IKA suDARTI: SPEKTROSKOP SEDERHANA

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang yang telah memberikan petunjuk dan bimbingan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat dengan waktunya. Sholawat beserta salam kami curahkan kepada Nabi Muhammad SAW. kepada para sahabat , keluarga, serta tabi’in dan semoga tercurah kepada kita selaku umatnya.

Dengan mengucapkan hamdallah kami dapat menyelesaikan makalah ini untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Media Pembelajaran Fisika. Tidak lupa juga kami ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan amakalah ini

Kami sadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun agar pembuatan makalah berikutnya dapat lebih baik. Akhirnya kami berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kami dan para pembaca.

Yogyakarta, Maret 2014

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................................................. 1

DAFTAR ISI............................................................................................................................ 2

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................................ 3

A. Latar Belakang.............................................................................................................. 3

B. Tujuan........................................................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI................................................................................................. 4

A. Landasan Teori.............................................................................................................. 4

B. Manfaat Media Pembelajaran........................................................................................ 5

BAB III CARA KERJA MEDIA........................................................................................... 6

A. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar................................................................ 6

B. Desain Media Pembelajaran......................................................................................... 6

C. Kegiatan Pendahuluan.................................................................................................. 9

D. Kegiatan Inti............................................................................................................... 10

E. Kegiatan Penutup........................................................................................................ 10

BAB IV PEMBAHASAN...................................................................................................... 12

BAB V PENUTUP................................................................................................................. 17

A. Kesimpulan.................................................................................................................. 17

B. Saran............................................................................................................................ 17

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................ 18

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Spektroskopi merupakan alat analisis cahaya yang dihasilkan suatu objek yang sangat berguna dalam bidang fisika. Spektroskopi menggunakan prinsip difraksi dan interferensi untuk memisahkan cahaya yang dihasilkan suatu objek menjadi garis-garis warna berbeda yang dikenal dengan Spektrum. Alat ukur yang digunakan disebut Spektrometer. Spektrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengamati spektrum cahaya yang terurai setelah melewati suatu medium sehingga membentuk suatu spektrum. Spektrometer adalah alat untuk mengukur spektrum. Dalam astronomi dan beberapa cabang kimia, spektrometer adalah alat optik untuk menghasilkan garis spektral dan mengukur panjang gelombang mereka dan intensitasnya. Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri. Variabel yang diukur adalah yang paling sering adalah lampu. Dalam spektrometer modern, sinar yang datang pada sampel diubah panjang gelombangnya secara kontinyu. Spektroskop prisma merupakan alat yang digunakan untuk melihat spektrum dari suatu sumber cahaya.

Alasan penulis membuat media pembelajaran Spektroskop Sederhana karena alat dan bahan yang digunakan adalah mudah didapat, mudah dalam membuatnya, dan menghasilkan spektrum cahaya yangseperti aslinya. Akan tetapi jika digunakan untuk mengukur panjang gelombang alat ini tidak dapat diprgunakan, dan hanya digunakan untuk mengetahui spektrum cahaya yang dihasilkan dari cahaya putih.

B. Tujuan

Setelah melakukan percobaan ini diharapkan nahasiswa dapat :

1. Memperagakan model sederhana dari spektroskop.

2. Mengetahui konsep cahaya tentang Spektrum Cahaya.

3. Mengetahui cahaya monokromatik dan polikromatik.

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Landasan Teori

Spektroskop adalah alat untuk melihat spektrum cahaya. Pertama, cahaya adalah gelombang. Gelombang mempunyai frekuensi, panjang gelombang, dan kecepatan. Cahaya dengan panjang gelombang tertentu memiliki warna tertentu juga. Misalnya, 650 nm adalah merah, sedangkan 400 nm adalah biru. Nilai panjang gelombang yang lain menentukan warnanya, seperti yang terdapat pada pelangi.

Sekarang, cahaya bisa dicampur. Misalnya, campuran semua warna pelangi menjadi putih, sedangkan merah dicampur hijau menjadi kuning. Spektrum merupakan susunan warna-warna yang menghasilkan suatu warna. Misalnya, merah dan hijau dengan intensitas sama menjadi kuning. Jika hijaunya sedikit, dihasilkan oranye.

Pertama, cahaya adalah gelombang. Memang cahaya adalah partikel, tapi cahaya adalah gelombang. Gelombang mempunyai frekuensi, panjang gelombang, dan kecepatan. Cahaya dengan panjang gelombang tertentu memiliki warna tertentu juga. Misalnya, 650 nm adalah merah, sedangkan 400 nm adalah biru. Nilai panjang gelombang yang lain menentukan warnanya, seperti yang terdapat pada pelangi.

Spektroskopi menggunakan prinsip difraksi dan interferensi untuk memisahkan cahaya yang dihasilkan suatu objek menjadi garis-garis warna berbeda yang dikenal dengan Spektrum. Gejala dispersi cahaya adalah gejala peruraian cahaya putih (polikromatik) menjadi cahaya berwarna-warni (monokromatik). nterferensi adalah penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan pola gelombang yang baru. Thomas Young dengan menggunakan percobaan celah ganda telah dapat mengukur panjang gelombang cahaya. Masalahnya adalah pola interferensi yang dihasilkan oleh celah ganda terlalu menyebar (kurang tajam). Pertanyaannya bagaimana caranya supaya dihasilkan pola interferensi yang lebih tajam di layar ? Ternyata jika cahaya dihalangi oleh penghalang yang memiliki lebih banyak celah dengan lebar sama dan jarak antar celah yang berdekatan juga sama, diperoleh pola pita-pita terang lebih tajam atau disebut pola terang. Jadi, untuk mengukur panjang gelombang dengan lebih teliti harus harus digunakan penghalang yang memiliki banyak celah. Ini disebut dengan kisi difraksi.

Kisi difraksi adalah alat yang berguna untuk menganalisis sumber-sumber cahaya. Sebuah kisi terdiri atas banyak celah sejajar yang berjarak sama, biasanya dibuat dengan cara membuat goresan garis-garis sejajar pada sekeping kaca dengan menggunakan teknik mesin yang sangat akurat. Ternyata hal seperti ini terdapat pada CD/ DVD, ketika ada cahaya memantul pada bahan tersebut terjadi penguraian warna.

Suatu kisi difraksi terdiri dari sejumlah besar celah sejajar yang serba sama yaitu:

· Kisi transmisi yaitu suatu kisi dengan celah cahaya yang melewatinya.

· Kisi refleksi yaitu suatu kisi dengan celah cahaya yang memantulkan cahaya.

Perumusan untuk difraksi kisi memenuhi persamaan :

Keterangan :

Lebar celah tunggal / celah sempit

Jarak pita terang ke-n dari pusat

Jarak celah ke layar

Sudut

B. Manfaat Media Pembelajaran

Manfaat media pembelajaran ini yaitu sebagai berikut :

1. Dapat mengetahui terjadinya spektrum cahaya.

2. Dapat mengetahui cahaya monokromatik danpolikromatik

3. Dapat membuat alat peraga yang mdah dijangkau semua kalangan.

BAB III

CARA KERJA MEDIA

A. Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

1. Standar Kompetensi

Memahami konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik

2. Kompetensi Dasar

a. Mendeskripsikan spektrum gelombang elektromagnetik

b. Menjelaskan aplikasi gelombang elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari

B. Desain Media Pembelajaran

1. Alat Dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu, sebagai berikut :

a. CD/DVD bekas 1 buah

b. Kardus bekas 1 buah

c. Silet 2 buah

d. Plester 1 buah

e. Karton 1 buah

f. Kertas kado 1 buah

g. Gunting 1 buah

h. Kater 1 buah

i. Penggaris 1 buah

j. Lem kertas 1 buah

2. Gambar Rangkaian

$Description: E:\semester 4\MEDIA PEMB. FISIKA\gmbar\kop.jpg$

Gambar 1 : Spektroskop Sederhana

3. Langkah – Langkah Percobaan

a. Membuat lubang pada salah satu sisi kardus, misalkan pada sisi kanan kardus.

$Description: E:\semester 4\MEDIA PEMB. FISIKA\gmbar\koo.png$

Gambar 2 : langkah a

b. Menggulung karton membentuk silinder tanpa alas dengan panjang 15 cm. Kemudian memasukkan ke dalam lubang pada kardus di atas. Ini akan menjadi tempat pengamatan kita.

$Description: E:\semester 4\MEDIA PEMB. FISIKA\gmbar\23.png$

Gambar 3 : langkah b

c. Membuat lubang kecil pada bagian depan kardus dan tempatkan kedua silet seperti pada gambar di bawah. Ini akan menjadi sumber masuknya cahaya.

$Description: E:\semester 4\MEDIA PEMB. FISIKA\gmbar\24.png$

Gambar 4 : langkah c

d. Meletakkan CD/DVD di dalam kardus dan merekatkannya dengan lem berseberangan dengan silet.

$Description: E:\semester 4\MEDIA PEMB. FISIKA\gmbar\25.png$

Gambar 5 : langkah d

e. Menutupi sekeliling kardus dengan kertas kado dan plester agar cahaya tidak ada yang masuk. Satu-satunya cahaya yang mengenai CD/DVD ialah bersumber dari silet.

$Description: E:\semester 4\MEDIA PEMB. FISIKA\gmbar\26.png$

Gambar 6 : langkah e

C. Kegiatan Pendahuluan

1. Durasi

Waktu yang digunakan masing-masing kelompok dalam praktikum ini adalah 1 jam.

2. Pretest

Memeberikan pertanyaan pemula kepada siswa agar mempunyai gambaran sebelum memulai praktikum ini. Contoh : Apa yang dimaksud dengan cahaya polikromatik dan monokromatik ? jelaskan !

3. Cek Alat

Sebelum memulai praktikum hendaknya siswa mengecek alat dan bahan yang dibutuhkan agar tidak terjadi kekurangan bahan maupun kekurangan alat yang dibutuhkan, agar praktikum berjalan lancar dan tertib.

4. Daftar Hadir dan Nama kelompok

a. Mengecek kehadiran atau absensi siswa

b. Pembagian kelompok belajar disesuaikan dengan jumlah siswa yang terdapat dalam kelas. Misalnya jika jumlah siswa 40 maka kita bagi kelompok menjadi 10 kelompok jadi masing-masing kelompok terdapat 4 siswa. Hal ini dimaksudkan agar jumlah anggota dalam tiap kelompok tidak terlalu banyak sehingga pembelajaran lebih efektif.

c. Sisawa diminta untuk berkumpul dengan kelompoknya masing-masing.

d. Memberikan pengarahan mengenai metode percobaan spektroskop sederhana.

e. Diharapkan bagi setiap kelompok agar memahami metode percobaan spektroskop sederhana melalui penjelasan dari gurunya, agar memepermudah proses demonsarasi alat tersebut.

D. Kegiatan Inti

1. Setelah siswa diberikan metode percobaan spektroskop sederhana ini, masing-masing kelompok diharuskan segera fokus terhadap apa yang akan diamati. Kemudian setiap kelompok mulai menganalisis hal- hal yang terjadi selama percobaan spektroskop sederhana tersebut, hingga mendapatkan kesimpulan yang tepat,benar dan akurat.

2. Mencari dan mendiskusikan hasil dari percobaan demonstrasi alat tersebut sesuai kelompoknya masing-masing dan sesuai yang mereka amati. Setiap siswa diminta aktif dalam mengemukakan pendapat dan hasil dari kesimpulan yang telah di amati sesuai kelompoknya masing-masing.

3. Mendemonstrasikan hasil kerja kelompoknya di depan kelas

4. Perwakilan dari setiap kelompok minimal satu atau dua orang mempresentasikan hasil kerja kelompoknya di depan kelas. Setiap kelompok diberi waktu maksimal 10 menit. Hasil presentasi ini juga termasuk kedalam aspek penilaian kelompok dan individu.

5. Guru menjelaskan ulang materi. Setelah siswa mempresentasikan hasil kerja kelompoknya, guru menjelaskan ulang materi tersebut sebelum beralih ke presentasi berikutnya. Akan tetapi jika materi satu kelompok dengan kelompok berikutnya sangat berkaitan, maka guru memepersilahkan presentasi selanjutnya terlebih dahulu kemudian guru menjelaskan materi sekaligus. Guru menjelaskan ulang materi dengan sejelas-jelasnya agat tidak terjadi miskonsepsi.

E. Kegiatan penutup

1. Guru menyampaikan penilaian keseluruhan dari kegiatan, baik dari segi kekurangan maupun kelebihannya, serta mengumumkan kelompok yang terbaik dalam mengikuti demonstrasi tersebut agar memotivasi siswa.

2. Melakukan evaluasi.

Setelah semua perwakilan kelompok selesai memepresentasikan hasil kerjanya, lakukan evaluasi untuk mengecek pemahaman siswa terhadap materi yang diajarka. Evaluasi ini berupa free test dan menjadi aspek penilaian individu.

3. Jika kegiatan tidak sesuai dalam satu kali pertemuan, maka kegiatan dilanjutkan pada pertemuan berikutnya dengan menngatur waktu seefisien mungkin.

BAB IV

PEMBAHASAN

Spektrum cahaya dihasilkan dengan adanya,dispersi yaitu suatu peristiwa terjadinya penguraian cahaya putih untuk menjadi berbagai warna. Karena cahaya putih itu tersusun oleh berbagai macam warna yang berbeda dari indek biasnya dan serangkai warna-warna yang di peroleh dari dispersi dinamakan Spektrum. Sehingga ketika cahaya putih diarahkan pada keping DVD maka akan menghasilkan spektrum warna yang berbeda dan memiliki panjang gelombang tertentu.

Warna-warna ini adalah komponen dari cahaya putih yang disebut cahaya tampak (visible light) atau gelombang tampak. Komponen lainnya adalah cahaya yang tak tampak (invisible light), seperti inframerah (di sebelah kanan warna merah) dan ultraviolet (di sebelah kiri jingga) Sinar putih yang biasa kita lihat (disebut juga cahaya tampak atau visible light) terdiri dari semua komponen warna dalam spektrum di atas - tentu saja ada komponen lain yang tidak terlihat, disebut invisible light.

Cahaya matahari yang berwarna putih, jika ditembakkan ke sebuah keping CD ataupun DVD maka cahaya putih tersebut akan terbagi membentuk 7 spektrum warna sebagaimana yang kita telah disebutkan tersebut.

Description: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg7uZPd17pjTuiwEcYFlVEqy0uU1w-kd8bo-K_BUIpd_Mj_4ppSQ_f8OJSmORePuQTgnovsNjcKIT_3AaIRQ7zBjO-ansmMHvC0Si2WovuoWQ5KIqJTTye4Eqo3rglaXTYeba_R242pzgw/s400/gelombang+cahaya.jpg

Sehingga sebenarnya, cahaya putih adalah gabungan dari 7 spektrum cahaya yang berwarna merah, jingga (oranye), kuning, hijau, biru, nila (indigo), dan ungu, maka ketika kita melihat sebuah benda yang berwarna merah, maka sebenarnya yang terjadi adalah bahwa benda tersebut menyerap semua spektrum warna dari cahaya putih (cahaya matahari) kecuali warna merah, dan begitupun sample-nya jika kita melihat baju berwarna biru, maka sebenarnya yang terjadi adalah bahwa baju itu menyerap seluruh cahaya putih kecuali spektrum warna biru, demikian pula jika kita melihat benda yang berwarna putih, maka sesungguhnya anda melihat benda yang tidak menyerap satu pun spektrum warna yang dipancarkan oleh matahari, alias benda putih adalah benda yang memantulkan kembali seluruh cahaya putih yang diterimanya, adapun jika kita melihat benda hitam, maka sesungguhnya yang terjadi adalah bahwa benda ini menyerap seluruh cahaya putih yang diterimanya.

Sebagaimana dijelaskan pada gambar di atas bahwa cahaya berwarna merah adalah cahaya dengan panjang gelombang tertinggi. sedangkan cahaya berwarna ungu memiliki frekuensi tertinggi. dengan kata lain, semakin tinggi frekuensi maka semakin rendah panjang gelombang

Description: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjUd5apgMY4gfswrFOJJyfO_0W7J2olqn8UYZ7UqqtsMojKOh-UzPRSA-hbc5fT_D6noEktRA08jQf3XXvw_FudJe-hGSwkTgdTvHMVpIjuYhowdBk1W4WnoExryeV8t5UrA2sx0bXoLdQ/s320/frekwensi.jpg

Urutan Spektrum Gelombang Elektromagnetik dari Frekuensi Besar ke Frekuensi Kecil / dari Panjang gelombang Kecil ke Panjang Gelombang Besar

1. Sinar gamma( γ )

2. Sinar Rontgen atau Sinar x

3. Sinar ultraungu atau sinar ultraviolet

4. Sinar tampak

5. Sinar inframerah Atau IR

6. Gelombang RADAR

7. Gelombang TV

8. Gelombang Radio

Urutan Frekuensi Cahaya Tampak dari kecil ke besar, yaitu sebagai berikut :

Warna	Panjang gelombang	frekuensi
Merah	780-622 nm	384-482 Hz
Jingga	622-597 nm	482-503 Hz
kuning	597-577 nm	503-520 Hz
Hijau	577-492 nm	520 – 610 Hz
Biru	492-455 nm	610-659 Hz
ungu	455-390 nm	659-769 Hz

Dalam kehidupan sehari- hari terdapat dua jenis cahaya yaitu : Cahaya polikromatik dan Cahaya monokromatik.

Cahaya polikromatik seperti : Cahaya matahari dan cahaya lampu yang kita lihat sehari-hari merupakan cahaya putih. Disebut demikian karena cahaya matahari dan lampu memang tampak putih. Namun, cahaya putih itu sebenarnya terdiri dari berbagai macam warna, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Deretan warna ini disusun berdasarkan panjang gelombangnya. Deretan warna cahaya ini disebut spektrum warna. Karena terdiri dari berbagai macam warna, maka cahaya putih disebut cahaya polikromatik.

Demikian juga, cahaya putih matahari, lampu fluoresens (“neon”), LED putih, putih layar komputer tersusun atas komposisi warna-warna yang (mungkin) berbeda. Misalnya, cahaya matahari merupakan campuran semua warna violet sampai merah dengan intensitas yang sesuai dengan pola radiasi benda hitam, dengan sedikit perubahan: pada nilai-nilai panjang gelombang tertentu ada sedikit pelemahan, ini disebut garis Fraunhofer. Sedangkan, putih lampu “neon” ternyata merupakan campuran tiga nilai panjang gelombang saja yang dominan, yaitu biru sekian nanometer, hijau sekian nm, dan jingga sekian nm. Ini menunjukkan bahwa lampu “neon” tidak berisi gas neon, tetapi gas raksa.

Peristiwa penguraian cahaya putih menjadi berbagai macam warna disebut dispersi. Peristiwa dispersi dapat diperlihatkan dengan menggunakan prisma maupun keping CD ataupun DVD dan kotak cahaya. Cahaya putih dijatuhkan pada salah satu bidang sisi prisma. Cahaya tersebut mengalami deviasi yang dispersi oleh prisma. Itulah sebabnya cahaya yang keluar dari prisma telah terurai menjadi berbagai warna.

Mengapa dispersi bisa terjadi ? dispersi terjadi karena setiap warna cahaya mempunyai indeks bias yang berbeda. Warna bias memiliki indeks bias terkecil sehingga mengalami deviasi terkecil. Sementara warna ungu memiliki indeks bias terbesar sehingga mengalami deviasi terbesar. Sudut yang dibentuk oleh sinar merah dan sinar ungu yang paling pinggir disebut sudut dispersi. Diantara sinar merah dan sinar ungu terdapat sinar berwarna jingga, kuning, hijau, biru dan nila. Spektrum cahaya inilah yang membentuk cahaya putih.

Alat untuk menyelidiki spektrum warna berbagai zat disebut spektroskop. Alat ini terdiri dari kolimator yang mempunyai celah (S) pada salah satu ujungnya, sedangkan pada ujung yang lain terdapat lensa cembung (L₁). Celah terletak pada titik fokus utama lensa (L₁). Dengan posisi celah seperti ini, maka sinar yang datang pada celah merupakan berkas sinar sejajar sebelum memasuki prisma (P). di dalam prisma, berkas sinar mengalami deviasi dan dispersi. Masing-masing warna mempunyai arah tertentu yang dapat dilihat melalui spektroskop yang dilengkapi lensa cembung L2.

Spektrum warna dapat dilihat pada pelangi. Pelangi terbentuk karena cahaya matahari diuraikan oleh tetes-tetes air hujan. Pelangi terlihat kalau hujan turun dihadapan kita, sedangkan posisi matahari berada di belakang.

Seperti yang telah disebutkan bahwa cahaya putih dapat diuraikan menjadi berbagai warna, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Beberapa diantara sinar ini merupakan sinar dengan warna dasar. Sebagai warna dasar maka sinar ini tidak dapat diuraikan lagi. Sinar yang warnanya tidak dapat diuraikan lagi dengan warna lain disebut sinar monokromatik. Contohnya : sinar merah dan hijau. Hal ini dapat dibuktikan dengan mengarahkan spektrum warna pada sebidang layar yang memiliki lubang sempit. Lubang sempit ini dibuat sedemikian rupa sehingga hanya sinar dengan warna tertentu yang dapat melewati lubang

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Spektroskop adalah suatu alat yang berfungsi untuk menghitung panjang gelombang tiap spektrum cahaya secara pasti, tetapi kita bisa melihat sebuah fenomena bahwa cahaya putih (polikromatik) itu ternyata tersusun atas gabungan cahaya monokromatik dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Spektrum cahaya dihasilkan dengan adanya,dispersi yaitu suatu peristiwa terjadinya penguraian cahaya putih untuk menjadi berbagai warna. Karena cahaya putih itu tersusun oleh berbagai macam warna yang berbeda dari indek biasnya dan serangkai warna-warna yang di peroleh dari dispersi dinamakan Spektrum. Ketika Cahaya matahari yang berwarna putih, jika ditembakkan ke sebuah keping CD ataupun DVD maka cahaya putih tersebut akan terbagi membentuk 7 spektrum warna yang berbeda. Demikian juga, cahaya putih matahari, lampu fluoresens (“neon”), LED putih, putih layar komputer tersusun atas komposisi warna-warna yang (mungkin) berbeda. Semakin tinggi frekuensi cahaya tersebut maka semakin rendah panjang gelombang yang di hasilkan.

B. Saran

Hendaknya mahasiswa maupun siswa-siswi lebih kreatif dan inovatif dalam melakukan percobaan apapun. Karena tanpa kita sadari setiap kejadian atau fenomena dalam alam semesta erat kaitannya dengan ilmu fisika dan fisika sendiri tanpa percobaan ataupun eksperimen sangatlah tidak lengkap.

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli, Dauglas C.2001.Fisika Edisi V jilid II. Jakarta: ErlanggaHalliday dan Resnick dkk.1997. Fisika jilid 2 Edisi 3. Jakarta : Erlangga

Kanginan, Marthen. 2002. Fisika Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Penerbit Erlangga

http://chemistry-stanmart.blogspot.com/2010/04/spektroskop-buatanmu.html

http://shintiaminandar.blogspot.com/p/fisika.html