PEMANFAATAN KAMERA DIGITAL UNTUK MENGGAMBAR PANJANG GELOMBANG
SPEKTRUM BERBAGAI JENIS LAMPU
Bidayatul Armynah1,*, Paulus Lobo Gareso1, Hardiyanti Syarifuddin 1Universitas Hasanuddin
UTILIZATION DIGITAL CAMERATO DRAWSPECTRUMWAVELENGTH VARIOUS
KIND OF LAMPS
Bidayatul Armynah1,*, Paulus Lobo Gareso1, Hardiyanti Syarifuddin 1Hasanuddin University
Penelitian panjang gelombang spektrum dari berbagai jenis lampu, yaitu lampu Pijar (putih, orange, kuning, hijau, biru), Lampu Neon (Spiral, Esensial), dan Lampu Halogen dilakukan dengan menggunakan SoftwareMatlab. Masing-masing garis pada spektrum memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda. Penelitian ini memanfaatkan kisi untuk melihat garis-garis spektrum dan kamera digital untuk merekam garis-garis spektrum kemudian dianalisis. Hasil analisis masing-masing lampu memiliki panjang gelombang dan intensitas yang berbeda-beda. Panjang gelombang dari lampu Pijar dari 381,5nm sampai dengan 751,2 nm, lampu Neon dari 351,4 nm sampai dengan 698,2 nm dan pada lampu halogen memiliki panjang gelombang dari 371,3 nm sampai dengan 697,7 nm.
Kata Kunci:Lampu, Garis Spektrum, Kisi, Kamera Digital
The wavelength of several lamps; Incandescent lamps (white, orange, yellow, green, and blue), neon lamps (spiral, essential) and halogen lamps have been investigated using a Matlab Software. Each line of the spectrum have a different wavelength. In this study, the lattice was utilized to look the spectral lines as well as a digital camera was used to record the spectral lines. The result showed that each of lamp has different wavelength and intensity. The wavelength of incandescent lamp was varried from 381.5 nm to 751.2 nm, neon lamps from 35.4 nm to 698.2 nm, while the halogen lamp has the wavelength from 371.3 nm to 697.7 nm.
Keywords:Lamp, Line Spectral, Lattice, Digital Camera
PENDAHULUAN
Cahaya putih adalah kombinasi cahaya dari panjang gelombang yang berbeda. Ketika melewati prisma,
cahaya putih menyebar berdasarkan panjang
gelombang penyusunnya dan menghasilkan sebuah
spektrum.[1]
Lampu pijar merupakan sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik lewat filamen, yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya, sehingga filamen tidak akan langsung
rusak akibat teroksidasi.[2]
Lampu halogen merupakan sebuah lampu pijar dimana sebuah filamen wolfram disegel didalam sampul transparan kompak yang diisi dengan gas lembam dan sedikit unsur halogen seperti iodin atau
bromin.[3]
Lampu neon yang berisi tiga jenis zat kimia yakni neon, argon, dan krypton merupakan salah satu
tabung gas yang memancarkan cahaya.[4]
Penggambaran spektrum cahaya dapat dilakukan
dengan metode lebih sederhana dibandingkan
dengan spektrometer terkini, yaitu dengan
menggunakan kisi dan kamera digital dimana panjang gelombang dan intensitas lampu tergantung
warna dan terangnya suatu spektrum lampu.
Penelitian ini dilakukan berdasarkan pemanfaatan spektrum panjang gelombang dari berbagai jenis lampu.
TEORI A. Warna
Warna dapat didefinisikan sebagai bagian dari pengalamatan indera pengelihatan, atau sebagai sifat cahaya yang dipancarkan. Proses terlihatnya warna adalah dikarenakan adanya cahaya yang menimpa suatu benda, dan benda
tersebut memantulkan cahaya ke mata (retina) kita hingga terlihatlah warna.
B. Lampu
a. Lampu Pijar
Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus
listrik melalui filamen yang kemudian
memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut
menghalangi udara untuk berhubungan
dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi. Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam
bentuk dan tersedia untuk tegangan (voltase)
kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt
hingga 300 volt.[5]
b. Lampu Halogen
Lampu halogen pada hakikatnya adalah sebuah variasi atas lampu pijar standar, bukan lampu pendar. Sebuah lampu pijar
berisi sebuah filamen tungsten yang
dilindungi oleh sebuah bola kaca yang juga
diisi gas. Ketika arus listrik dinaikkan,
filamen mengalami pemanasan sangat tinggi sampai berpijar dan memancarkan cahaya putih. Dalam bola lampu pijar biasa, gas di dalamnya adalah gas lembab (tidak reaktif) seperti argon atau kripton dengan tambahan sedikit nitrogen. Tugas halogen dalam bola
lampu pijar adalah menurunkan laju
penguapantungstendengan cara yang sangat
menarik. Mula-mula uap Iodium bereaksi dengan atom-atom tungsten yang menguap sebelum mereka sempat mengembun di bawah permukaan kaca kemusian mengubah
merekan menjadi tungsten iodida, senyawa
kimia berwujud gas. Molekul-molekul
tungsten iodida selanjutnya
melayang-layang dalam bola lampu sampai bertemu
dengan filamen yang sedang berpijar.[6]
c. Lampu Neon
Lampu neon atau lampu pendar, juga disebut
neon adalah lampu yang menghasilkan
cahaya seperti lampu uap raksa bertekanan rendah dan yang biasanya digunakan untuk
penerangan rumah tangga dan industri.
Keuntungan utama dibandingkan jenis lain
seperti lampu pijar, adalah efisiensi energi.[7]
C. Kisi
Kisi difraksi merupakan suatu piranti atau alat optik yang terdiri dari serangkaian aperatur dan digunakan untuk mengubah atau menghasilkan panjang gelombang yang didifraksikan dengan cara mengatur perioda atau jarak antar celah
atau sudut cahaya datang.[8]
D. Matlab R2010a
a. Signal Processing
Signal processing toolbox berfungsi untuk menyederhanakan banyak komputasi yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah-masalah umum dimana akan membahas konsep dasar dengan mengorganisasikan fungsi-fungsi yang ada.
b. Image processing
.Operasi image processing dibagi menjadi
tiga kelas berbasiskan informasi yang
dibutuhkan untuk melakukan transformasi. Dari tingkat yang paling kompleks ke yang sederhana, yaitu :
- Transform. Mewakili nilai pixel akan tetapi
pada bentuk yang masih sama. Transform
dapat berefek pada algoritma yang sangat cepat dan efisien.
- Neighbourhood processing. Mengubah
greylevelpada masing-masing pixel.
- Point Operation. Mengubah nilai dari grey
valuepada masing-masing pixel
c. Citra RGB
RGB2GRAY merupakan konversi gambar RGB
ataucolormapke Grayscale.RGB2GRAY akan
mengkonversi gambar ke grayscale dengan menghilangkan saturasi warna dan informasi sementara, tapi akan tetap mempertahankan
pencahayaan.[9]
METODE PENELITIAN
Pada eksperimen ini kamera digital dipasang tepat pada sudut kisi difraksi. Kemudian lampu berada pada jarak 3 cm dari kisi. Sumber cahaya yang sudah segaris dilihat dari sinar utama yang masuk mengenai kisi difraksi. Lensa di letakkan di dekat kisi untuk memfokuskan cahaya agar berkas cahaya nya tidak menyebar. Dengan demikian, spektrum cahaya dapat diterima oleh kamera digital. Posisi kamera, kisi difraksi, dan sumber cahaya dipasang tetap. Setelah semuanya dipasang, kemudian sumber cahaya dinyalakan. Pancaran cahaya yang sejajar
masuk ke lensa kamera digital kemudian direkam dalam bentuk digital. Eksperimen ini dilakukan secara bergantian dari beberapa sumber cahaya dengan posisi tetap. Hasil dari rekaman kamera
digital disimpan dalam bentuk file kemudian
dianalisis menggunakan Matlab. Analisis
menggunakan matlab mengubah foto spektrum
menjadi grafik intensitas terhadap pixel. Kemudian
dikalibrasi menggunakan standar panjang
gelombang dari sumber cahaya sehingga didapatkan grafik intensitas terhadap panjang gelombang.
Gambar 1. Susunan alat penelitian
HASIL DAN DISKUSI
Pada gambar IV.2, IV.3, IV.4 menunjukkan adanya perbedaan warna-warna yang muncul dari lampu-lampu atom setelah melewati kisi 100 mm/lines. Spektrum lampu pijar, neon, halogen pada gambar IV.4,IV.5,IV.6 di analisis ke dalam matlab dengan mengkonversi gambar sehingga didapatkan grafik perbandingan intensitas terhadap nomor pixel. Spektrum Lampu Pijar
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar IV.2. Hasil Spektrum cahaya yang diambil menggunakan kamera digital Sony dengan ukuran gambar 5 megapiksel dengan menggunakan lampu pijar Philips 15 watt. (a) Lampu Pijar putih, (b) Lampu Pijar Orange, (c) Lampu Pijar Kuning, (d) Lampu Pijar Hijau,
(e) Lampu Pijar Biru. (Gambar telah diperkecil dan dipotong)
Spektrum Lampu Neon
(a)
(b)
Gambar IV.3. Hasil Spektrum cahaya lampu neon yang diambil menggunakan kamera digital Sony dengan ukuran gambar 5
megapiksel. (a) Lampu neon
philipsjenis Spiral sebesar 20 watt, (b)
Lampu neonphilips jenis Esensial
sebesar 18 watt. (Gambar telah
diperkecil dan dipotong)
Spektrum Lampu Halogen
Gambar IV.4. Hasil Spektrum cahaya lampu
Halogen 25 watt yang diambil
menggunakan kamera digital Sony
dengan ukuran gambar 5 megapiksel. (Gambar telah diperkecil dan dipotong)
Grafik Intensitas terhadap nomor pixel pada lampu pijar
IV.5(a)
(c)
(d)
(e)
Gambar IV.5. Grafik Intensitas terhadap nomor
pixel (a) Lampu Pijar putih, (b) Lampu Pijar Orange, (c) Lampu Pijar Kuning, (d) Lampu Pijar Hijau, (e) Lampu Pijar Biru.
Grafik Intensitas terhadap nomor pixel pada lampu Neon
IV.6 (a)
(b)
Gambar IV.6. Grafik Intensitas terhadap nomor
pixel (a) Lampu Pijar putih, (a) Lampu neon berjenis spiral, (b) lampu neon berjenis essential
Grafik Intensitas terhadap nomor pixel pada lampu Halogen
Gambar IV.7. Grafik Intensitas terhadap nomor
pixel lampu halogen.
Pada Gambar IV.5, IV.6, IV.7 Memperlihatkan hasil grafik spektrum warna yang dihasilkan pada masing-masing lampu dari titik 0 sampai 256 memiliki intensitas yang berbeda-beda, tergantung terang nya
masing-masing warna spektrum. Untuk
mendapatkan grafik intensitas terhadap panjang gelombang terlebih dahulu dicari fungsi grafik panjang gelombang terhadap nomor pixel. Dimana
diperoleh dari referensi panjang gelombang
masing-masing lampu yaitu lampu pijar,neon dan
Grafik Intensitas terhadap panjang gelombang lampu pijar. IV.8 (a) (b) (c) (d) (e)
Gambar IV.8. Grafik Intensitas terhadap panjang
gelombang (a) Lampu Pijar putih, (b) Lampu Pijar Orange, (c) Lampu Pijar Kuning, (d) Lampu Pijar Hijau, (e) Lampu Pijar Biru.
Grafik Intensitas terhadap panjang gelombang lampu neon. IV.9 (a) 0 100 200 300 400 500 600 700 38 1. 5 43 5. 1 48 8. 8 54 2. 4 59 6. 1 64 9. 7 70 3. 4 in te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Pijar Putih 0 50 100 150 200 250 300 350 38 1. 5 42 7. 9 47 4. 3 52 0. 7 56 7. 1 61 3. 5 65 9. 9 70 6. 3
Lampu Pijar Orange
Lampu Pijar Orange 0 100 200 300 400 38 1. 5 43 5. 1 48 8. 8 54 2. 4 59 6. 1 64 9. 7 70 3. 4 In te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Pijar Kuning 0 50 100 150 200 250 300 350 400 38 1. 5 43 5. 1 48 8. 8 54 2. 4 59 6. 1 64 9. 7 70 3. 4 In te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Pijar Hijau 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 38 1. 5 43 5. 1 48 8. 8 54 2. 4 59 6. 1 64 9. 7 70 3. 4 In te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Pijar Biru 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 35 1. 4 40 9. 8 46 8. 3 52 6. 8 58 5. 3 64 3. 8 In te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Neon Spiral
(b)
Gambar IV.9. Grafik Intensitas terhadap panjang
gelombang (a) Lampu neon berjenis
spiral. (b) lampu neon berjenis
essensial.
Grafik Intensitas terhadap panjang gelombang lampu halogen.
Gambar IV.10. Grafik Intensitas terhadap panjang gelombang pada lampu halogen.
Terlihat jelas grafik IV.8, IV.9, dan IV.10
menunjukkan bahwa spektrum mempunyai panjang gelombang yang berbeda-beda tergantung pada garis spektrum lampu masing-masing lampu. Dimana setiap garis spektrum pada lampu pijar, neon, dan
halogen masing-masing memiliki nilai puncak
gelombang yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena terangnya warna spektrum pada masing-masing lampu tersebut diantara warna spektrum yang lainnya.
KESIMPULAN
Telah dimanfaatkan kamera digital untuk
merekam spektrum dari berbagai jenis lampu yaitu lampu Pijar ( Putih, orange, kuning, hijau, biru) , Lampu Neon (Spiral dan Esensial) dan Lampu Halogen.
Panjang gelombang spektrum yang dihasilkan dari berbagai jenis lampu bermacam-macam, dimana panjang gelombang pada jenis lampu pijar yaitu dari 381,5nm sampai dengan 751,2 nm, pada lampu Neon mulai dari 351,4 nm sampai dengan 698,2 nm
dan pada lampu halogen memiliki panjang
gelombang dari 371,3 nm sampai dengan 697,7 nm.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Endarko, dkk. 2008. Fisika Jilid 3 Teknologi.
Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah
Kejuruan, Direktorat Jenderal Managemen
Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen
Pendidikan Nasional.
[2] Romario, Frans. 2012. Pengaturan Intensitas
Cahaya Menggunakan Transistor. Fakultas Teknik.
Universitas Sultan Ajeng Tirtayasa.
[3] Djafar, Ilham. 2012. Lampu. Diakses tanggal 23
April 2013.
[4] Afriadi,Meiriza. 2012. Sifat Partikel dari
Cahaya. Universitas Sriwijaya. Diakses tanggal 23
April 2013.
[5] SN, Wan Muhammad. 2010. Lampu Pijar.
Diakses tanggal 23 April 2013.
[6] Amirla L, Kuswanto H, Purwanto A. Spektrum
Cahaya. Yogyakarta: Jurusan Fisika FMIPA
UNY,2006.
[7] Rusdi,Putu Ariawan.2010. Sifat dan Manfaat
Gas Neon. Universitas Udayana: Jurusan Teknik
Elektro. Diakses tanggal 2 Mei 2013.
[8] Halliday, David dan Resnick. Fisika Jilid 1.
Jakarta : Erlangga.
[9] Wijaya, Marvin dan Agus Prijono. 2008.
Pengolahan Citra Digital Menggunakan Matlab.
Bandung. 0 200 400 600 800 35 1. 4 40 1. 7 45 2. 0 50 2. 3 55 2. 6 60 3. 0 65 3. 3 In te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Esensial 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 37 1. 3 41 8. 6 46 6. 0 51 3. 4 56 0. 7 60 8. 1 65 5. 4 In te ns ita s Panjang Gelombang (nm) Spektrum Lampu Halogen
