Ilham Ahda Revanof Indeks Bias

PRAKTIKUM FISIKA DASAR I SEMESTER 117

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2022 Indeks Bias A. Tujuan

Laporan Awal Laporan Akhir Total

Tanggal Percobaan : 18 September Tanggal Pengumpulan : 19 September

jxkjkm

ASISTEN LABORATORIUM : Atika Marisa Diniyah (1306620002) Catur Anthony Hermanta (1306620077) Hanum Puji Pangesti (1306620011) Muhamad Rizki (1306620051)

NAMA :Ilham Ahda Revanof

NIM :13046222059

DOSEN PENGAMPU :Dr. Hadi Nasbey, S.Pd., M.Si INDEKS BIAS

1. Menentukan kadar gula menggunakan metode pengukuran indeks bias 2. Menentukan sudut krisis larutan

3. Mengetahui faktor apa saja yang mempengaruhi indeks bias

4. Mengetahui dan memahami metode penentuan kadar senyawa berdasarkan indeks bias

5. Menentukan indeks bias di berbagai larutan berbagai macam konsentrasi B. Alat dan Bahan

1. Revaktometer

2. Bejana pengukur indeks bias

3. Bebagai macam larutan dengan konsentrasi yang berbeda C. Teori Dasar

Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium (Wikipedia, 2010).

Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks

biasnya. Indeks bias mutlat suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya diruang hampa dengan kecepatan cahaya ibahan tersebut. Indeks bias relative medium kedua, medium pertama adalah perbandingan indeks bias antara medium kedua dengan indeks bias medium pertama.

Pembiasan cahaya menyebabkan kedalam semu dan pemantulan sempurna.

Pembiasan cabaya adalah peristiwa penyimpangan atau belokan cahaya karena melalui dua medium yang berkerapatan optiknya. Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan berbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya dan medium kurang rapat. Menurut Christian Huggeas (1629-1695) .

Dalam pembiasan, berlaku hokum snellius. Hokum snellius adalah rumusan matematika yang memberikan hubungan antara sudut dating dan sudut bias pada cahaya atau

gelombang lainnya yang melalui Batas antara dua medium isotopic yang berbeda, seperti udara dan gelas.

Pada tahun 1621, ilmuann belanda bernama willebrobrd snell (1591-1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan anta sudut dating dan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama snell yang berbunyi:

a) Sinar dtang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

b) Hasil bagi sinus sudut dating dengan sinus sudut bias merupakan bilangan teta[

dan disebut indeks bias (Johan,2008)

Arah pembiasan cahaya di bedakan menjadi dua macam : 1) Mendekati garis normal

Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic kurang rapat kemudian optic lebih rapat. Contoh Chaya merambat dari udara kedalam air.

2) Menjauhi garis normal

Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika Cahaya merambat dari medium optic lebih rapat kemudian optic kurang rapat. Contohnya Chaya merambar=t dari air ke udara.

Pengukuran indeks bias penting untuk :

 Menilai sifat kemurnian suatu medium salah satunya berupa cairan.

 Mengetahui konsentrasi larutan-larutan.

 Mengetahui nilai perbandingan komponen dalam campuran dua zat cair.

 Mengetahui kadar zat yanga diekstrasikan dalam pelarut

Refractometer adalah alat ukur untuk menentukan indeks bias cairan atau padat, bahan transparan dan refracttomrtry. Prinsip pengukuran dapat dibedakan, oleh cahaya, penggembalan, kejadian, total refleksi, ini adlah pembiasan (refraksi) atau reflaksi total cahaya yang digunaka. Sebagai prisma umum menggunakan semua tiga prinsip, satu dengan indeks bias dikenal (prisma). Chaya merambat dalam transisi antara pengukuran prisma dlam media sampel (n cairan) dengan kecepatan yang berbeda indeks bias dikeetahui dari media sampel diukur dengan defleksi Cahaya.

Refractometer abbe adalah reflaktometer untuk mengukur indeks cairan, padatan dalam cairan atau serbuk indeks bias dari 1,300-1,700 dan presentase padatan 0-95%.

Alat untuk menentukan indeks bias minyak, lemak, gelas optic, larutan gula, dan sebagainya, indeks bias antara 1,300-1,700 dapat dibaca langsung dengan ketelitian sampai 0,001 dan 0,0002 dari gelas skala didalam.

indeks bias relatif

jika sudut bias 𝑟 = 90°, sehingga sin 𝑟 = 1, maka sudut 𝑖 disebut sudut Kritis (IC).

Sehingga, bila seluruh berkas cahaya yanf datang pada bidang batas antara medium tersebut akan dipantulkan semuanya/sempurna

Menghitung koefisien indeks relative

Berdasarkan persamaan 1), maka akan diperoleh 𝑛 sin 𝑖 = 𝑛¹𝑠𝑖𝑛𝑟. Selanjutnya kita akan dapatkan hubungan 𝑛^𝑥

𝑎 = 𝑛^{1 𝑥1}

𝑎 sehingga 𝑛𝑥 = 𝑛¹𝑥¹atau ^𝑛

1 𝑛 =

𝑥 𝑥¹(^𝑛1

𝑛 𝑑𝑖𝑠𝑒𝑏𝑢𝑡 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑘𝑠 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓) Refractometer

Jika cahaya datang dari za tantara dengan indeks bias n dan mengenai sisi prisma (indeks bias n) dengan sudut hampi 90° maka dieroleh persamaan sebagai berikut :

1. Pada saat cahaya masuk prisma, berdasarkan persamaan 1 berlaku : 𝑛 = 𝑛 sin 𝑟1 (2)

2. Pada saat cahaya masuk prisma, berdasarkan persamaan 1 berlaku : 𝑛 sin 𝑟2 = 𝑛 sin 𝑖2 (3)

3. Sedangkan

𝛽 = 𝑟1 + 𝑖2 (4) Substansi persamaan 2,3,4 diperoleh

sin 𝑟, =𝑛1

𝑛 sin(𝑖3 − 𝑟) (5)

Pada prisma, besaran seperti 𝑛1, 𝛽 dan sudut kritis prisma (𝑟) merupakan besaran tertentu yang besarnya tergantung pada bahan dan jenis prisma, dan

𝑛1 sin(𝑖3 − 𝑇, ) − merupakan suatu ketetapan (sebut saja 𝑇). Maka : sin 𝑟2 =𝑘

𝑛 (𝐵) Dengan 𝑘 = 𝑛1 sin( 𝛽 − 𝑇) atau 𝑛 = ^𝑘

𝑠𝑖𝑛𝑟2 indeks bras n dapat dihitung jika r, diketahui.

Faktor-faktor yang mempengaruhi indeks bias : 1) Density (berat jenis)

Semakin berat dan besar jenis maka kerapatan molekul di dalam zat atau sempel maka akan semakin rapat sehingga indeks bias zat dan sempel semakin

membesar.

2) Tekanan

Semakin besar tekanan maka kerapatan molekul dalam zat dan sempel semakin rapat sehingga indeks bias zat dan sempel semakin membesar.

3) Suhu

Semakin tinggi suhu maka akan semakin renggang molekul yang berada di zat dan sempel sehingga indeks bias zat dan sempel semakin kecil

D. Cara Kerja

1. Isilah bejana dengan larutan dengan konsentasi tertentu.

2. Tempatkab S di dinding bagian belakang bejana.

3. Ukurlah A dan x sebagai sudut datang.

4. Buatlah S,O,dan A terlihat jika diamati melaui larutan.

(A akan berpindah ke A jika diamati melalui aturan).

5. Ukurlah X dan X yang menunjukan kedudukan titik A dan A.

6. Ukurlah sudut bias sebagai A dan X

7. Ubahlah letak S dan catat kedudukan A dari A serta X dan X seperti langkah 6 dan 7.

8. Lakukan percobaan diatas untuk bermacam-macam konsentrasi seperti 50%, 40%, 30%, 20%, 𝑑𝑎𝑛 10%

Refractometer Abbe

1. Catatlah tempreratur di ruang anda melakukan praktikum.

2. Aturlah lensa refractometer sehingga garis silang dan skala tampak jelas.

3. Bersihkanlah prisma dengan kain lunak dan bersih

4. Teteskan cairan yang akan diukur indeks (beberapa tetes) pada prisma penerang, kemudian rapatkan kembali perisma penerang dan penguku.

5. Putarlah pemutar disebelah kanan sehingga batas gelap terang tepat pada garis silang dan bacalah skalanya !

E. Pertanyaan Awal

1. Jika seberkas cahaya dari ruang hampa menuju za antara, apa yang terjadi?

Jelaskan berdasarkan persamaan 1.

JAWAB :

Cahaya yang datang dari ruangan hampa dengan sudut tertentu menuju suatu medium akan di pantulkan dan di biaska, terjadi pembelokan gelombang cahaya menuju garis normal karena adanya perubahan cepat rambat cahaya dari nedium yang labih rapat massanya menjadi lebih sedikit lebih lambat. Sudut bias

(𝑟)bergantung pada suatu datang (𝑖), keduanya di ukur di garis normal, yaitu garis tegak lurus antara permukaan dan ^𝑛

1

𝑛 adalah indeks bias materi. Sehingga dapat dituliskan ^{sin 𝑖}

𝑠𝑖𝑛 𝑟 =^𝑛1

𝑛.

F. Data pengamatan.

• nst bejana indeks bias A = 0,50 X = 0,2 cm

• nst gelas ukur = 1 ml

• nst timbangan 0,01 g

• S = 5 cm a. Data I

Nama larutan Konsentrasi < datang < bias

A (^oC) X (cm) A’( ^oC) X’ (cm)

Gula 10 %

34,0 8, 6 50 12

34,0 8, 6 49 11, 9

34,0 8, 6 49 11, 9

35, 0 8, 6 50 12

35,0 8, 6 49 11, 9

b. Data II

Nama larutan Konsentrasi < datang < bias

A (^oC) X (cm) A’( ^oC) X’ (cm)

Gula 20 %

33,0 8, 8 50 12, 4

32,5 8, 7 49 12, 3

32,5 8, 9 49 12, 4

32, 5 8, 9 50 12, 2

33,0 8, 8 49 12, 3

PENGOLAHAN DATA TUNGGAL 1. Data tunggal

 Jarak s = 5 cm

S ∆𝑆 Ksr S

5 cm ≈ 0,05 m 1

∆𝑆 =

2 × 𝑛𝑠𝑡 1

= 2 × 0, 001

= 0, 0005

∆𝑠 𝐾𝑠𝑟 =

𝑠 × 100%

0, 0005

= 0, 05 × 100%

= 1%

𝑆 = (𝑠̅ ± ∆𝑠)𝑚

= (0, 05 ± (0, 005 ×

10⁻¹))

 Volume larutan nst 1 ml

V = 100 ml

1 1

∆𝑉 =

2 × 𝑛𝑠𝑡 = 2 × 1

= 0, 5 𝑚𝑙

∆𝑣 𝐾𝑠𝑟 =

𝑣 × 100%

0, 5

= 100

× 100%

= 0, 5%

𝑉 = (𝑉̅ ± ∆𝑉)𝑚𝑙 = (100 ± 0, 5)

 Massa nst = 0,01 g Konsentrasi

larutan gula

∆

𝑚

^Ksr

∴ 𝑚

± ∆

m

10% 10 gram 1 1 𝐾𝑠𝑟 = (10 ±

∆𝑉 =

2 × 𝑛𝑠𝑡 =

2 × 0, 01

= 0, 005 𝑚𝑙

∆𝑣

= 𝑣 × 100% 0, 005) 0, 005

= 10 × 100%

= 0, 05%

20% 20 gram 1 1

∆𝑉 =

2 × 𝑛𝑠𝑡 =

2 × 0, 01

= 0, 005 𝑚𝑙

𝐾𝑠𝑟 = (20 ±

∆𝑣

= 𝑣 × 100% 0, 005) 0, 005

= 20 × 100%

= 0, 025%

2. Data majemuk

 Konsentrasi larutan 10%

No. ^A 𝐴2 X 𝐴2 A’ 𝐴′² X’ 𝐴′²

1. 34 1.156 8,6 73,96 50 2.500 12 144

2. 34 1.156 8,6 73,96 49 2.401 11.9 141,61

3. 34 1.156 8,6 73,96 49 2.401 11,9 141,61

4. 35 1.225 8,6 73,96 50 2.500 12 144

5. 35 1.225 8,6 73,96 49 2.401 11,9 141,61

∑ 172 5.918 43 369,8 247 12.203 59,7 712,83

 A = ^∑𝑨 = ^𝟏𝟕𝟐 = 34, 4

𝒏 𝟓

∆𝑨 = ^𝟏 √𝒏(∑ 𝑨)^𝟐−(∑ 𝑨)^𝟐

𝒏 𝒏−𝟏

∆𝑨 = ^𝟏 √^{𝟓(𝟓𝟗𝟏𝟖)𝟐−(𝟏𝟕𝟐)^𝟐}

𝒏

∆𝑨 = ^𝟏 √^𝟔

𝟓−𝟏

𝟓 𝟒

∆𝑨 = 0^oC

 Ksr = ^∆𝑨 x 100%

𝑨

= ^𝟎

𝟑𝟒,𝟒

x 100%

A = (34, 4 ± 0)

 A’ = ^∑𝑨 = ^𝟐𝟒𝟕= 49, 4

𝒏 𝟓

𝟏 𝒏(∑ 𝑨)^𝟐 − (∑ 𝑨)^𝟐

∆𝑨′ = 𝒏 √

𝒏 − 𝟏

∆𝑨′ = ^𝟏 √^{𝟓(𝟏𝟐𝟐𝟎𝟑)𝟐−(𝟐𝟒𝟕)^𝟐}

𝒏

∆𝑨‘ = ^𝟏 √^𝟔

𝟓−𝟏

𝟓 𝟒

∆𝑨’ = 0, 132^oC

 Ksr = ^∆𝑨′ x 100%

𝑨′

𝟎,𝟏𝟑𝟐

x 100%

𝟒𝟗,𝟒

= 0, 002

A’ = (0, 132 ± 34,4)^o

 𝒙 = ^∑𝒙 = ^𝟒𝟑 = 8, 6

𝒏 𝟓

𝟏 𝒏(∑ 𝒙)^𝟐 − (∑ 𝒙)^𝟐

∆𝐱 = 𝒏 √

𝒏 − 𝟏

∆𝒙 = ^𝟏 √^{𝟓(𝟑𝟔𝟗,𝟖)𝟐−(𝟒𝟑)^𝟐}

𝒏

∆𝒙 = ^𝟏 √^𝟎

𝟓−𝟏

𝟓 𝟒

∆x = 0^oC

 Ksr = ^∆𝑨′ x 100%

𝑨′

𝟎,𝟏𝟑𝟐

x 100%

𝟒𝟗,𝟒

= 0, 002

A’ = (0, 132 ± 34,4)^o

 Konesen trasi larutan 20%

No. A 𝐴2 X 𝑋2 A’ 𝐴′² X’ 𝑋′²

1. 34 1.156 8,6 73,96 50 2.500 12 144

2. 34 1.156 8,6 73,96 49 2.401 11.9 141,61

3. 34 1.156 8,6 73,96 49 2.401 11,9 141,61

4. 35 1.225 8,6 73,96 50 2.500 12 144

5. 35 1.225 8,6 73,96 49 2.401 11,9 141,61

∑ 172 5.918 43 369,8 247 12.203 59,7 712,83



G. Hasil dan pembahasan H. Kesimpulan

I. Daftar pustaka