Warna Cahaya Putih Yang Keluar Dari Prisma Kaca Adalah

PROPOSAL EKSPERIMEN FISIKA

SPEKTROMETER

Oleh

:

Nama
: Fetri Yusmaylantika Sari

NPM
: A1E007022

Dosen Pembimbing
: Dessy Hanisa Putri, M. Si

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2009

BAB I

PENDAHULUAN

1.1





Latar belakang

Perbedaan dari indeks bias dari tiap-tiap zat/ bahan menjelaskan perbandingan kecepatan cahaya saat di medium pertama dengan di medium kedua. Indeks bias ini sangat dibutuhkan untuk eksperimen-eksperimen berikutnya yang memerlukan pengetahuan dari bahan apa yang dapat digunakan untuk melewatkan suatu cahaya menjadi terdispersi menjadi cahaya-cahaya lain, di mana akhirnya dapat menentukan panjang gelombang cahaya hasil dispersi.

Oleh karena itu, praktikum ini akan menentukan indeks bias prisma kaca. Dalam hal ini, cahaya yang digunakan adalah cahaya monokromatis.

1.2





Tujuan eksperimen

Menentukan indeks bias prisma kaca dengan menggunakan cahaya monokromatis

1.3





Batasan eksperimen

Menentukan indeks bias prisma kaca dengan menggunakan cahaya monokromatis

1.4





Manfaat eksperimen

Manfaat eksperimen adalah memberi pengetahuan kepada mahasiswa bagaimana cara menentukan indeks bias dengan menggunakan cahaya monokromatis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Spektrometer

Penggunaan pertama kata
spektrum
dalam ilmu alam adalah di bidang
optik
untuk menggambarkan
pelangi
warna
dalam
cahaya tampak
ketika cahaya tersebut terdispersi oleh sebuah
prisma

.

Cahaya

Cahaya

merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan
mata. Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik.

Dispersi Cahaya

Apabila seberkas cahaya putih atau cahaya polikromatis melewati sebuah prisma maka cahaya tersebut akan diuraikan menjadi berbagai warna. Penguraian cahaya ini menjadi warna-warna cahaya monokromatis disebut
dispersi (hamburan) cahaya. Warna-warna yang keluar dari prisma dapat diamati dengan memasang layar (seperti terlihat pada gambar). Deretan warna yang tampak pada layar disebut spektrum warna.

Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cahaya mempunyai indeks bias yang berbeda-beda. Cahaya merah mempunyai indeks bias terkecil sedangkan cahaya ungu mempunyai indeks bias terbesar sehingga cahaya merah mengalami deviasi (penyimpangan) terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.

(

smpn9depok.files.wordpress.com/2008/10/pembiasan-cahaya1.doc

)

Hal ini membuktikan bahwa cahaya putih terdiri dari harmonisasi berbagai
cahaya
warna dengan berbeda-beda panjang
gelombang.

warna	panjang gelombang
ungu	400-440nm
biru	440-495nm
hijau	495-580nm
kuning	580-600nm
orange	600-640nm
merah	640-750nm

Sebuah prisma atau kisi kisi mempunyai kemampuan untuk menguraikan
cahaya
menjadi warna warna spektralnya. Indeks cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen komponennya. Untuk cahaya
ultraviolett
adalah prisma dari kristal untuk
cahaya putih adalah prisma dari kaca
untuk cahaya
infrarot
adalah prisma dari garam batu.

Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna
cahaya

Indeks Bias

Pembiasan cahaya dapat terjadi
dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) :
“Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan
indeks bias.”

Secara matematis dapat dirumuskan :

dimana :

–



n

= indeks bias

–



c

= laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 10⁸
m/s)

–



v

= laju cahaya dalam zat

Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n


³

1), dan nilainya untuk beberapa zat ditampilkan pada tabel disamping.

Indeks bias mutlak suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut

Hukum Snell

Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591 –1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :

–



sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

–



hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.

Pembiasan Cahaya pada Prisma

Bahan bening yang dibatasi oleh dua bidang permukaan yang bersudut disebut

prisma
.

Besarnya sudut antara kedua permukaan itu disebut

sudut pembias

(

b

).

Apabila seberkas cahaya masuk pada salah satu permukaan prisma, cahaya akan dibiaskan dari permukaan prisma lainnya. Karena adanya dua kali pembiasan, maka pada prisma terbentuklah sudut penyimpangan yang disebut

sudut deviasi
.

Sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan cahaya datang dengan perpanjangan cahaya bias yang meninggalkan prisma
.

P, Q, R, dan S menyatakan jalannya cahaya dari udara masuk ke dalam prisma kemudian meninggalkan prisma lagi.

(

smpn9depok.files.wordpress.com/2008/10/pembiasan-cahaya1.doc

)

Persamaan sudut deviasi prisma
D = (i₁
+ r₂) – b
Dm = 2 i₁– b

Seperti balok kaca, prisma juga merupakan benda bening yang terbuat dari kaca. Bentuknya bermacam-macam, diantaranya seperti terlihat pada Gambar 13 di bawah. Kegunaannya antara lain untuk mengarahkan berkas sinar, mengubah dan membalik letak bayangan serta menguraikan cahaya putih menjadi warna spektrum (warna pelangi).

Beberapa bentuk prisma.

Pada Gamba
r,

prisma digambar dalam bentuk dua dimensi. Anggaplah medium sekeliling prisma adalah udara. Berkas cahaya yang memasuki prisma dengan sudut datang tertentu akan dibiaskan dua kali. Pertama saat memasuki prisma dari udara, kedua saat keluar dari dalam prisma.

Pada pembiasan pertama berkas sinar datang dibiaskan mendekati normal, sedangkan pada pembiasan kedua berkas sinar dibiaskan menjauhi normal. Seperti telah Anda ketahui ini terjadi karena indeks bias prisma lebih besar dari indeks bias udara atau n₂> n₁.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan tempat pelaksanaan eksperimen

Waktu

: Tahun 2008

Tempat pelaksanaan
: Laboratorium Eksperimen Fakultas MIPA Universitas Bengkulu

3.2 Alat dan bahan

Alat/ bahan	Keterangan
Spektrometer	Terdiri dari : teropong, kolimator, meja prisma, celah difraksi, skala derajat, kaca pembesar
Lampu monokromatis	Dengan transformator
Prisma kaca	–
Kertas tissue	–

3.3 Diagran alir eksperimen

3.4 Teknik analisis data

Analisis data adalah dengan menggunakan :

–



perhitungan indeks bias

–



ralat mutlak

–



ralat nisbi

–



keseksamaan

–



data hasil pengukuran

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Data kegiatan :

No.	Untuk sudut A		Sudut A	Untuk sudut D		Sudut D
	Posisi 1	Posisi 2		Posisi 1	Posisi 2
1	65	245	78	31	211	44
2	66	246	79	30	210	43
3	66,5	246,5	79,5	31	211	44
4	66	246	79	31	211	44
5	66	246	79	30	210	43

Analisis data :

Perhitungan n (indeks bias):

Data n
=1,39	0,011	0,000121
=1,374	-0,005	0,000025
=1,377	-0,002	0,000004
=1,38	-0,001	0,000001
=1,374	-0,005	0.000025
=6,895
=1,379

Ralat mutlak :

Ralat nisbi :

Keseksamaan :

Data hasil pengukuran :

4.2 Pembahasan

Berkas cahaya yang memasuki prisma dengan sudut datang tertentu dibiaskan dua kali. Pertama saat memasuki prisma dari udara, kedua saat keluar dari dalam prisma.


Pada pembiasan pertama berkas sinar datang dibiaskan mendekati normal, sedangkan pada pembiasan kedua berkas sinar dibiaskan menjauhi normal. Seperti

yang telah diketahui

ini terjadi karena indeks bias prisma lebih besar dari indeks bias udara atau n₂> n₁.

Pada eksperimen yang dilakukan oleh praktikan, hal ini benar. Sudut A yang terbentuk merupakan

sudut antara kedua permukaan disebut
sudut pembias. Sedangkan sudut D merupakan sudut penyimpangan yang terbentuk akibat adanya
dua kali pembiasan, maksudnya adalah
sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan cahaya datang dengan perpanjangan cahaya bias yang meninggalkan prisma
dan disebut
sudut deviasi. Sudut deviasi yang digunakan dalam eksperimen ini adalah sudut deviasi minimum, sesuai dengan persamaan sudut deviasi prisma, yaitu :

Sehingga,


dapat ditulis kembali menjadi :

Indeks bias yang didapatkan yaitu :

adalah sesuai dengan pernyataan bahwa indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n


³

1). Indeks bias yang didapatkan merupakan indeks bias dari prisma kaca, yang tidak lain merupakan perbandingan kecepatan cahaya di udara dibanding dengan kecepatan cahaya di dalam prisma kaca.

Sebuah prisma mempunyai kemampuan untuk menguraikan
cahaya
menjadi warna warna spektralnya. Indeks cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen komponennya. Untuk cahaya
ultraviolett
adalah prisma dari kristal untuk
cahaya putih adalah prisma dari kaca
untuk cahaya
infrared
adalah prisma dari garam batu. Dari pernyataan ini, berarti dengan mengetahui indeks bias dari prisma kaca, kita dapat menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen-komponennya. Dan ternyata, hasil eksperimen dari tinjauan pustaka mendapatkan hasil bahwa yang dapat terurai komponen-komponennya setelah melewati prisma kaca adalah cahaya putih. Cahaya putih inilah yang merupakan cahaya polikromatis. Di mana cahaya polikromatis adalah cahaya yang terdiri dari cahaya monokromatis. Sedangkan cahaya monokromatis yang merupakan hasil dispersi (penguraian) cahaya dari polikromatis terdiri dari spektrum warna yang berbeda-beda panjang gelombangnya, yaitu

warna	panjang gelombang
ungu	400-440nm
biru	440-495nm
hijau	495-580nm
kuning	580-600nm
orange	600-640nm
merah	640-750nm

Dalam praktikum, cahaya yang dilewati menuju prisma kaca adalah cahaya kuning atau biru. Menurut praktikan cahaya putih ataupun cahaya biru/ kuning yang melewati prisma kaca tidak terlalu dipermasalahkan, karena yang ingin dilakukan adalah menentukan indeks bias dari prisma kaca itu. Kalaupun yang dilewatkan ke prisma kaca adalah cahaya kuning/ biru, itu juga merupakan komponen dari cahaya putih (cahaya polikromatis).

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Jadi, dapat disimpulkan bahwa indeks bias prisma kaca yang dapat ditentukan dengan melewatkan cahaya monokromatis yaitu cahaya biru/ kuning adalah :

yang benar dengan pernyataan bahwa indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n


³

1). Indeks bias yang didapatkan merupakan indeks bias dari prisma kaca, yang tidak lain merupakan perbandingan kecepatan cahaya monokromatis (cahaya kuning/ biru) di udara dibanding dengan kecepatan cahaya monokromatis (cahaya kuning/ biru) di dalam prisma kaca.

5.2 Saran

Dalam melakukan praktikum, agar praktikum dapat berhasil dengan baik, perlu adanya kesiapan praktikan maupun asisten dalam mempersiapkan pengetahuan awal mengenai materi praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

smpn9depok.files.wordpress.com/2008/10/pembiasan-cahaya1.doc