Prak.polarimeter(2)

LAPORAN PRAKTIKUM PENGANTAR LISTRIK

MAGNET DAN OPTIKA

POLARIMETER

Disusun Oleh :

Siti Zainab (12302241030)

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2013

PERCOBAAN II

POLARIMETER

A. Tujuan

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :

1. Menentukan prinsip kerja polarimeter

2. Menentukan kadar gula dalam suatu larutan gula

B. Alat dan Bahan

1. Sepasang polarisator

2. Sumber cahaya (led)

3. Bak air (pralon)

4. Penyangga bak

5. Statif

6. Gelas ukur

7. Neraca ohauss

8. Gula pasir halus

9. air

C. Dasar teori

Beberapa jenis Kristal yang terbentuk secara alami, jika dipotong menjadi bentuk-

bentuk yang tepat, akan menyerap dan memancarkan cahaya secara berbeda bergantung

pada polarisasi cahaya tersebut. Kristal-kristal tersebut dapat digunakan untuk

menghasilkan cahaya yag terpolarisasi secara linier. Pada tahun 1938, E. H. Land

menemukan film polarisasi komersial sederhana yang disebut Polaroid. Material ini

terdiri dari molekul-molekul hodrokarbon rantai panjang yang berjajar ketika lembaran

tersebut direnggangkan pada satu arah selama proses pembuatan. Rantai-rantai tersebut

melewatkan cahaya pada frekuensi optis jika lembaran tersebut dimasukkan ke dalam

larutan yang berisi yodium. Saat cahaya masuk dengan vector medan listriknya

parallel(sejajar) rantai-rantai tersebut, arus listrik mengalir sepanjang rantai tersebut dan

energy cahaya diserap. Jika medan listrik tegak lurus rantai-rantai tersebut. Cahaya

ditransmisikan. Arah tegak lurus rantai-rantai tersebut disebut Sumbu Transmisi.

(Paul A. Tipler, 2001;460)

Polarimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur kadar gula suatu

larutan. Pada dasarnya polarimeter terdiri atas dua alat polarisator dan zat yang akan

diukur kadar gulanya. Larutan gula merupakan zat aktif yang dapat memutar bidang

polarisasi. Berdasarkan prinsip ini yaitu sudut putaran bidang polarisasi akan dapat

diketahui besar kadar gula dalam suatu larutan. Polarisator yang berhadapan dengan

sumber cahaya dinamakan polarisator sedangkan polarisator yang lain setelah cahaya

melalui zat aktif dinamakan analisator. (Tim Fisika Dasar, 2013: 8).

Berikut gambar polarimeter :

(google image. polarimeter)

Cahaya yang tidak terpolarisasi dapat dibuat polarisasi bidang, yaitu osilasi yang terjadi

pada bidang dengan alat polarisasi atau dikenal dengan nama Polarisator Polarimeter adalah

suatu alat yang tersusun atas dua polaroid, yaitu polarisator dan analisator. Polaroid yang

berhadapan dengan sumber cahaya yang menunjukkan berkas sinar tidak terpolarisasi yang

datang pada lembaran polarisasi pertama dinamakan polarisator. Oleh karena sumbu

transmisinya berorientasi vertikal, maka cahaya yang dihantarkan melewati lembaran tersebut

akan dipolarisasikan secara vertikal atau tegak lurus. Dan selanjutnya akan dianalisis pada

lembaran polarisasi kedua, setelah cahaya melalui zat aktif, paraloid ini dinamakan

analisator.

Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator, maka sinar yang

mempunyai arah getaran yang sama dengan arah polarisator diteruskan seluruhnya. Tetapi

apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap arah analisator maka tak ada sinar

yang diteruskan. Dan bila arahnya membentuk suatu sudut maka sinar yang diteruskan hanya

sebagian. Sinar terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optik aktif akan mengalami

pemutaran bidang polarisasi. Paraloid berwarna hitam menghilangkan 50% cahaya yang

tidak terpolarisasi karena properti polarisasinya yang menyerap lebih banyak warna karena

berwarna.

(Douglas C. Giancoli, 2001: 316).

D. Data hasil pengamatan

No Konsentrasi (g/150mL) Putar (kanan/kiri) Sudut Putar (0)

1 4 Kanan 12,5

2 8 Kanan 15

3 12 Kanan 20

4 16 Kanan 25

5 20 Kanan 35

Volume air : 150 mL : 0,15 L

E. Analisis

a. Ketidakpastian volume (V)

∆V =1

2nst =

1

22 ml = 1 𝑚𝑙 = 10−3 𝐿

b. Ketidakpastian massa (m)

∆m =1

2nst =

1

20,1 gr = 0,05𝑔𝑟 = 5𝑥10−5 𝑘𝑔

c. Ketidakpastian

∆𝛼 =1

2nst =

1

2 50 = 2,50

d. Persamaan kadar

𝐶 =𝑚𝑔𝑢𝑙𝑎

𝑉𝑎𝑖𝑟𝑥 100%

e. Ralat kadar

∆𝐶 = 𝜕𝐶

𝜕𝑚

2 ∆𝑚 2 +

𝜕𝐶

𝜕𝑉

2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 1

𝑉𝑥100%

2 ∆𝑚 2 +

−𝑚

𝑉2 𝑥100% 2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 100

𝑉

2 ∆𝑚 2 +

−𝑚𝑥 100

𝑉2

2 ∆𝑉 2

f. Menghitung kadar dari gula beserta ketidakpastiannya

a) Data 1

𝑚𝑔𝑢𝑙𝑎 = 4 𝑔𝑟 = 4𝑥10−3𝑘𝑔

𝑉𝑎𝑖𝑟 = 150 𝑚𝐿 = 0,15 𝐿



𝐶 =4𝑥10−3𝑘𝑔

0,15 𝐿𝑥 100% = 2,6667%

∆𝐶 = 𝜕𝐶

𝜕𝑚

2 ∆𝑚 2 +

𝜕𝐶

𝜕𝑉

2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 1

0,15𝑥100%

2 5𝑥10−5 2 +

−4𝑥10−3

0,152 𝑥100% 2 10−3 2

∆𝐶 = 100

0,15

2 5𝑥10−5 2 +

−4𝑥10−3.100

0,152

2 10−3 2

∆𝐶 = 1,427𝑥10−3%

𝐶 ± ∆𝐶 = (2,667 ± 0,001)%

b) Data 2


𝑉𝑎𝑖𝑟 = 150 𝑚𝐿 = 0,15 𝐿



𝐶 =8𝑥10−3𝑘𝑔

0,15 𝐿𝑥 100% = 5,3333%

∆𝐶 = 𝜕𝐶

𝜕𝑚

2 ∆𝑚 2 +

𝜕𝐶

𝜕𝑉

2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 1

0,15𝑥100%

2 5𝑥10−5 2 +

−8𝑥10−3

0,152 𝑥100% 2 10−3 2

∆𝐶 = 100

0,15

2 5𝑥10−5 2 +

−8𝑥10−3.100

0,152

2 10−3 2

∆𝐶 = 2,375𝑥10−3%

𝐶 ± ∆𝐶 = (5,333 ± 0,002)%

c) Data 3


𝑉𝑎𝑖𝑟 = 150 𝑚𝐿 = 0,15 𝐿



𝐶 =12𝑥10−3𝑘𝑔

0,15 𝐿𝑥 100% = 8%

∆𝐶 = 𝜕𝐶

𝜕𝑚

2 ∆𝑚 2 +

𝜕𝐶

𝜕𝑉

2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 1

0,15𝑥100%

2 5𝑥10−5 2 +

−12𝑥10−3

0,152 𝑥100% 2 10−3 2

∆𝐶 = 100

0,15

2 5𝑥10−5 2 +

−12𝑥10−3 .100

0,152

2 10−3 2

∆𝐶 = 2,8444𝑥10−3%

𝐶 ± ∆𝐶 = (8,000 ± 0,003)%

d) Data 4


𝑉𝑎𝑖𝑟 = 150 𝑚𝐿 = 0,15 𝐿



𝐶 =16𝑥10−3𝑘𝑔

0,15 𝐿𝑥 100% = 10,6667%

∆𝐶 = 𝜕𝐶

𝜕𝑚

2 ∆𝑚 2 +

𝜕𝐶

𝜕𝑉

2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 1

0,15𝑥100%

2 5𝑥10−5 2 +

−16𝑥10−3

0,152 𝑥100% 2 10−3 2

∆𝐶 = 100

0,15

2 5𝑥10−5 2 +

−16𝑥10−3 .100

0,152

2 10−3 2

∆𝐶 = 6,1679𝑥10−3%

𝐶 ± ∆𝐶 = (10,667 ± 0,006)%

e) Data 5


𝑉𝑎𝑖𝑟 = 150 𝑚𝐿 = 0,15 𝐿



𝐶 =2𝑥10−2𝑘𝑔

0,15 𝐿𝑥 100% = 13,3333%

∆𝐶 = 𝜕𝐶

𝜕𝑚

2 ∆𝑚 2 +

𝜕𝐶

𝜕𝑉

2 ∆𝑉 2

∆𝐶 = 1

0,15𝑥100%

2 5𝑥10−5 2 +

−2𝑥10−2

0,152 𝑥100% 2 10−3 2

∆𝐶 = 100

0,15

2 5𝑥10−5 2 +

−2𝑥10−2.100

0,152

2 10−3 2

∆𝐶 = 9,0123𝑥10−3%

𝐶 ± ∆𝐶 = (13,333 ± 0,009)%

g. Analisis Grafik

No Kadar(%) Sudut Putar (0)

1 2,667 12,5

2 5,333 15

3 8,000 20

4 10,667 25

5 13,333 35

h. Grafik Hubungan antara Konsentrasi Gula dan Sudut Putar Polarisasi

Gradien m melewati titik (10,667;25) dan (13,333;35)

tan 𝜃 =∆𝑦

∆𝑥=

(𝑦2−𝑦1 )

(𝑥2−𝑥1)

tan 𝜃 =∆𝛼

∆𝐶=

(𝛼2 − 𝛼1)

(𝐶2 − 𝐶1)=

(350 − 250)

(13,333% − 10,667%)= 3,7509 ≈ 3,75

i. Mencari Persamaan Garis

𝑦 − 𝑦1 = 𝑚(𝑥 − 𝑥1)

𝑦 − 25 = 3,75 𝑥 − 10,667

𝑦 − 25 = 3,75𝑥 − 40,00

𝑦 = 3,75𝑥 − 15,00

j. Mencari Kadar (C) berdasarkan Grafik

Persamaannya : 𝐶 =𝛼

tan 𝜃

a) Data 1

𝛼1 = 12,50

tan 𝜃 = 3,75

𝐶 =𝛼

tan 𝜃=

12,5

3,75= 3,333%

b) Data 2

𝛼2 = 150

tan 𝜃 = 3,75

𝐶 =𝛼

tan 𝜃=

15

3,75= 4,000%

c) Data 3

𝛼3 = 200

tan 𝜃 = 3,75

𝐶 =𝛼

tan 𝜃=

20

3,75= 5,333%

d) Data 4

𝛼4 = 250

tan 𝜃 = 3,75

𝐶 =𝛼

tan 𝜃=

25

3,75= 6,667%

e) Data 5

𝛼1 = 350

tan 𝜃 = 3,75

𝐶 =𝛼

tan 𝜃=

35

3,75= 9,333%

k. Perbandingan hasil perhitungan kadar berdasarkan hitugan dengan analisis grafik

No Perhitungan Grafik

𝐶 ± ∆𝐶 (%) C(%)

1 (2,667±0,001) 3,333

2 (5,333±0,002) 4,000

3 (8,000±0,003) 5,333

4 (10,667±0,006) 6,667

5 (13,333±0,009) 9,333

F. Jawaban Pertanyaan

1. Buat grafik hubungan konsentrasi larutan gula dengan sudut putar polarisasi

Jawab :

2. Buat persamaan dari grafik yang anda peroleh

Jawab :

Ambil salah satu dari titik yang dilewati oleh garis pada grafik, yaitu titik (10,667;25)

dan (13,333;35), lalu mencari gradienya dengan persamaan 𝑚 =∆𝑦

∆𝑥 , maka diperoleh

persamaan :

tan 𝜃 =∆𝑦

∆𝑥=

(𝑦2−𝑦1)

(𝑥2−𝑥1)

tan 𝜃 =∆𝛼

∆𝐶=

(35−25)

(13,333−10,667)= 3,7509 ≈ 3,75

𝑦 − 𝑦1 = 𝑚(𝑥 − 𝑥1)

𝑦 − 25 = 3,75 𝑥 − 10,667

𝑦 − 25 = 3,75𝑥 − 40,00

𝑦 = 3,75𝑥 − 15,00

3. Beri kesimpulan dari hasil percobaan yang anda peroleh

Jawab :

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh kesimpulan :

a. Prinsip kerja polarimeter adalah ketika cahaya yang tidak terpolarisasi berada di

depan polarisator yaitu Polaroid yang berhadapan dengan sumber cahaya yang

menunjukkan berkas sinar yang tidak terpolarisasi yang datang pada lembar

polarisasi pertama. Oleh karena sumbu transmisi berorientasi vertikal, maka

cahaya yang masuk pada lembar tersebut akan ditransmisikan tegak lurus atau

vertikal. Kemudian akan dilanjutkan untuk dianalisis pada lembar Polaroid kedua

yang disebut analisator, setelah melewati zat aktif dengan memutar bidang

polarisasi ke kanan maupun ke kiri. Sehinga komponen cahaya yang tidak

terpolarisasi akan diserap oleh analisator ketika melewati sudut putar bidang

polarisasi.

Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator, maka sinar

yang mempunyai arah getaran yang sama dengan arah polarisator diteruskan

seluruhnya. Tetapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap arah

analisator maka tak ada sinar yang diteruskan. Dan bila arahnya membentuk suatu

sudut maka sinar yang diteruskan hanya sebagian. Sinar terpolarisasi linear yang

melalui suatu larutan optik aktif akan mengalami pemutaran bidang polarisasi.

Sehingga prinsip kerja pada polarimeter berdasarkan putaran sudut bidang polarisasi

dan bisa dibelokkan jika melalui zat aktif. Karena gula merupakan zat aktif, sehingga

dapat dibelokkan dan membentuk sudut putar. Dan semakin besar kelarutan suatu zat

altif (gula) maka semakin besar pula sudut putarnya.

a. Berdasarkan hasil perhitungan dengan analisis grafik diperoleh kadar gula sebagai

berikut:


𝐶 ± ∆𝐶 (%) C(%)

1 (2,667±0,001) 3,333

2 (5,333±0,002) 4,000

3 (8,000±0,003) 5,333

4 (10,667±0,006) 6,667

5 (13,333±0,009) 9,333

G. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis diatas bisa disimpulkan bahwa:

b. Prinsip kerja polarimeter adalah ketika cahaya yang tidak terpolarisasi berada di

depan polarisator yaitu Polaroid yang berhadapan dengan sumber cahaya yang

menunjukkan berkas sinar yang tidak terpolarisasi yang datang pada lembar polarisasi

pertama. Oleh karena sumbu transmisi berorientasi vertikal, maka cahaya yang masuk

pada lembar tersebut akan ditransmisikan tegak lurus atau vertikal. Kemudian akan

dilanjutkan untuk dianalisis pada lembar Polaroid kedua yang disebut analisator,

setelah melewati zat aktif dengan memutar bidang polarisasi ke kanan maupun ke

kiri. Sehinga komponen cahaya yang tidak terpolarisasi akan diserap oleh analisator

ketika melewati sudut putar bidang polarisasi.

Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator, maka sinar yang

mempunyai arah getaran yang sama dengan arah polarisator diteruskan seluruhnya.

Tetapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap arah analisator maka tak

ada sinar yang diteruskan. Dan bila arahnya membentuk suatu sudut maka sinar yang

diteruskan hanya sebagian. Sinar terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optik

aktif akan mengalami pemutaran bidang polarisasi. Sehingga prinsip kerja pada

polarimeter berdasarkan putaran sudut bidang polarisasi dan bisa dibelokkan jika melalui

zat aktif. Karena gula merupakan zat aktif, sehingga dapat dibelokkan dan membentuk

sudut putar. Dan semakin besar kelarutan suatu zat altif (gula) maka semakin besar pula

sudut putarnya.

c. Berdasarkan hasil perhitungan dengan analisis grafik diperoleh kadar gula sebagai

berikut:


𝐶 ± ∆𝐶 (%) C(%)

1 (2,667±0,001) 3,333

2 (5,333±0,002) 4,000

3 (8,000±0,003) 5,333

4 (10,667±0,006) 6,667

5 (13,333±0,009) 9,333

H. Pembahasan

Berdasarkan percobaan yang berjudul polarimeter dengan tujuan untuk mengetahui

prinsip kerja polarimeter dan mengukur kadar gula dari larutan gula. Dalam praktikum

kali ini, kami menggunakan massa gula sebagai variabel bebasnya dan variabel

kontrolnya berupa volume air yang akan digunakan utuk melarutkan gula sedangkan

variabel terikatnya berupa sudut putaran pada polarimeter.

Data yang kami ambil sebanyak 5 data dengan variasi massa gula seperti data yang

kami peroleh pada data hasil percobaan di atas. Dengan massa 4 gr, 8 gr, 12 gr, 16 gr dan

20 gr serta airnya sebanyak 150 mL. Dari berbagai variasi massa gula di atas diperoleh

sudut putaran yang berbeda beda, dan ini sesuai dengan dasar teori yang ada jika semakin

besar kadar larutan gulanya, maka semkin besar pula sudut putar polarimeternya. Jika

sumber cahaya melewati suatu zat aktif maka cahaya akan dibelokkan dengan sudut putar

pada bidang polarisasi degan besar tertentu sesuai dengan kelarutan suatu zat aktif

tersebut. Jika semakin besar kelarutan suatu zat, maka akan semakin besar pula sudut

putar polarisasinya. Berdasarkan prinsip erja polarimeter ini, cahaya (lampu Led) yang

diletakkan didepan polarisator akan ditransmisikan tegak lurus. Kemudian baru

dilanjutkan ke analisator setelah melewati zat aktif dengan membentuk sudut putar. Jadi

gula dengan konsentrasi tertentu dapat memutar sudut polarisasi.

Kemudian untuk mencari kadar diperoleh dengan menggunakan persamaan %100V

mC

Setelah dianalisis berdasarkan hitungan dan analisis grafik diperoleh hasil sebagai

berikut:

1. Berdasarkan analisis perhitungan

%009,0333,13

%006,0667,10

%003,0000,8

%002,0333,5

%001,0667,2

55

44

33

22

11

CC

CC

CC

CC

CC

2. Berdasarkan analisis grafik

%333,9

%667,6

%333,5

%000,4

%333,3

5

4

3

2

1

C

C

C

C

C

Berdasarkan hasil dari kedua analisis di atas, ternyata terdapat selisih yang tidak

begitu terpaut jauh, namun namun, untuk data yang ke 4 dan ke 5 mempuyai selisih

paling jauh. Hal tersebut kemungkinan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya

sebagai berikut :

1. Karena alat sudah terlalu lama digunakan dan sudah kotor akibat banyak

lumutnya, menyebabkan pengamatan pada sudut putar polarimeter menjadi

kurang akurat, sehingga akan berpengaruh pada hasilnya.

2. Ketelitian alat ukur yang terlalu besar yaitu 2 mL untuk volume, dan kesalahan

paralaks pada saat mengamati volume air pada gelas ukur yang tidak tegak lurus

akan berpengaruh juga dengan hasil konsentrasi dari gula yang akan dicari.

3. Karena percobaan diulangi beberapa kali dengan konsentrasi gula yang berbeda-

beda, maka akan berpengaruh pada hasilnya, jika alat yang digunakan tidak dicuci

bersih, dan ini akan berpengaruh dengan konsentrasi gula untuk percobaan

berikutnya dengan konsentrasi yang beda dari sebelumya.

4. Karena pengamatan seeorang berbeda-beda, maka bisa jadi ketika pengamatan

salah satu anggota praktikan itu menurutnya sudah paling gelap, namun bisa jadi

menurut praktikan yang lainnya belum, sehingga akan mempengaruhi pula pada

sudut putar yang dihasilkan.

5. Alat ukur yang sulit dikalibrasi akan berpengaruh pada hasil yang diperoleh.

I. Daftar Pustaka

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

Tim Fisika Dasar. 2013. Petunjuk Praktikum Pengantar lastrik magnet dan Optika.

Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika, Jilid 2. Alih bahasa, Bambang Soegijono. Jakarta: Erlangga.

Documents

Prak.polarimeter(2)