commit to user BAB II DASAR TEORI
2.1. Cahaya
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang merambatkan medan listrik dan medan magnet yang berposisi tegak lurus satu sama lain dan bergetar tegak lurus terhadap arah rambatan. Gelombang cahaya memiliki panjang gelombang dan
frekuensi tertentu yang nilainya dapat dibedakan dalam spektrum
elektromagnetiknya. Cahaya juga termasuk gelombang transversal yang berarti cahaya merambat tegak lurus terhadap arah rambatannya. (Foster, 1997).
2.2. Gelombang Elektromagnetik (GEM)
Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell dengan mengacu pada hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan yang tampak pada:
a. Percobaan Oersted yang berhasil membuktikan bahwa arus listrik
menghasilkan medan magnet. Bila jarum kompas diletakkan di dekat kawat yang dialiri arus listrik, maka jarum kompas akan menyimpang. Jarum kompas dibelokkan oleh medan magnet.
b. Percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnet pada
kumparan dapat menimbulkan arus induksi yang menghasilkan medan listrik.
Berdasarkan pada penemuan Faraday bahwa “Perubahan fluks magnetik dapat menimbulkan medan listrik” maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru yang isinya bahwa “Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet”. Hipotesa ini dikaenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet (Foster, 1997).
Bila hipotesis Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik akan mengakibatkan perubahan medan magnet serta sebaliknya dan keadaan ini terus akan
commit to user
berulang. Medan magnet (B) atau medan listrik (E) yang muncul akibat perubahan medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak (merambat) menjauhi tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan magnet ini yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.1 .
Gambar 2.1. Kuat medan listrik dan medan magnet pada gelombang
elektromagnetik. Edan B saling tegak lurus
(Giancoli, 2001)
2.2.1. Sifat Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik memiliki beberapa sifat sebagai berikut: 1. Merambat di ruang vakum dengan kecepatan c = 3 x 108 m/s.
2. Merupakan gelombang transversal sehingga dapat terpolarisasi. 3. Dapat mengalami refleksi, refraksi, interferensi dan difraksi..
4. Bergerak lurus, tidak dibelokkan dalam medan listrik maupun medan magnet.
2.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell terbentang dalam rentang frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik dapat diidentifikasikan berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana
commit to user
gelombang radio atau sinar-X. Gambar 2.2 menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik yang terdiri atas (Soetrisno, 1979):
1. Gelombang Radio
Gelombang radio sering disebut gelombang frekuensi radio, memiliki daerah frekuensi dari beberapa Hz sampai 109 Hz atau memiliki panjang gelombang dari beberapa 10-3 m sampai 103 m.
2. Gelombang Mikro
Gelombang mikro sering dikenal sebagai microwaves, yaitu gelombang elektromagnetik dengan daerah frekuensi antara 109 Hz sampai 3 x 1011 Hz, atau daerah dengan panjang gelombang 1mm sampai 30 cm.
3. Sinar Infra Merah
Gelombang ini mencakup daerah frekuensi 3 x 1011 Hz sampai 4 x 1014 Hz dan panjang gelombang 7,8 x 10-7 m sampai 10-3 m.
4. Cahaya Tampak
Cahaya tampak memiliki daerah spektrum yang sangat sempit dalam daerah kepekaan mata retina kita. Daerah panjang gelombang cahaya dari 7.800 Ǻ
sampai 3.900 Ǻ dan frekuensi 4 x 1014
Hz sampai 1015 Hz dengan spektrum warna mulai dari panjang gelombang besar adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Warna ungu mempunyai panjang gelombang terkecil.
5. Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet memiliki panjang gelombang dalam daerah antara 6 Ǻ
sampai 3.000 Ǻ dan frekuensi dari 8 x 1014
Hz sampai 3 x 1017 Hz. Matahari merupakan sumber pancaran ultraviolet yang paling kuat.
6. Sinar X
Spektrum sinar X mencakup daerah panjang gelombang antara 0,06 Ǻ sampai
10 Ǻ dan frekuensi antara 1016
Hz sampai 1020 Hz.
7. Sinar Gamma
Sinar gamma memiliki panjang gelombang antara 10-4 Ǻ sampai 1 Ǻ dan
commit to user
gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi paling besar dan daya tembus yang besar.
Gambar 2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik (Giancoli,2001)
2.3. Polarisasi
Polarisasi cahaya atau pengkutuban adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang tranversal, yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus terhadap arah osilasinya. Syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai arah osilasi tegak lurus terhadap bidang rambatnya. (Soetrisno, 1979).
2.3.1. Jenis Polarisasi 2.3.1.1. Polarisasi Linier
Cahaya terpolarisasi linier (terpolarisasi bidang) jika medan listriknya bergetar pada suatu garis lurus. Rambatan gelombang medan listrik bersamaan
commit to user
dengan gelombang medan magnet. Bila gelombang hanya mempunyai pergeseran y, maka gelombang tersebut terpolarisasi linier dan bergetar merambat dalam arah y. Polarisasi linier ditunjukkan pada gambar 2.3.
Warna merah menunjukkan medan magnet B, warna biru menunjukkan perputaran medan listrik, warna hijau menunjukkan medan listrik E, dan warna ungu menunjukkan jenis polarisasi linier.
Gambar 2.3. Polarisasi Linier (Dede Djuhana)
2.3.1.2. Polarisasi Melingkar
Jika vektor medan listriknya berputar pada lingkaran, maka cahaya dikatakan terpolarisasi melingkar. Polarisasi cahaya melingkar terdiri dari dua gelombang bidang elektromagnetik yang tegak lurus, dengan amplitudo sama dan beda fase 90°. Jika ujung vektor medan listrik pada gelombang yang menjalar berputar searah jarum jam, maka disebut polarisasi melingkar arah kanan. Sebaliknya jika berlawanan
commit to user
dengan arah jarum jam, disebut polarisasi melingkar arah kiri. Polarisasi melingkar ini ditunjukkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Polarisasi Melingkar (Dede Djuhana)
2.3.1.3. Polarisasi Ellips
Hasil superposisi yang memberikan vektor medan listrik yang ujungnya berputar pada sebuah ellips. Cahaya yang dipolarisasikan ellips terdiri dari dua gelombang yang tegak lurus, dengan amplitudo tidak sama dan beda fase 90°. Gelombang dengan polarisasi melingkar dan ellips dapat diuraikan menjadi dua gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Polarisasi ellips ini ditunjukkan pada gambar 2.5.
commit to user
Gambar 2.5. Polarisasi Ellips (Dede Djuhana)
2.3.2. Polaroid
Berbagai macam jenis kristal yang terbentuk secara alami jika dipotong menjadi bentuk yang tepat akan menyerap dan memancarkan cahaya secara berbeda tergantung pada polarisasi cahaya tersebut.Kristal-kristal tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan cahaya yang terpolarisasi secara linier. Polaroid merupakan film polarisasi komersial sederhana yang ditemukan oleh E.H.Land pada tahun 1938. Material ini terdiri dari molekul-molekul hidrokarbon rantari panjang yang berjajar seperti garis lurus ketika lembaran material direnggangkan pada satu arah selama pembuatan. Rantai-rantai tersebut melewatkan cahaya pada frekuensi optis jika lambaran material dimasukkan dalam larutan yang berisi yodium. Saat cahaya masuk dengan vektor medan listriknya sejajar rantai-rantai tersebut, arus listrik mengalir sepanjang rantai dan energi cahaya diserap. Jika medan listrik tegak lurus rantai maka
commit to user
cahaya akan ditransmisikan. Arah tegak lurus rantai-rantai tersebut disebut sumbu transmisi.
Teradapat dua buah polaroid dengan fungsi yang berbeda yaitu polarisator dan analisator. Jika kedua polaroid berada dalam keadaan bersilangan, yaitu jika sumbu-sumbu transmisi polarisator dan analisator saling tegak lurus maka intensitas yang diteruskan nol. Polarisator adalah polaroid pertama yang berfungsi membuat cahaya menjadi terpolarisasi linier dan arah polarisasinya tegak lurus arah sumbu polaroid kedua. Analisator adalah polaroid kedua yang dipergunakan untuk menganalisa arah atau macam polarisasi yang dihasilkan oleh polaroid pertama (polarisator). Seluruh cahaya yang datang pada polaroid kedua diserap.
Gambar 2.6. Polaroid (Tipler, 2001)
2.4. Efek Faraday
Cahaya mengalami sifat-sifat khusus dalam proses perambatannya antara lain interferensi, difraksi, dispersi, absorbsi, hamburan, dan polarisasi. Selain itu cahaya juga mengalami efek-efek elektromagnetik apabila dilewatkan dalam medan magnet dan medan listrik seperti efek magneto-optik.
Efek magneto-optik (magneto-optic effect) yaitu perilaku cahaya yang melewati suatu bahan dipengaruhi oleh adanya medan magnet kuat. Efek magneto-optik pertama kali dipelajari oleh Michael Faraday pada tahun 1845 yang
commit to user
menunjukan bahwa ketika cahaya terpolarisasi melewati sepotong kaca yang diletakkan dalam medan magnet, bidang polarisasi cahaya yang diteruskan berputar. Efek ini dikenal dengan Efek Faraday. Efek Faraday merupakan suatu peristiwa yang terjadi apabila suatu bahan optik aktif ditempatkan pada suatu medan magnet kuat kemudian ditransmisikan cahaya pada arah medan tersebut sehingga arah polarisasinya diputar dengan sudut β. Sudut rotasi sebanding dengan medan magnet B
dan panjang d dari medium yang dilalui dimana cahaya ditransmisikan. Efek Faraday yang terjadi pada zat cair dan gas sama seperti yang terjadi pada zat padat. Hubungan antara sudut polarisasi rotasi dan medan magnet dalam bahan diamagnetik adalah:
β = BV d (2.3)
dimana:
β adalah sudut rotasi (radian)
B adalah densitas fluks magnetik ke arah propagasi (tesla)
d adalah panjang jalan (meter) di mana cahaya dan medan magnet berinteraksi V adalah konstanta Verdet untuk materi. Proporsionalitas empiris ini konstan (radian per tesla per meter) bervariasi dengan panjang gelombang dan temperatur dan ditabulasikan untuk berbagai material. Atau persamaan tersebut dapat ditulis ulang menjadi:
V=
B d
b 1
Jika digambarkan grafik hubungan antara perputaran sudut polarisasi b sebagai fungsi dari medan magnet B, maka dapat diperoleh kemiringan atau gradient yang selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung konstanta Verdet.
commit to user
Gambar 2.7. Peristiwa polarisasi Efek Faraday (Mancuso S. dan Spangler S. R, 2000)
2.5. Konstanta Verdet
Konstanta Verdet merupakan konstanta optik yang menyatakan kekuatan dari efek Faraday untuk material khusus yang bervariasi untuk masing-masing bahan dan berubah-ubah dengan panjang gelombang cahaya λ. Pada efek Faraday, medan
magnet mengubah simetri pembiasan cahaya sebelah kanan dan kiri lingkaran polarisasi cahaya. Hubungan antara konstanta Verdet dan panjang gelombang bergantung sifat kritis bahan.
2.6. Material Optik Aktif 2.6.1. Sifat Optik Aktif
Bahan dikatakan memiliki sifat optik aktif apabila cahaya yang melewati suatu bahan akan mengalami perputaran bidang getar. Bila cahaya terpolarisasi linier jatuh pada bahan optik aktif maka cahaya yang keluar bahan akan tetap terpolarisasi linier, arah bidang getar berputar terhadap arah bidang getar semula. Ada dua macam optik aktif, yaitu optik aktif kanan dan optik aktif kiri. Optik aktif kanan jika cahaya yang melalui suatu bahan mengalami perputaran bidang polarisasi searah jarum jam.
commit to user
Dan sebaliknya optik aktif kiri jika cahaya yang melalui suatu bahan mengalami perputaran bidang polarisasi berlawanan dengan arah putar jarum jam.
2.6.2. Gula
Gula merupakan sejenis pemanis yang telah digunakan oleh manusia sejak 2000 tahun lalu untuk mengubah rasa dan sifat makanan dan minuman. Gula dibuat dari pokok tebu atau pokok bit gula.
2.6.2.1. Jenis – jenis gula
Jenis – jenis gula secara umum digolongkan menjadi 2 bagian yaitu :
1. Monosakarida
2. Disakarida
Monosakarida atau gula ringkas menyimpan tenaga yang boleh digunakan oleh sel-sel biologi. Gula jenis monosakarida hanya memiliki satu molekul saja. Jenis gula monosakarida dibagi menjadi 3 jenis yaitu :
1. Glukosa
2. Fruktosa 3. Galaktosa
Disakarida merupakan dua molekul yang diikat melalui penguapan. Jenis gula disakarida dibagi menjadi 3 yaitu :
1. Sukrosa
2. Laktosa
3. Maltosa
2.6.2.2. Glukosa
Glukosa adalah monosakarida yang banyak terdapat di alam. Glukosa disebut juga dekstrosa. Glukosa atau nama kimianya adalah pentahidrosilheksanal (C6H12O6) adalah salah satu monomer bagi karbohidrat. Terdapat dua jenis glukosa yaitu D-glukosa dan L-D-glukosa yang dibedakan oleh konfigurasi pada atom karbon kelima.
commit to user
Glukosa dalam larutan memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan sehingga disebut sebagai gula dekstrosa (Risvan Kuswurj, 1998).
2.6.2.3. Fruktosa
Fruktosa adalah jenis monosakarida yang terdapat dalam buah-buahan, madu dan gula. Fruktosa disebut sebagai levulosa karena memutar cahaya terpolarisasi ke arah kiri. Fruktosa bertindak sebagai penurun bahan uji Tollen dan Benedict.
2.6.2.4. Galaktosa
Galaktosa adalah diastereomer dari glukosa. Ciri-ciri kimia galaktosa menyerupai glukosa.
2.6.2.5. Sukrosa
Sukrosa adalah sejenis disakarida yaitu heterodisakarida yang bersifat bukan penurun dan tidak menunjukkan fenomena mutaputaran. Sukrosa memiliki rumus kimia (C12H22O11) dan banyak terdapat dalam gula bit, gula tebu, buah nanas, dan lobak merah. Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa.
2.6.2.6. Maltosa
Maltosa adalah sejenis disakarida yaitu monosakarida yang terdiri dari dua unit glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosida α-1:4. Maltosa terdapat dalam malt dan biji-bijian yang bercambah.
commit to user
17
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metodologi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Kegiatan dalam penelitian ini meliputi mengumpulkan bahan, setting alat penelitian, pengambilan data, pengolahan data dan analisa.
3.2. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret dimulai dari bulan Maret 2010 berakhir pada bulan Juni 2010.
3.3. Alat dan Bahan Yang Digunakan 3.3.1. Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian antara lain: laser, power supply, polarisator, teslameter F.W. Bell, elektromagnetik, analisator, layar, tempat sampel, multimeter, kabel penghubung. Berikut adalah susunan alat penelitian.
commit to user
Gambar 3.1. Rangkaian utama alat penelitian
commit to user Keterangan Gambar: 1. Laser He-Ne 2. Polarisator 3. Elektromagnetik 4. Tempat larutan 5. Analisator 6. Layar 7. Amperemeter 8. Power Supply 3.3.2. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain: glukosa, aquades, gula pasir.
commit to user 3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1. Diagram Alir Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Persiapan Alat dan Bahan
Pengukuran I dan B pada Elektromagnet
Pembuatan Larutan Glukosa
Pengambilan Data Perputaran Sudut (b) Dengan Medan Magnet B
Pengolahan Data
Analisa Data
Kesimpulan dan Saran
commit to user
Keterangan dari diagram alir penelitian adalah sebagai berikut:
3.4.1.1. Persiapan Alat dan Bahan
Persiapan alat yang dilakukan adalah mengecek alat-alat yang diperlukan secara lengkap dalam eksperimen ini baik yang bersifat elektrik maupun mekanik yang tersedia. Untuk alat-alat yang bersifat elektrik harus dipastikan bahwa seluruh komponennya masih berfungsi dengan baik. Sedangkan alat-alat yang bersifat mekanik diperhatikan apakah masih layak dipergunakan atau tidak. Kemudian alat-alat penelitian dirangkai menjadi sebuah rangkaian penelitian yang ditunjukkan pada gambar 3.1., kemudian melakukan setting alat utamanya
Setting alat utamanya yaitu :
1. Menempatkan layar bening sebagai tempat pembentukan bayangan.
2. Memasang 2 polarisator secara paralel diantara elektromagnetik yaitu polariser dan analiser.
3. Menghidupkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm untuk mengatur posisi kedua kumparan agar cahaya benar-benar tepat masuk di antara 2 lubang kutub magnet di dalam kumparan tersebut dan cahaya tampak pada layar.
4. Setelah itu menyisipkan tempat larutan di antara lubang ditengah-tengah kutub kumparan. Kemidian tuas yang berada di tengah kumparan elektromagnetik dimajukan sehingga tepat menekan tempat larutan kemudian dikencangkan.
3.4.1.2. Pengukuran Arus listrik (I) dan Medam Magnet (B)
Pengukuran arus listrik (I) dan medan magnet (B) dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Membuat rangkaian alat yang terdiri dari Power Supply dengan tegangan antara 0-20 VDC dan dihubungkan dengan amperemeter ke kumparan elektromagnetik.
commit to user
2. Kumparan agar menghasilkan medan magnet yang searah dengan sumbu
dirangkai secara paralel.
3. Mengatur jarak antar kutub kumparan sebesar 1 cm. 4. Menghidupkan power supply. Arus diatur sebesar 1A.
5. Medan magnet diukur menggunakan Teslameter diposisi 0 sampai 1 cm dengan pertambahan 0,2 cm.
6. Mengulangi langkah ke 4 dan 5 dengan menaikkan arus sampai dengan 4A, sehingga didapatkan nilai medan magnet maksimum.
3.4.1.3 Pembuatan Larutan
Pembuatan larutan yang dilakukan adalah membuat larutan glukosa yaitu masing-masing dengan konsentrasi 50%, 40%, 30%, 20% dan 10%. Cara penentuan konsentrasi yaitu dengan menggunakan persamaan 3.1. Pembuatan larutan glokosa ini dimulai dengan membuat larutan pada konsentrasi 50% dengan cara melarutkan bubuk glukosa kedalam aquades kemudian dipanaskan sambil diaduk sampai bubuk glukosa benar-benar larut di dalam aquades. Selanjutnya untuk membuat larutan dengan konsentrasi dibawahnya tinggal menambahkan aquades menggunakan persamaa:
V1.N1=V2.N2 (3.1.)
dimana:
V1 adalah volume glukosa V2 adalah volume air N1 adalah konsentrasi 100% N2 adalah konsentrasi yang dibuat
Perhitungan pembuatan larutan glukosa ditunjukkan pada Lampiran II.
3.4.1.4. Pengambilan Data 3.4.1.4.1. Aquades
commit to user
1. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°.
2. Meletakkan aquades diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser.
3. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm.
4. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan.
5. Mengatur besar arus yang masuk ke kumparan dengan melihat pada
multimeter yang pertama sebesar 1A.
6. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap dan terang pada layar.
7. Mengulangi langkah 1, 2, 3, 4 dan 5 dengan menaikkan arus sampai dengan
4A.
3.4.1.4.2. Glukosa
Penentuan perputaran sudut pada glukosa dilakukan dengan langkah sebagai berikut : 1. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°.
2. Meletakkan larutan glukosa 50% diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser.
3. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm.
4. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan.
5. Mengatur besar arus yang masuk ke kumparan dengan melihat pada
multimeter yang pertama sebesar 1A dan didapatkan nilai medan magnet maksimum.
6. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap dan terang pada layar.
7. Mengulangi langkah 1, 2, 3, 4 dan 5 dengan larutan glukosa pada konsentrasi 40%, 30%, 20% dan 10% serta variasi arus yang melalui kumparan 1A-4A.
3.4.1.4.3. Gula Pasir
Penentuan konsentrasi glukosa dalam gula pasir dilakukan dengan langkah sebagai berikut:
commit to user
1. Membuat larutan gula dengan cara gula sebanyak 5 gram dilarutkan dalam 20 ml aquades.
2. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°.
3. Meletakkan larutan gula diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser.
4. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm.
5. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan.
6. Medan magnet diposisikan dalam keadaan maksimum pada arus sebesar 4A.
7. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap dan terang pada layar.
3.4.1.5. Pengolahan Data
Hasil data pada penelitian ini antara lain:
1. Nilai medan magnet tiap jarak pengukuran dengan variasi arus untuk jarak antar kutub 1cm.
2. Nilai perputaran sudut pada larutan glukosa dengan variasi arus untuk tiap-tiap konsentrasi.
3. Nilai perputaran sudut pada larutan gula dengan medan magnet maksimum pada arus 4A.
Hasil nilai perputaran sudut pada larutan glukosa diatas kemudian diolah yaitu dihitung nilai konstanta Verdet untuk masing-masing konsentrasi menggunakan persamaan 2.3. Hasil nilai perputaran sudut pada gula kemudian dihitung nilai konstanta Verdet, selanjutnya nilai konstanta Verdet tersebut dimasukkan dalam grafik pada gambar 4.5 sehingga konsentrasi glukosa dalam larutan gula tersebut dapat diketahui.
commit to user
25
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Perubahan Medan Magnet Terhadap Variasi Arus Listrik 4.1.1. Hasil
Kuat medan magnet diukur di antara kutub kumparan dengan variasi arus listrik I= 1A sampai dengan I= 4A dan jarak antar kutub kumparan L=1 cm. Pengukuran tersebut dilakukan dengan variasi jarak pengukuran l = 0,2 cm dan digambarkan pada Gambar 4.1. Kemudian berdasarkan hasil penelitian tersebut nilai dari kerapatan medan magnet dirata-rata sehingga diketahui pengaruh arus listrik terhadap medan magnet.
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.36 K ua t m eda n m a g ne t (t e sl a ) Jarak (meter) I= 1A I= 2A I= 3A I= 4A
Gambar 4.1. Grafik kuat medan magnet terhadap jarak l pada jarak antar
commit to user 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Ra ta -r a ta m eda n m a g ne t( te sl a ) Arus (Ampere)
Gambar 4.2. Grafik rata-rata medan magnet terhadap variasi arus listrik pada jarak antar kutub L= 1cm
4.1.2. Pembahasan
Kuat medan magnet diukur di antara dua kutub kumparan dengan arus listrik yang digunakan yaitu 1 A sampai dengan 4 A, karena batas maksimum arus listrik yang masuk pada kumparan adalah 4A. Karena jika lebih dari 4 A maka kumparan menjadi panas sehingga dapat merusak lilitan. medan magnet. Kuat medan magnet dari untuk masing-masing arus pada jarak antar kutub L= 1cm diukur menggunakan Axial Probes Teslameter dari F.W BELL untuk masing-masing jarak l = 0,0 cm sampai l = 1cm dengan kelipatan 0,2 cm. Hasil pengukuran ditunjukkan Gambar 4.1. Pada Gambar 4.1. terlihat bahwa kerapatan medan magnet paling besar pada arus I= 1A sampai dengan I= 4 A terjadi pada jarak ujung-ujung yang dekat dengan kutub kumparan, sehingga pengaruh medan magnet paling kuat terjadi pada masing-masing ujung kutub kumparan. Dari gambar diatas dapat disimpulkan medan magnet ditengah tengah celah antar kutub elektromagnet bersifat homogen dan diperoleh nilai konstan B= 0,305 T,nilai ini merupakan medan magnet paling kuat. Dari grafik Nilai dari kuat medan magnet untuk jarak antar kutub L= 1cm kemudian dirata-rata dan
commit to user
ditunjukkan pada Gambar 4.2. Gambar 4.2. menunjukkan bahwa semakin besar arus listrik yang masuk pada kumparan maka nilai rata-rata medan magnet semakin besar.
4.2. Larutan Aquades 4.2.1. Hasil
Pada eksperimen ini adalah penentuan sudut putar polarisasi pada larutan aquades. Nilai dari perputaran sudut ini digunakan sebagai pembanding untuk menentukan sudut putar polarisasi pada larutan glukosa. Nilai-nilai perputaran sudut pada larutan aquades ditunjukkan pada Gambar 4.3.
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 su d u t an tar a p olar is at or d an an ali sat or ( o )
Rata-rata medan magnet (tesla)
Gambar 4.3. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada aquades pada panjang larutan d= 1cm
4.2.2. Pembahasan
Gambar 4.3. memperlihatkan bahwa pada arus I= 1A sampai dengan arus I= 4A nilai perputaran sudutnya sama yaitu sebesar 0o. Hal tersebut berarti bahwa
commit to user
aquades bukan termasuk senyawa optik aktif karena tidak memiliki kemampuan memutar bidang terpolarisasi.
4.3. Larutan Glukosa 4.3.1. Hasil
Eksperimen selanjutnya yaitu menentukan nilai perputaran sudut pada larutan glukosa dengan konsentrasi glukosa 10% sampai 50% pada d (panjang larutan)= 1cm. Selanjutnya nilai perputaran sudut tersebut digunakan untuk menghitung nilai konstanta Verdet pada larutan glukosa. Nilai-nilai dari perputaran sudut tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Nilai konstanta Verdet untuk masing-masing konsentrasi glukosa dapat