Laporan Resmi Teknik Optik P1

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNIK OPTIK – P1 KARAKTERISASI SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Disusun oleh : Kelompok 1

Mohammad Nachrul Irfan Viqi Bhagaskara Kresna Shinta Aprilia Safitri Marfu’ah

(2412100041) (2413100002) (2413100005) (2413100007)

Asisten : Diana Maratussalichah

(2412100016)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2015

2

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNIK OPTIK – P1 KARAKTERISASI SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Disusun oleh : Kelompok 1 Mohammad Nachrul Irfan Viqi Bhagaskara Kresna Shinta Aprilia Safitri Marfu’ah

(2412100041) (2413100002) (2413100005) (2413100007)

Asisten : Diana Maratussalichah

(2412100016)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2015 Abstrak 2

3 Pada praktikum teknik optik P1 mengenai Karakterisasi Spektrum Sumber Cahaya pada Laboratorium Fotonik Jurusan Teknik Fisika. Adapun metodologi dari percobaan ini adalah terdapat tiga buah sumber cahaya, yaitu LASER, lampu pijar dan lampu TL, sinar dari sumber cahaya tersebut dilewatkan melalui monkromator, kemudian dikenakan pada detector yang sudah tersambung dengan OPM yang sudah terhubung dengan laptop, kemudian daya yang diukur pada panjang gelombang 400 – 700nm dengan kenaikan 10nm. Dari hasil percobaan didapatkan nilai untuk laser memiliki daya tertinggi 2,02E-07 pada 600nm, dengan nilai FWHM 1,01E-07 dan lebar spektral 585 nm – 605 nm, untuk lampu pijar didapatkan nilai daya tertinggi 6,33E-05 dan untuk lampu TL nilai daya tertinggi , dengan nilai FWHM 4,78E-06 Watt dan lebar spektral 515nm – 570 nm. Kata Kunci : Spektrum, Sumber Cahaya,, laser, lampu TL, lampu pijar

Abstract

4 In the P-1 photon engineer experiment about Spectrum characterization of light source in photonics laboratory Department of Engineering Physics. The methodology of this experiments is there are three light source , LASER, incandescent, and fluorescent lamp, the light from light source is passed through monocromator, then the light touch the detector that is connected to the OPM which is connected to the laptop, then power is measurement at a wavelength of 400 nm – 700 nm. From the practicum we get laser has the highest power 2,02E-07 and FWHM 1,01E-07 and a spectral width between 585nm – 605nm, and incandescent has the hisghest power 6,33E-05 and fluorescent lamp has the highest power 9,56E-06 , with FWHM 4,78E-06 and a spectral width between 515 nm – 570 nm. Keywords : Spectrum, Light sources , LASER, incandescent , Fluorescent lamp

KATA PENGANTAR 4

5 Pertama-tama kami panjatkan puja dan puji syukur kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat-Nya kami mampu menyelesaikan laporan resmi Teknik Optik ini dengan sebaikbaiknya. Tidak lupa sholawat serta salam tetap tercurahkan kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW. Dalam Laporan ini kami membahas tentang karakteristik spektrum gelombang elektromagnetik. Kami berharap laporan yang kami buat ini nantinya dapat bermanfaat bagi seluruh pembacanya sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan para pembacanya. Tidak lupa penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : a. Dosen pengajar mata kuliah Teknik Optik b. Asisten praktikum Teknik Optik c. Teman – teman Teknik Fisika 2013 dan 2012 yang telah membantu. Kami mengetahui masih banyak kesalahan dalam penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat kami butuhkan sebagai bahan perbaikan dalam penyusunan laporan yang akan datang. Surabaya, 11 November 2015

Penulis

DAFTAR ISI Halaman Judul.........................................................................................ii Abstrak....................................................................................................iii

6 Abstract...................................................................................................iv Kata Pengantar.........................................................................................v Daftar Isi.................................................................................................vi Daftar Gambar.......................................................................................vii Daftar Tabel..........................................................................................viii BAB I PENDAHULUAN........................................................................1 1.1 Latar Belakang...........................................................................1 1.2 Rumusan Masalah......................................................................2 1.3 Tujuan Percobaan......................................................................2 1.4 Sistematika Laporan..................................................................2 BAB II DASAR TEORI...........................................................................3 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik....................................3 2.2 Sumber Cahaya..........................................................................5 2.2.1 Laser He Ne............................................................................5 2.2.2 Lampu Pijar............................................................................7 2.2.3 Lampu TL...............................................................................8 2.3 Monokromator dengan Difraksi Kisi.........................................8 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN..............................................13 3.1 Alat dan Bahan.........................................................................13 3.2 Langkah-langkah Praktikum....................................................13 BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN...............................15 4.1 Analisa Data.............................................................................15 4.2 Pembahasan.............................................................................20 4.2.1 Mohammad Nachrul Irfan (2412100041)............................20 4.2.2 Viqi Bhagaskara Kresna (2413100002)................................21 4.2.3 Shinta Aprilia Safitri (2413100005).....................................22 4.2.4 Marfu’ah (2413100007).......................................................23 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................25 5.1 Kesimpulan..............................................................................25 5.2 Saran........................................................................................25 DAFTAR PUSTAKA...............................................................................x

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik..............................3 Gambar 2.2 Perbandingan Intensitas Spektrum Warna Sumber

6

7 Cahaya Lampu....................................................................4 Gambar 2.3 Intensitas Spektrum Warna Laser He Ne............................5 Gambar 2.4 Lase He Ne..........................................................................6 Gambar 2.5 Lampu Pijar.........................................................................7 Gambar 2.6 Lampu TL...........................................................................8 Gambar 2.7 Struktur Dasar Monokromator............................................9 Gambar 2.8 Kisi Difraksi Pada Monokromator....................................10 Gambar 2.9 Bagan Mikrokontroler.......................................................10 Gambar 2.10 Bentuk Motor DC pada Monokromator..........................11 Gambar 2.11 Penanaman Sensor..........................................................12 Gambar 3.1 Susunan Peralatan Praktikum...........................................13 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Daya dengan Panjang Gelombang pada LASER.....................................................................19 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Daya dengan Panjang Gelombang pada Lampu Pijar..............................................................19 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya dengan Panjang Gelombang pada Lampu TL................................................................20

DAFTAR TABEL

8 Tabel 4.1 Daya Rata – Rata pada LASER.............................................15 Tabel 4.2 Daya Rata – Rata pada Lampu Pijar......................................16 Tabel 4.3 Daya Rata – Rata pada Lampu TL.........................................17

8

9 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada zaman sekarang ini, fotonika atau ilmu yang mempelajari mengenai optik dan rekayasa optik semakin berkembang, salah satunya adalah ilmu mengenai gelombang elektromagnetik, tanpa disadari peralatan – peralatan yang digunakan dalam berbagai bidang seperti bidang industri, bidang kesehatan, dan bidang teknologi saat ini merupakan pemanfaatan dari gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik terdiri dari berbagai macam, seperti gelombang radio, gelombang micro, inframerah, sinar tampak, ultraviolet, sinar X, dan sinar gama. Salah satu jenis gelombang elektromagnetik yang tidak bisa lepas dari kehidupan manusia adalah cahaya (sinar tampak), dimana cahaya merupakan energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380 nm – 740 nm. Dan sumber cahaya dapat berasal dari cahaya alami seperti matahari dan buatan seperti laser, setiap gelombang cahaya memiliki karakteristik yang berbeda, dimana gelombang cahaya memiliki karakteristik seperti panjang gelombang, periode, fasa, dan amplitudo. Dengan begitu banyaknya karakteristik yang bisa dimiliki oleh suatu gelombang cahaya, maka dibutuhkan suatu ilmu untuk mempelajari hal tersebut, sehingga manusia dapat memanfaatkan cahaya sesuai dengan karakteristiknya agar bias didapatkan hasil yang maksimal. Berdasarkan aplikasi dan pemanfaatan gelombang elektromagnetik yang begitu banyak dan luas, maka percobaan ini sangat penting , agar diketahui karakteristik

10 sumber – sumber cahaya dan memanfaatkannya sesuai karakteristik tersebut. Oleh karena itu, dengan adanya percobaan P1 mengenai karakteristik spektrum sumber cahaya diharapkan praktikan dapat melakukan karakterisasi spektrum dan menentukan lebar spektral sumber cahaya, sehingga dari praktikum ini, ilmu yang didapatkan dapat bermanfaat dikemudian hari dalam berbagai bidang. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut: a) Bagaimana melakukan karakterisasi spektrum ? b) Bagaimana menentukan lebar spektral sumber cahaya ? 1.3 Tujuan Percobaan Tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut : a) Dapat melakukan karakterisasi spectrum. b) Menetukan lebar spektral sumber cahaya. 1.4 Sistematika Laporan Laporan resmi ini tersusun dari Bab I yaitu Pendahuluan yang terdiri dari latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan percobaan, dan sistematika laporan. Sedangkan Bab II adalah Dasar Teori yang menunjang penelitian. Bab III menjelaskan tentang Metodologi percobaan yang berisi peralatan dan prosedur penelitian. Selanjutnya, Bab IV merupakan Analisa Data dan Pembahasan Percobaan. Dan Bab V yang terdiri atas Kesimpulan dan Saran.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Spektrum Gelombang Elektromegnetik 10

11 Susunan rentang gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut dengan spektrum gelombang elektromagnetik. Spektrum gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh transisi elektron, yaitu ketika elektron berpindah dari orbit satu ke orbit yang lain. Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari gelombang radio sampai dengan sinar gamma. Hal ini dapat dilihat pada gambar spektrum gelombang elektromanetik di bawah ini

Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik Cahaya matahari yang tidak tampak berwarna ternyata dapat dipecahkan menjadi susunan cahaya berwarna yang tampak sebagai cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Artinya, cahaya putih merupakan gabungan dari beberapa cahaya berwarna. Jika spektrum cahaya tersebut dikumpulkan dan diloloskan kembali melalui sebuah prisma, cahaya tersebut kembali menjadi cahaya putih. Berikut ini adalah gambar perbandingan intensitas spektrum warna yang dipancarkan beberapa jenis bola lampu yaitu :

12

Gambar 2.2 Perbandingan Intensitas Spektrum Warna Sumber Cahaya Lampu Keterangan :  Daylight : cahaya siang matahari alami  Incandescent : cahaya lampu pijar  Fluorescent : cahaya putih lampu neon  Halogen : cahaya lampu halogen  Cool White LED  Warm White LED Sedangkan untuk spektrum panjang gelombang sumber cahaya berupa laser He-ne adalah :

12

13

Gambar 2.3 Intensitas Spektrum Warna Laser He-Ne

2.2 Sumber Cahaya Setiap sumber cahaya memiliki karakteristrik spektrum yang berbeda-beda. Pada dasarnya terdapat 2 jenis sumber cahaya, yaitu cahaya alami dan cahaya buatan. Cahaya alami merupakan cahaya yang berasal dari matahari, sedangkan cahaya buatan berasal dari lilin, lampu gas, lampu minyak, dan lain-lain. Kedua sumber cahaya ini mempunyai kelebihan dan kekurangan. Sumber cahaya alami memiliki sifat tidak menentu, tergantung pada iklim, musim, dan cuaca. Sedangkan cahaya buatan membutuhkan biaya tertentu, namun peletakan dan kestabilan cahaya dapat diatur. Berikut ini beberapa jenis sumber cahaya buatan. 2.2.1 Laser He-Ne LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik, biasanya dalam

14 bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal, melalui proses pancaran terstimulasi. Pancaran LASER biasanya tunggal, memancarkan foton dalam pancaran koheren. Komponen yang diperlukan adalah resonator untuk proses penguatan foton. Salah satu jenis laser yang sering digunakan adalah laser He-Ne.

Gambar 2.4 Laser He Ne

Laser He – Ne merupakan salah satu tipe laser dimana medium aktif dari laser ini adalah gas helium neon. Mekanisme populasi inverse pada laser He-Ne meliputi kombinasi dari tumbukan electron He dengan taranfer electron dari helium ke neon. Perbandingan campuran gas ini berkisar 90% helium dan 10% neon. Senyawa gabungan gas helium dan neon ditempatkan pada rongga tertutup, resonant cavity, yang diapit oleh dua buah cermin. Salah satu cermin memantulkan berkas foton secara sempurna dan yang lainya memantulkan sebagian. Pemantulan dari cermin ini berfungsi untuk memperkuat cahaya laser. Ketika terjadi proses penembakan gas, electron akan terakslerasi turun dari tabung yang kemudian akan menumbuk atom helium, sehingga atom tersebut akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. 14

15 Pada umumnya laser He-Ne yang digunakan mampu mengeluarkan cahaya monokromatik pada kisaran panjang gelombang 600 nm, tetapi pada kenyataannya terdapat pula laser he-ne yang mempunyai rentang panjang gelombang yang saling berdekatan sekitar 625,7 ± 8,2 nm. Laser He-ne biasanya dimanfaatkan sebagai scanner barcode dan seringkali digunakan dalam dunia medis sebagai sterilisasi alat kedokteran. 2.2.2 Lampu Pijar Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.

Gambar 2.5 Lampu Pijar Saat bola lampu pijar dihidupkan, arus listrik akan mengalir dari electrical contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutub positif. Elektron di sepanjang filamen ini secara konstan akan menabrak atom pada filamen. Energinya akan menggetarkan atom. Ikatan elektron dalam atom-atom yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan tertinggi secara berkala. Saat energinya kembali ke tingkat normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam bentuk foton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk foton-

16 foton sinar infrared yang tidak mungkin dilihat oleh mata manusia. Spektrum panjang gelombang yang dihasilkan oleh lampu pijar berkisar antara 381,5nm-751,2nm. 2.2.3 Lampu TL Lampu TL (Fluorescent Lamp) adalah lampu listrik yang memanfaatkan gas Neon dan lapisan fluorescent sebagai pemendar cahaya pada saat dialiri arus listrik.

Gambar 2.6 Lampu TL Tabung lampu TL ini diisi oleh gas yang pada saat elektrodanya mendapat tegangan tinggi gas ini akan terionisasi sehingga menyebabkan elektron-elektron pada gas bergerak dan memendarkan fluorescent pada tabung lampu TL. Lampu TL memiliki spektrum panjang gelombang dari 351,4 nm sampai dengan 698,2 nm. 2.3 Monokromator dengan Difraksi Kisi Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatismenjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang bebeda (terdispersi). Penggunaan monokromator adalah menentukan pengukuran spektrum frekuensi sumber cahaya, dan hasil cahaya yang didapatkan dapat dimanfaatkan untuk pengolahan citra, spektroskopi, penentuan quantum effeciency sel surya, spektrum arbsobsi suatu bahan uji, dan sebagainya. Komponen utama monokromator terdiri dari sumber cahaya polikoromatik yang dapat diganti-ganti jenisnya, beberapa 16

17 cermin sebagai pemanjang lintasan cahaya terdifraksi, kisi difraksi dan pengendalinya.

Gambar 2.7 Struktur dasar Monokromator Monokromator memerlukan pengendali kisi difraksi yang sangat sensitif terhadap perubahan gelombang (cahaya monokromatik) yang dikeluarkan pada celah keluaran (exit slit).

Gambar 2.8 Kisi Difraksi pada Monokromator Pengendali monokromator tersebut dapat dikendalikan menggunakan mikrokontroler yang merespon perubahan sudut putar kisi difraksi. Pada prinsipnya, untuk mengubah

18 keluaran gelombang pada monokromator di gunakan pemutaran sudut kisi difraksi karena halini berkaitan dengan persamaan 1 di atas. Pemutaran sudut pada kisi difraksi dilakukan menggunakan motor yang diatur menggunakan mikrokontroler dan terkalibrasi hubungan antara putaran sudut dengan nilai panjang gelombang yang dikeluarkan.

Gambar 2.9 Bagan Mikrokontroler Pemutar yang umum digunakan adalah motor stepper, akan tetapi pada perancangan sistemini digunakan motor DC yang dimodifikasi sistem geraknya seperti gambar di bawah :

Gambar 2.10 Bentuk motor DC pada Monokromator Motor DC yang dikendalikan setiap di beri sinyal masukan tegangan akan membuat kisi difraksi terputar dan 18

19 menimbulkan keluaran panjang gelombang yang berbedabeda. Arah putar motor DC akan memberikan efek arah putar kisi dirfaksi, motor dengan sinyal masukan + akan memutar kisi difraksi serah jarum dan sinyal masukan – akan memutar kisi difraksi berlawanan jarum jam. Sinyal masukan untuk memutar di sesuakan dengan inputanpengatur berupa sensor perubahan sudut kisi difraksi yang memiliki informasi mengenaikeluaran panjang gelombang pada output slit. Sensor yang digunakan berupa sensor yang memberikan respon perubahan resistansiakibat perputaran sudut, yang secara prinsip mirip dengan Starin Gauge. Perbedaannya StrainGauge memberikan informasi resistansi di tampilkan pada display pengukuran, sedangkan untuk sensor pada kisi difraksi untuk mengeluarkan dispay panjang gelombang dan kena di sinyal motor DC. Gambar penanaman sensor adalah sebagai berikut :

Gambar 2.11 Penanaman Sensor Respon sinyal dari sensor perubahan resistansi akan di olah menggunakan jembatan wheatstone dan op amp, sehingga

20 keluaran berupa tegangan yang di konversi oleh ADC dan mengatur kerja mikrokontroler. BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM 3.1 Peralatan dan Bahan Peralatan yang dibutuhkan pada praktikum modul 1 karakterisasi spektrum sumber cahaya, antara lain: 1. Sumber Cahaya  Laser He-Ne 1 buah  Lampu Pijar 1 buah  Lampu TL 1 buah 2. Monokromator 1 buah 3. Adaptor DC 1 buah 4. Optical power meter Thorlabs PM100D 1 buah 5. Laptop yang sudah terinstall program PMD100D Utility 3.2 Prosedur Percobaan Prosedur percobaan yang harus dilakukan pada praktikum karakterisasi spektrum sumber cahaya adalah sebagai berikut. 1. Peralatan disusun seperti gambar dibawah.

Gambar 3.1 Susunan Peralatan Praktikum 2. Optical power meter dihubungkan dengan laptop melalui kabel USB. 3. Optical power meter dinyalakan dan program PMD100D Utility dijalankan. tunggu sampai optical power meter terhubung dengan laptop. 4. Sumber cahaya ditempatkan sesuai gambar. 20

21 5. Sumber cahaya dinyalakan dengan jarak 3 cm dari detektor. 6. Panjang gelombang diatur pada optical power meter pada λ = 400 - 700 nm dengan kenaikan tiap 10 nm. 7. Nilai daya optik yang terbaca diamati dan disimpan. 8. Langkah ke-5 diulangi untuk sumber cahaya lain. 9. Grafik daya optik dibuat sebagai fungsi panjang gelombang untuk semua sumber cahaya. 10. Lebar spektral ditentukan untuk tiap sumber cahaya.

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data Dari praktikum yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut: Tabel 4.1 Daya Rata-Rata pada Laser Panjang Gelomb

Daya (Watt)

22 ang (nm) 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660

3,02E-08 3,05E-08 2,29E-08 3,43E-08 3,54E-08 3,59E-08 2,80E-08 3,48E-08 4,52E-08 2,18E-08 2,91E-08 2,14E-08 2,17E-08 2,06E-08 1,45E-08 1,01E-08 2,14E-09 6,29E-09 8,87E-10 4,41E-09 2,01E-07 4,73E-09 1,12E-09 -5,48E-09 8,65E-11 -5,33E-10 -1,72E-09 22

23 670 680 690 700

-2,84E-09 -2,08E-09 -2,72E-09 -8,53E-10

Tabel 4.2 Daya Rata-Rata pada Lampu Pijar Panjang Gelomb ang (nm) 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580

Daya (Watt) 5,68E-05 2,96E-05 3,13E-05 2,87E-05 2,64E-05 2,62E-05 2,88E-05 2,75E-05 3,46E-05 3,65E-05 3,84E-05 4,39E-05 4,44E-05 4,52E-05 4,57E-05 4,71E-05 4,71E-05 4,98E-05 5,36E-05

24 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700

5,52E-05 5,62E-05 5,66E-05 5,78E-05 5,91E-05 6,06E-05 6,23E-05 6,31E-05 6,33E-05 6,33E-05 5,60E-05 5,62E-05

Tabel 4.3 Daya Rata-Rata pada Lampu TL Panjang Gelomba ng (nm) 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500

Daya (Watt) 1,53E-06 2,28E-06 3,34E-06 6,82E-06 7,74E-06 7,38E-06 6,52E-06 5,96E-06 5,75E-06 5,57E-06 4,91E-06 24

25 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700

4,89E-06 6,80E-06 8,61E-06 9,55E-06 9,00E-06 6,88E-06 5,32E-06 4,37E-06 5,22E-06 6,18E-06 6,61E-06 5,61E-06 4,00E-06 2,46E-06 1,32E-06 8,20E-07 6,07E-07 5,89E-07 6,11E-07 5,99E-07

Kemudian data di atas dilpot menjadi grafik. Berikut grafik yang didapatkan:

26

Laser 2.50E-07 2.00E-07 1.50E-07

Laser

1.00E-07 5.00E-08 0.00E+00 -5.00E-08

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Daya dengan Panjang Gelombang pada Laser

Lampu Pijar 8.00E-05 6.00E-05

Lampu Pijar

4.00E-05 2.00E-05 0.00E+00

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Daya dengan Panjang Gelombang pada Lampu Pijar 26

27

Lampu TL 1.20E-05 1.00E-05 8.00E-06 6.00E-06

Lampu TL

4.00E-06 2.00E-06 0.00E+00

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya dengan Panjang Gelobang pada Lampu TL Kemudian grafik diatas dianalisa. Pada laser diperoleh nilai FWHM sebesar 1,01E-07 Watt. Pada nilai tersebut ditarik garis ke kiri dan ke kanan sampai memotong garis hubungan daya dan panjang gelombang dan ditarik garis ke bawah, kemudian didapatkan lebar spektral yakni sekitar 585 nm – 605 nm. Pada lampu pijar diperoleh nilai daya tertinggi sebesar 6,33E-05 Watt. Pada lampu pijar tidak dapat dicari lebar spektral. Pada lampu TL diperoleh nilai FWHM sebesar 4,78E-06 Watt. Pada nilai tersebut ditarik garis ke kiri dan ke kanan sampai memotong garis hubungan daya dan panjang gelombang dan ditarik garis ke bawah, kemudian didapatkan lebar spektral yakni sekitar 515 nm – 570 nm. 4.2 Pembahasan

28 4.2.1

Mohammad (2412100041)

Nachrul

Irfan

Praktikum P1 kali ini membahas karakterisasi dari sumber cahaya dan mendapatkan lebar spectral dari sumber cahaya tertentu. Sumber cahaya yang digunakan pada praktikum kali ini adalah Laser HeNe, LED Putih, dan LED Biru sebagai sumber monokromatis serta Lampu Bohlam dan lampu TL sebagai sumber polikromatis. Dari hasil percobaan didapat grafik Laser HeNe hanya mempunyai 1 puncak, sedangkan pada lampu TL terdapat 3 puncak dan pada lampu pijar tidak terdapat puncak tertinggi. Hal ini dikarenakan lampu TL dan lampu pijar adalah jenis sumber cahaya polikromatis. Sehingga banyak terdapat warna yang mempengaruhi puncak grafik. Pada grafik sumber cahaya yang dihasilkan tidak berbentuk Gaussian sempurna karena efek human error saat pengambilan data, seperti ketidak cocokan posisi sensor. Untuk mendapatkan lebar spectral menggunakan FWHM (Full Width Half Max) dimana mengukur panjang gelombang saat daya tertinggi dengan setengah daya tersebut. Untuk mendaptakan hasil yang lebih akurat menggunakan polarisasi. Pada perhitungan didapatkan lebar spectral Laser HeNe antara 585 nm sampai 605 nm dan lebar spectral lampu TL antara 515 nm sampai 570 nm. Untuk lampu pijar lebar sprectralnya tidak dapat ditentukan dari grafik yang kami dapatkan, dikarenakan tidak terdeteksi adanya puncak tertinggi.

28

29 4.2.2 Viqi Bhagaskara Kresna (2413100002) Pada praktikum p1 teknik optik mengenai karakteristik spektrum gelombang elektromagnetik ,diperoleh data rata rata sebanyak 90 data, data rata-rata tersebut terdiri dari 30 data pada LASER, 30 data pada lampu pijar dan 30 data pada lampu TL, dari 30 data rata-rata dibuat grafik untuk mengetahui spektrum dan lebar spektral dari tiap sumber cahaya, pada sinar LASER diperoleh gambar grafik percobaan yang sesuai dengan teori (terdapat 1 puncak tertinggi pada panjang gelombang disekitar 600nm), dimana titik puncak dari hasil percobaan terjadi pada panjang gelombang 600nm dengan daya sebesar 2,02E -07 watt dan lebar spectral sekitar 585 – 605 nm, sehingga diperoleh nilai FWHM sebesar 1,01E-07, untuk lampu pijar hasil grafik dari percobaan tidak sesuai dengan teori, dimana pada grafik hasil percobaan pada bagian awal nilai daya pada rentang 400 -410nm cukup tinggi, kemudian daya turun dan naik lagi, sedangkan pada teori didapatkan grafik (pada rentang 400nm – 700nm) terus naik, sehingga dari grafik percobaan hanya bias didapatkan nilai daya tertinggi 6,33E-05, dan untuk lampu TL, grafik dari hasil percobaan sesuai dengan teori, dimana terdapat 3 puncak, sehingga didapatkan nilai daya tertinggi 4,78E-06 pada panjang gelombang 540nm dengan lebar spectral 515 nm – 570 nm dan nilai FWHM sebesar 4,78E-06 Watt, dari ketiga data hasil percobaan tersebut

30 terdapat ketidak sesuaian antara teori dengan hasil praktikum, khusunya pada lampu pijar, hal ini dikarenakan adanya human error seperti hasil keluaran sinar dari monokromator tidak tepat pada detector, kemudian pada pertengahan praktikum detector tersebut diubah-ubah sehingga keluaran sinar bias tepat mengenai detector.

4.2.3 Shinta Aprilia Safitri (2413100005) Cahaya adalah salah satu elemen bidang fotonika yang seringkali dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, begitu pula sesuatu yang dapat menimbulkan cahaya atau yang biasa disebut dengan sumber cahaya. Pada praktikum teknik optik kali ini membahas tentang sumber cahaya dari tiga sumber cahaya yang berbeda, yaitu : laser he-ne, lampu pijar, dan lampu TL. Hal yang diamati pada percobaan kali ini adalah tentang karakteristik spektrum dan lebar spektral dari ketiga sumber cahaya tersebut. Hasil percobaan berupa grafik yang telah diplot menunjukkan bahwa pada laser diperoleh nilai FWHM sebesar 1,01E-07 Watt dan didapatkan lebar spektral sekitar 585 nm – 605 nm. Pada lampu pijar diperoleh nilai daya tertinggi sebesar 6,33E-05 Watt, namun tidak dapat dicari lebar spektralnya. Sedangkan pada lampu TL diperoleh nilai FWHM sebesar 4,78E-06 Watt dengan lebar spektral yakni sekitar 515 nm – 570 nm. Ketika dibandingkan plot hasil percobaan dengan landasan teori yang ada, terdapat beberapa ketidaksesuaian pada lampu pijar, namun untuk lampu TL dan laser he-ne hampir mendekati teori. Pada laser 30

31 he-ne, seharusnya memiliki spektrum monokromatis pada panjang gelombang 632,8 nm, namun dari hasil praktikum didapatkan nilai lebar spektral sebesar 585nm-605nm, sehingga laser tersebut tidak dapat dikatakan mampu mengeluarkan sumber cahaya monokromatis. Beberapa ketidaksesuaian data tersebut dikarenakan adanya kesalahan-kesalahan pada saat pengambilan data, yaitu : detektor dari monokromator tidak tepat ketika menangkap sumber cahaya yang masuk, loss daya dari sumber cahaya dikarenakan ruangan tidak gelap total, dan kurang telitinya praktikan ketika melakukan pembacaan data. 4.2.4 Marfu’ah (2413100007) Praktikum P1 bertujuan supaya dapat melakukan karakterisasi spektrum dan menentukan lebar spektral sumber cahaya. Dari hasil praktikum diperoleh grafik hubungan daya dan panjang gelombang. Grafik laser dan lampu TL sudah sesuai dengan teori, namun pada grafik hubungan daya dan panjang gelombang pada lampu pijar tidak sesuai dengan teori karena kesalahan praktikan dalam menyusun alat dan bahan sehingga data yang diperoleh kurang akurat. Kemudian grafik tersebut dianalisa dan didapatkan lebar spektral laser yakni 585 nm – 605 nm dan lebar spektral lampu TL yakni 515 nm – 570 nm. Pada grafik hubungan daya dan panjang gelombang pada lampu pijar tidak dapat dicari lebar spektral karena cahaya yang yang dihasilkan lampu pijar memiliki daya yang menyebar dan polikromatis

32

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah sebagai berikut: a. Besarnya daya tertinggi pada laser, lampu pijar, lampu TL adalah 2,01E-07 Watt; 6,33E-05 Watt, 9,55E-06 Watt. b. Untuk menetukan lebar spectral, pertama didapatkan nilai daya tertinggi terjadi pada panjang gelombang berapa, setelah itu diperoleh nilai FWHM . Pada nilai 32

33 tersebut ditarik garis ke kiri dan ke kanan sampai memotong garis hubungan daya dan panjang gelombang dan ditarik garis ke bawah, kemudian didapatkan lebar spectral, untuk nilai lebar spektral laser adalah 585 nm – 605 nm, lebar spektral lampu TL adalah 515 nm – 570 nm. 5.2 Saran Adapun saran yang dapat diberikan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: a. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam menyusun alat dan bahan supaya data yang dihasilkan lebih akurat b. Waktu untuk praktikum diperpanjang agar dapat mengambil data untuk 4 sumber cahaya

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2015. ”Modul Praktikum Teknik Optik P1, “Karakterisasi Spektrum Sumber Cahaya”. Surabaya.