiXiYiN

    at

    3337,1)340()15500)(8(

    )805,451)(340()6333,10)(15540()(

    22

    11

    2

    1 111

    2

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    N

    i

    XiXiN

    XiYiXiYiXi

    bt

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    29/32

    Menghitung kesalahan relatif indeks bias air:

    %99578,99

    %001

    %0,00422

    %10033,1

    33,11,32994

    %100

    KP

    KSRKP

    KSR

    KSR

    nnnKSR

    lit

    litdkor

    Memakai cara yang sama maka didapat data seperti dibawah ini:

    No Nd D T air T refrak R nd kor KSR (%) KP (%)1 1,33 53 25 27 -5,608 1,32994 0,00422 99,99578

    2 1,331 56 30 31,6667 -8,2966 1,33092 0,06895 99,93105

    3 1,33 59,3333 35 38 -15,345 1,33018 0,01353 99,98647

    4 1,33 54,6667 40 42 -12,937 1,32954 0,03479 99,96521

    5 1,33 54 45 46,6667 -14,044 1,32953 0,03562 99,96438

    6 1,328 59,3333 50 51,3333 -20,965 1,32779 0,16614 99,83386

    7 1,328 56 55 55,6667 -18,659 1,32748 0,18947 99,81053

    8 1,327 55 60 60 -18,425 1,32682 0,23942 99,76058

    Perhitungan nd koreksi air suling beserta KSR dan KP

    4. Menghitung nilai nf-nc berdasarkan teori dan membandingkannya

    dengan hasil percobaan

    Persamaan untuk mencari nilai nf-nc hitung yaitu,

    DCdBdAdnn cf 23

    Harga-harga A, B, C, dan D dapat dilihat dalam tabel berikut :koefisien Air

    A 4,3E-07

    B -4E-05

    C 8,8E-05

    D 0,04654

    Tabel Nilai koefisien A, B, C dan D untuk air suling

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    30/32

    Contoh : Untuk data ke-1, nd= 1,33; d = 53

    50,00639085 cf nn

    Memakai cara yang sama maka didapat data seperti pada tabel dibawah ini:

    T air D nf - nc lit nf-nc hitung

    25 53 0,0066 0,00639086

    30 56 0,00593 0,00549442

    35 59,3333 0,00523 0,00521115

    40 54,6667 0,0062 0,0058222845 54 0,0064 0,00602912

    50 59,3333 0,0051 0,00521115

    55 56 0,00593 0,00549442

    60 55 0,0057 0,00572944

    Tabel Perhitungan nf-nc hitung

    Analisa Data

    Pada praktikum kali ini, hasil yang bisa dilihat adalah pada KSR nya, dimana

    data yang didapatkan memiliki KSR yang sangat kecil. Yang menjadi masalah adalah

    pengaruh suhu terhadap indeks bias. Secara logika seharusnya suhu berpengaruh

    terhadap indeks bias. Karena suhu akan membuat suatu zat atau medium menjadi

    memuai. Tetapi dalam percobaan kali ini, suhu tidak berpengaruh begitu signifikan.

    Biarpun semakin besar suhunya, perubahan nf-nc yang dalam hal ini adalah indeks bias

    tidak begitu jauh berbeda. Hal ini disebabkan karena perubahan suhu yang sangatlambat, sehingga perubahan pada cairan yang akan di lihat indeks biasnya pun berubah

    secara lambat.

    Hal yang bisa mempengaruhi praktikan pun terletak pada pembacaan skala

    drumer pada kertas grafik nf-nc. Dikarenakan grafik tersebut sanagat kecil dan sedikit

    susah untuk membacanya

    )53)(000087686,0()53)(000038789,0()53)(000000431,0( 23 cf nn )046535811,0(

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    31/32

    Kesimpulan

    Dari percobaan yang dilakukan. Telah dapat mengukur indeks bias cairan

    dimana

    Indeks bias minyak terbaik : 1,502

    Indeks bias air suling terbaik : 1,3271,331 (tergantung perubahan suhu)

    Pengaruh suhu terhadap indeks bias seharusnya berpengaruh, dikarenakan suhu

    yang meningkat menyebabkan suatu zat memui. Otomatis jika suatu zat memuia maka

    padatan atau molekul molekul dalam zat tersebut akan merenggang yang

    meneybabkan perubahan indeks bias. Tetapi sampai saat ini, belum ada percobaan yang

    membuktikan bahwa suhu benar-benar berpengaruh pada indeks bias.

    Dispersi nf nc dapat terlihat dengan diagram yang sebelumnya telah disediakan

    dalam praktikum. Tetapi nfnc pun dapat dicari dengan menggunakan rumus empiris

    (Air) nf - nc= 4.10-7d33,7.10-5d2+ 9.10-5d + 0,0465

    (Minyak) nf - nc= 4.10-7d33,5.10-5d2+ 8.10-5d + 0,0435

  • 8/10/2019 Laporan Akhir Refraktometer ABBE

    32/32

    DAFTAR PUSTAKA

    Giancoli,Douglas C.2001.Fisika Jilid 2. Erlangga : Jakarta

    Halliday Resnick. 1988.Fisika Untuk Universitas Jilid 2.Jakarta Pusat: Erlangga.

    Sears Zemansky. 1987.Fisika Untuk Universitas Jilid 2: OPTIKA. Jakarta : BinaCipta.