refraktometer Abbe

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Hukum pembiasan antarmuka sesuai dengan inhomogeneity utama, dan atom yang membentuk itu menghamburkan cahaya mundur baik, seperti balok tercermin, dan maju, seperti balok ditransmisikan. Fakta bahwa sinar insiden yang bengkok atau "ternyata dari jalan mereka", seperti Newton menaruhnya, disebut refraksi.Memeriksa berkas dikirimkan atau dibiaskan. Berbicara clasicaly, setiap molekul berenergi pada antarmuka memancarkan wavelet ke dalam gelas yang memperluas keluar pada kecepatan c.Ini dapat dibayangkan sebagai menggabungkan menjadi gelombang sekunder yang kemudian recombines dengan unscattered dari gelombang utama, untuk membentuk gelombang ditransmisikan bersih.

            Sebagaimana telah kita lihat, ini gelombang transmiited biasanya merambat dengan kecepatan efektif. itu pada dasarnya seolah-olah atom pada antarmuka tersebar "wavelets lambat" ke dalam gelas yang menggabungkan untuk membentuk "gelombang ditransmisikan lambat". Kami akan kembali ke citra ini ketika kita berbicara tentang Prinsip Huygens. Dalam hal apapun, karena fenomena koperasi yang dikenal sebagai gelombang elektromagnetik ditransmisikan lebih lambat daripada gelombang elektromagnetik insiden, muka gelombang yang ditransmisikan yang dibiaskan, pengungsi (berubah sehubungan dengan muka gelombang insiden.

            Muka gelombang "tikungan" saat mereka menyeberangi perbatasan karena perubahan kecepatan.Persamaan ini merupakan bagian pertama dari hukum refraksi, juga dikenal sebagai hukum snell setelah orang yang mengusulkan itu (1621), Snell analisis telah hilang, tapi account kontemporer mengikuti pengobatan. apa yang ditemukan melalui pengamatan adalah bahwa lentur dari sinar dapat diukur melalui dan udara yang setara dengan eq. Kita sekarang tahu bahwa t Inggris ke Harriot thomas telah sampai pada kesimpulan yang sama sebelum 1601,  tetapi menyimpannya untuk dirinya sendiri.

            Pada awalnya indeks bias itu hanyalah eksperimen ditentukan konstanta ofthe media fisik. Pada saat itu, pentingnya n sebagai ukuran kecepatan cahaya tampak jelas.,hukum snell telah terbukti menjadi konsekuensi alami Maxwell teori elektromagnetik. Dimana semua sudut diukur dari tegak lurus. Sebuah panjang dengan eq, ada pergi pemahaman bahwa insiden,refrected, dan dibiaskan sinar semua terletak pada bidang kejadian.                                            (Hecht. Eugene, 2002)

Sejauh ini telah diasumsikan bahwa bias fungsi indeks n kontinu. Kita sekarang harus mendiskusikan perilaku sinar ketika mereka menyeberangi permukaan yang memisahkan dua media yang homogen indeks bias yang berbeda. Ini telah ditunjukkan oleh Sommerfeld dan Runge bahwa perilaku mudah dapat ditentukan oleh argumen yang sama dengan yang digunakan untuk menurunkan kondisi yang berkaitan dengan perubahan dalam vektor lapangan di diskontinuitas permukaan.

Ini mengikuti dari persamaan sebelumnya, pada bagian identitas curl grad ≡ 0, bahwa vektor ns = ndr / ds, disebut kadang-kadang vektor ray, memenuhi relasi :

                                                               Curl ns = 0                                                                       (2.1)

            Kita anggap berkas datang dalam Gambar 43-1b adalah gelombang datar, dengan muka gelombang tegak lurus kepada sinar datang.Berkas yang dipantulkan dan yang dibiaskan juga digambarkan dengan sinar-sinar.Sudut datang (θ1), sudut refleksi (θ’) dan sudut refraksi (θ2) diukur dari normal bidang batas ke sinar yang bersangkutan seperti diperlihatkan pada gambar.Berdasarkan eksperimen, diperoleh hukum-hukum mengenai refleksi dan refraksi sebagai berikut:

1.Sinar yang direfleksi dan yang direfraksikan terletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas di titik datang yaitu bidang.     

Seperti sebelumnya, kita ganti T permukaan diskontinuitas dengan lapisan transisi di seluruh yang E, U, dan n berubah dengan cepat tetapi terus menerus dari nilai-nilai mereka yang dekat T di satu sisi nilai-nilai mereka yang dekat T di sisi lain. Selanjutnya kita mengambil elemen bidang area sisi-sisinya P1Q1 dan P2Q2 paralel dan dengan P1P2 dan Q1Q2 tegak lurus terhadap T. Jika b menunjukkan unit yang normal ke daerah ini, maka kita harus dari memulai pada

mengintegrasikan seluruh daerah dan menerapkan teorema stoke.

Integral kedua diambil sepanjang batas kurva P1Q1P2Q2. Melanjutkan ke batas sebagai ketinggian δh--0, dengan cara teliti sama seperti pada derivasi dari sebelumnya. Kita memperoleh:

                                                       n₁₂ ^(n₂s₂ – n₁n₁) = 0                                                                (2.2)

Dimana N12 adalah unit normal terhadap permukaan batas menunjuk dari pertama ke medium kedua. Menyiratkan bahwa komponen tangensial dari ns vektor ray adalah:

Kontiniu di seluruh permukaan atau, berapa jumlahnya untuk hal yang sama, vektor N = N2S2-N1S1 normal ke permukaan. Biarkan teta1 dan teta2 menjadi sudut yang sinar datang dan sinar                      dibiaskan membuat dengan N12 normal ke permukaan. Kemudian mengikuti dari itu.

                                                       n₂ (n₁₂ ^s₂) = n₁(n₁₂^s₁)                                                            (2.3a)

                                                      sehingga : n₂ sinƟ₂ = n₁ sinƟ₁                                                 (2.3b)

Menyiratkan bahwa sinar dibiaskan terletak pada bidang yang sama dengan sinar datang dan normal ke permukaan (bidang kejadian) dan menunjukkan bahwa rasio sinus sudut bias ke sinus dari sudut insiden sama dengan rasio n1 / n2 dari indeks bias. Kedua hasil mengungkapkan hukum pembiasan(hukum snell ini). Hukum ini telah diturunkan dalam persamaan sebelumnya untuk kasus khusus gelombang pesawat. Tapi sementara pembahasan sebelumnya terkait gelombang pesawat sewenang-wenang panjang gelombang jatuh di atas permukaan pesawat pembiasan, analisis ini berlaku untuk gelombang dan permukaan pembiasan dari yang lebih umum dari, profided bahwa panjang gelombang yang cukup kecil (lamda0-0). Kondisi ini berarti, dalam prakteknya, bahwa Raddi dari cuvature dari gelombang datang dan permukaan batas harus besar dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya insiden                                                                (Hardy, Arthur C,1932)

Refleksi dan refraksi sejauh  ini kita baru spektrum elektromagnetik, termasuk cahaya tampak, dalam ruang bebas tanpa batas. Berikut ini kita akan  membahasnya bila ia dipantulkan oleh permukaan datar, seperti gelas atau air, dan juga perilakunya ketika melalui bahan-bahan transparan semacam itu. Seperti akan kita lihat dalam pasal berikut, tanpa pengertian sifat-sifat tersebut , alat-alat seperti kamera, teleskop, kacamata, mikroskop, dan sebagainya akan sulit dijelaskan. Sebagaimana adanya yang disebut sebagai cahaya tampak dalam pasal ini memiliki perluasannya dalam daerah lain spektrum elektromagnetik.                                                                                            Dalam gambar 43-1a, seberkas cahaya jatuh pada permukaan air, sebagian di pantulkan oleh permukaan, sebagian lagi dibelokkan (dibiaskan, direfraksikan) masuk ke dalam air. * Dalam gambar 43-1b, berkas datang digambarkan dengan sebuah garis lurus, sinar datang, sejajar dengan arah perambatan. Kita anggap berkas datang dalam Gambar 43-1b adalah gelombang datar, dengan muka gelombang tegak lurus kepada sinar datang.Berkas yang dipantulkan dan yang dibiaskan juga digambarkan dengan sinar-sinar.Sudut datang (θ1), sudut refleksi (θ’) dan sudut refraksi (θ2) diukur dari normal bidang batas ke sinar yang bersangkutan seperti diperlihatkan pada gambar.Berdasarkan eksperimen, diperoleh hukum-hukum mengenai refleksi dan refraksi sebagai berikut:

1.Sinar yang direfleksi dan yang direfraksikan terletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas di titik datang yaitu bidang.                                           

  2.Untuk refleksi :

                                                  =                                                                              (2.4)

Untuk refraksi :

                                                 =                                                                          (2.5)

Hukum refleksi telah dikenal oleh Euclides.Hukum refraksi di peroleh secara eksperimen oleh Willebrod Snell (1591-1626) dan di turun melalui teori korpuskuler cahaya oleh Rene Descartes (1596-1650). Hukum refraksi ini dikenal sebagai hukum Snell, atau ( di Perancis) dikenal sebagai hukum Descartes. Kita dapat menurunkan refleksi dan refraksi ini dari persamaan- persamaan Maxwell, yang berarti bahwa hukum ini berlaku untuk semua daerah spektrum elektromagnetik.Gambar 43-4a memperlihatkan susunan percobaan untuk mempelajari refleksi gelombang mikro oleh suatu lempeng logam yang besar.                                                                   Adanya berkas refleksi pada sudut yang semestinya meengukuhkan hukum pemantulan untuk gelombang mikro. Banyak bukti percobaan yang menunjukkan bahwa persamaan  43-1 dan 43-2 benar-benar menggambarkan perilaku berkas yang direfleksikan data yang direfraksikan untuk seluruh daerah spektrum elektromagnetik.Telah diketahui bahwa permukaan pelat baja yang digosok sampai mengkilap akan memantulkan dengan baik berkas yang datang padanya, tetapi selembar kertas sedikit-banyak akan menghamburkannya ke segala arah (refraksi baurdiffusse refraction). Kebanyakan benda-benda tak bercahaya di sekitar kita dapat dilihat karena refleksi hanya akan terbentuk jika kedalaman ratta-rata dari ketidak teraturan permukaan pemantul (reflector) jauh lebih kecil dari pada panjang gelombang cahaya yang datang. Syarat kekasaran permukaan ini memiliki pengertian yang berlainan untuk daerah spektrum elektromagnetik yang berbeda.                                                                                                                  

Misalnya dasar wajan yang terbuat dari besi tuang adalah refraktor yang baikn untuk gelombang mikro dengan panjang gelombang 0,5 cm, tetapi reflector yang buruk untuk cahaya tampak ( artinya, kita dapat bercermin untuk bercukur atau berdandan dengannya ). Syarat kedua bagi adanya berkas refleksi adalah ukuran rentang reflector harus jauh lebih besar daripada panjang gelombang berkas datang. Jika seberkas cahaya tampak jatuh pada logam mengkilap berukuran sebesar uang logam, akan terjadi berkas refleksi, tetapi jika yang datang adalah gelombang radio, katakanlah dengan λ = 1,0 m, berkas tersebut akan di hamburkan ke segala arah, tidak ada berkas yang menonjol dalam satu arah tertentu.

Sinar dari cahaya untuk  menyelidiki  aspek yang paling penting mengenai perambatan cahaya yaitu refraksi. Bila sebuah gelombang cahaya menumbuk antar muka(intreface) halus yang memisahkan dua material transparan(material tembus cahaya ) (seperti udara dan kaca atau air dan kaca) maka pada umumnya sebagian gelombang itu direfleksikan dan sebagian lagi direfraksikan kedalam material kedua.

            Misalnya bila seseorang berada di dalam restoran itu dapat memandang keluar melalui jendela dengan pemandangan sama karena cahaya mencapai orang itu dengan refraksi. Segmen -segmen  gelombang bidang yapat dipersentasikan sebagai paket-paket sinar yang membentuk berkas cahaya. Kita menjelaskan arah sinar masuk, sinar yang direfleksikan  dan sinar yang direfraksikan pada antar muka yang halus diantara dua material optik sebagai sudut-sudut yang dibuat oleh sinar-sinar itu dengan normal terhadap permukaan tersebut di titik masuk. Refleksi pada sudut tertentudari sebuah permukaan yang sangat halus dinamakan refleksi spekular.

            Indeks refraksi( index refraction) dari sebuah material optik juga dinamakan indeks refraktif yang dinyatakan dengan n, memainkan peranan penting dalam optikageometrik. Indeks refraksi itu adalah rasio dari laju cahaya c dalam ruang hampa terhadap laju cahaya v dalam material itu.

  (indeks refraksi)                                                  (2.6)

            Cahaya selalu berjalan lebih lambat didalam materialdaripda didalam ruang hampa, sehingga nilai n dalam medium apapun selain ruang hampa selalu lebih besar daripada satu. Untuk ruang hampa, n = 1. Karena n  adalah rasio dari dua laju, maka n adalah bilangan murni tanpa satuan. Laju gelombang v berbanding  terbalik dengan indeks refraksi n. Semakin besar indeks refraksi dalam suatu material, semakin lambat laju gelombang dalam material tersebut. Kajian eksperimental mengenai arah sinar masuk , sinar yang direfleksikan , dan sinar yang direfraksikan pada antar muka yang halus diantara dua material optik memunculkan kesimpulan-kesimpulan berikut

Sinar yang masuk, sinar yang direfleksikan,dan sinar yang direfraksikan dan normal-terhadap-permukaan semuanya terletak pada bidang yang sama. Bidang dari ketiga sinar itu tegak lurus terhadap bidang permukaan batas diantar kedua material tersebut. Kita selalu menggambarkan diagram sehingga sinar masuk , sinar yang direfleksikan, dan sinar yang direfraksikan berada dalam bidang diagram.

Sudut refleksi  sama dengan sudut masuk untuk semuapanjang gelombang  dan untuk setiap pasangan material.

                                                    ( hukum refleksi)                                                        ( 2.7)

 Hubungan ini,bersama-sama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan sinar yang direfleksikan dan normal, semuanya terletak pada bidang yang sama, yang dinamakan hukum refleksi(law of reflection). Untuk cahaya monokromotikdan untuk sepasang material yang diberikan, a dan b, pada sisi-sisi yang berlawanan dari antar muka itu,                  

Ini adalah peristiwa difraksi yang akan kita bahas dalam pasal 46. Syarat bahwa permukaan harus “halus” dan “besar” berlaku juga bagi  terbentuknya berkas yang akan di refraksikan. Jika kedua persyaratan ini tidak di penuhi , maka penggambaran refleksi dan refraksi dalam sinar-sinar, dengan sifta seperti yang dinyatakan oleh persamaan 43-1 dan 43-2, tidak lagi berlaku.Inilah hubungan yang kita cari.Persamaan ini hanya berlaku untuk sudut θ yang dipilih sehungga sinar melalui prisma secara simetrik. Dalam keadaan ini sudut deviasi minimum.

jika di besarkan atau dikecilkan, sudut deviasinya akan membesar disebut sebagai deviasi minimum. Suatu teori cahaya tidak akan di terrima jika tidak dapat menjelaskan hukum-hukum yang sudah mantap.           Semakin besar indeks refraksi dalam suatu material, semakin lambat laju gelombang dalam material tersebut. Semakin besar indeks refraksi dalam suatu material, semakin lambat laju gelombang dalam material tersebut. Kajian eksperimental mengenai arah sinar masuk , sinar yang direfleksikan , dan sinar yang direfraksikan pada antar muka yang halus diantara dua material optik memunculkan kesimpulan-kesimpulan berikut. Syarat bahwa permukaan harus “halus” dan “besar” berlaku.                                                                   (David Halliday,1984)                                                                                                                       

BAB I

PENDAHULUAN

                                                                                         

1.1 Latar Belakang

Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar/ konsentrasi bahan terlarut. Misalnya gula, garam, protein, dsb. Prinsip kerja dari refraktometer sesuai dengan namanya adalah memanfaatkan refraksi cahaya. Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernest Abbe seorang ilmuan dari German pada permulaan abad 20 (Anonim, 2010).Indeks bias adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Indeks bias berfungsi untuk identifikasi zat kemurnian, suhu pengukuran dilakukan pada suhu 20^oC dan suhu tersebut harus benar-benar diatur dan dipertahankan karena sangat mempengaruhi indeks bias. Harga indeks bias dinyatakan dalam farmakope Indonesia edisi empat dinyatakan garis (D) cahaya natrium pada panjang gelombang 589,0 nm dan 589,6 nm. Umumnya alat dirancang untuk digunakan dengan cahaya putih. Alat yang digunakan untuk mengukur indeks bias adalah refraktometer ABBE. Untuk mencapai kestabilan, alat harus dikalibrasi dengan menggunakan plat glass standart (Anonim, 2010).Refraktometer tertentu dapat menentukan konsentrasi gula dengan mengukur bagaimana cahaya dibiaskan dalam larutan gula. Getah dan sirup sample konsentrasi gula dapat diukur dengan jenis refraktometer. Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarut misalnya: gula, garam, protein dan sebagainya. Bila cahaya putih dilewatkan prisma kaca, konsentrasi bahan terlarut misalnya: gula, garam, protein dan sebagainya. Bila cahaya putih dilewatkan prisma kaca, warna-warni pelangi akan muncul. Telah dibuktikan bahwa prisma tidak menambahkan warna pada cahaya putih, tetapi menyebabkan cahaya dengan warna-warna yang barbeda berbelok  melalui sudut-sudut yang berbeda. Fenomena ini yang disebut dispersi, melalui sudut-sudut yang berbeda. Fenomena ini yang disebut dispersi, merupakan karakteristik kaca dan material tembus  cahaya (transparan lainnya). Pengukuran indeks bias suatu zat cair berguna bagi penilaian sift dan kemurnian zat cair,konsentrasi larutan serta kadar persentasi zat yang diekstraksikan kedalamnya.Polarisasi adalah karakteristik semua gelombang transversal

     

1.2 Tujuan Percobaan

1.      Untuk mengetahui fungsi utama refraktometer abbe

2.      Untuk mengetahui pentingnya cahaya dalam pada alat dan prinsip kerja refraktometer abbe

3.      Untuk mengetahui pentingnya refraksi dalam prinsip kerja refraktometer abbe

DAFTAR PUSTAKA

Halliday. D. 1984. “ FISIKA”. Edisi ketiga.Jilid 2.

 Jakarta : Erlangga                                

          Hal :  607-614

Hecht, E. 2002. OPTICS.

New York : Addison Wesley.

 Hal : 110-101

Wolf, Max. 1980. “PRINCIPLES OF OPTICS”. Sixth Edition.

England: Pergamon Press

            Pages. 124 -125

Medan, 11 November 2015

Asisten                                                                                                            Praktikan

(Rusti Irawaty Simbolon)                                                                                      (Reggy Zurcher)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1  Peralatan dan Bahan

3.1.1 Peralatan dan Fungsi

1.   Refraktormeter Abbe : alat yang digunakan untuk mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarut

a.       Teropong: untuk mengamati indeks bias dan konsentrasi yang terkandung dalam Refraktometer Abbe.

b.      Prisma(kerja dan pelengkap): untuk menghamburkan cahaya

1.      Prisma diam : untuk meletakkan sampel

2.      Prisma gerak : untuk mengunci prisma diam

c.       Roda dispersi : untuk mengatur warna yang terkandung dalam larutan,terbagi menjadi dua warna (warna kecoklatan dan warna orange)

d.      Roda pengontrol : untuk mengontrol skala

2. illuminator : sebagai sumber tegangan AC yang menghubungkan antara refraktometer Abbe dengan PLN.

3. Bola lampu 8 V 0,15 A (2 buah) : sebagai sumber cahaya

4. Pipet tetes (7 buah) : untuk memindahkan larutan kedalam refraktometer Abbe.

5. Tissue kering : untuk membersihkan prisma diam

3.1.2 Bahan dan Fungsi

1.    My tea botol berfungsi sebagai bahan dalam percobaan.

2.    Susu Ultramilk berfungsi sebagai bahan dalam percobaan.

3.    Yakult berfungsi sebagai bahan dalam percobaan.

4.    Air Tebu pangkal berfungsi sebagai bahan dalam percobaan.

5.    Air Tebu batang berfungsi sebagai bahan dalam percobaan

6.    Air Tebu pucuk berfungsi sebagai bahan dalam percobaan

7.    ABC kacang hijau berfungsi sebagai bahan dalam percobaan

8.    Bear Brand berfungsi sebagai bahan dalam percobaan

9.    Air Mata berfungsi sebagai bahan dalam percobaan

3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

1.     Disediakan peralatan dan sampel yang digunakan dalam praktikum

2.     Dihubungkan Refraktometer Abbe dengan iluminator menggunakan lampu 8V / 0,15 A

3.     Dibersihkan prisma diam dengan menggunakan tisu

4.     Dihidupkan iluminator

5.          Diteteskan sampel dengan menggunakan pipet tetes pada prisma diam

6.           Diamati dan ditentukan indeks bias dan kosentrasinya dengan menggunakan pembacaan skala

7.          Dicatat hasil pengamatan dan pengukuran

8.        Diulangi prosedur dari nomor 6 dan 7 untuk percobaan 2 dan 3 dengan menggunakan sampel yang sama.

9.     Dilakukan percobaan dengan langkah yang sama untuk sampel yang berbeda

10.    Dicatat hasil pengamatan dan pengukuran

11.    Dimatikan lampu Cd

12.    Dibersihkan prisma diam dengan menggunakan tissue

13.    Dikembalikan peralatan ketempat semula

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1.      Refraktometer memiliki fungsi utama yaitu untuk mengetahui nilai indeks bias dengan cepat serta akurat dengan rentang pengukuran dari1.300 sampai 1.700 seperti juga kandungan gula pada cairan, dispersi, emulsi, serta zat tembus pandang lainnya. Dengan menggunakan refraktometer abbe, kita juga dapat menentukan indeks bias dalam rentang temperatur 0 samapai 70^oC.

2.      Cahaya adalah bagian yang terpenting dalam prinsip kerja refraktometer abbe. Pengukurannya didasarkan atas prinsip bahwa cahaya yang masuk melalui prisma-cahaya hanya bisa melewati bidang atas antara cairan dan prisma kerja suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan alas

3.      Prinsip kerja refraktometer adalah refraksi (pembiasan). Dasar pembiasan adalah penyinaran yang menembus dua macam media dengan kerapatan yang berbeda, karena perbedaan kerapatan tersebut akan terjadi perubahan arah sinar.

5.2. Saran

1. Sebaiknya praktikan selanjutnya dapat menggunakan alat sesuaidengan cara kerjanya

2. Sebaiknya praktikan dapat mengamati indeks bias yang terterapada refraktometer dengan baik.

3. Sebaiknya praktikan selanjutnya dapat membawa alat dan bahan yang telah diberikan kepada asisten pada percobaan ini

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

4.1 Data Percobaan

Tabel Indeks Bias ( )

No	Sirup pohon pinang	Sirup kurnia	Yakult	Air Tebu Pucuk	Air Tebu Tengah	Air Tebu Pangkal
1	1,351	1,422	1,351	1,328	1,329	1,34
2	1,349	1,427	1,352	1,353	1,338	1,339
3	1,350	1,427	1,355	1,356	1,34	1,338

Tabel Konsentrasi (c)

No	Sirup pohon pinang	Sirup kurnia	Yakult	Air Tebu Pucuk	Air Tebu Tengah	Air Tebu Pangkal
1	12,5	51,5	12,5	15	12,5	12
2	11,5	53,5	13,0	13,5	11,5	11,5
3	12,4	53,5	14,0	14	12	11,5

Medan, 11 November 2015

            Asisten                                                                                                            Praktikan

(Rusti Irawaty Simbolon)                                                                                      (Reggy Zurcher)