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


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


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 -


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


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


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


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.


8/32

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.


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


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 (*)


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


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


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 )


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


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


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


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


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.


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.


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.


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


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


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


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


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(


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


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


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


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


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(


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


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.

Documents

Laporan Akhir Refraktometer ABBE