18 BAB III ANALISIS SPEKTRUM CAHAYA 3.1. Spektroskop Sederhana Spektrometer sederhana ini dirancang dengan menggunakan karton dupleks, dibuat membentuk sudut 45 o dan 9 o, dirancang dengan membentuk 2 sudut yang berbeda dimaksudkan untuk membandingkan hasil yang akan diperoleh dari kedua alat tersebut, untuk menyebarkan cahaya menurut spektrumnya. Sebagai kisi difraksi digunakan potongan DVD yang sudah dikelupas lapisan pemantulnya. Kisi dipasang pada posisi sudut berbeda pada berkas cahaya sehingga pola interferensi orde pertama keluar pada sudut kira-kira tegak lurus kisi. Gambar 3.1. Foto spektroskop sederhana membentuk sudut 45 o.
19 Gambar 3.2. Foto spektroskop sederhana membentuk sudut 9 o. 3.2. Cara Kerja Spektrometer Sederhana Alat yang sudah dibuat kemudian dirangkai dengan menggunakan control transformator for spectrum lamps, soket lampu yang telah dipasang dengan lampu helium (He), merkuri (Hg), cadmium (Cd), dan kamera digital. Spektrometer disusun seperti Gambar.3.6. dan pada permukaan kisi difraksi dipasang kamera untuk merekam gambar spektrum yang dihasilkan sinar yang datang pada celah kisi difraksi. Untuk merekam spektrum digunakan kamera digital saku EasyShare Kodak M863 dengan resolusi 8,2 megapiksel, 7,2 megapiksel dan 6,1 megapiksel dengan diameter fokus 34 mm-12 mm. Bukaan diatur selama mungkin yaitu kira-kira 1 detik dan digunakan nilai ISO tinggi. Pengaturan fokus dilakukan secara otomatis dengan pencahayaan lampu seminimal mungkin untuk
2 menghasilkan spektrum yang tajam dengan intensitas tinggi. Berikut ditampilkan gambar-gambar alat pendukung rangkaian pada spektrometer sederhana. Gambar 3.3. Control transformator untuk lampu spektrometer. Gambar 3.4. Lampu merkuri/ raksa (Hg), helium, dan kadmium (Cd).
21 Gambar3.5. Soket lampu. Gambar 3.6. EasyShare Kodak M863.
22 Spectrometer sederhana Kisi difraksi kamera Soket lampu control transformator Gambar 3.7. Rangkaian spektrometer sederhana. Kisi difraksi DVD Gambar 3.8. Skema spektrometer sederhana. Proses pertama perekaman gambar, dilakukan 5 kali pada tiap-tiap objek cahaya yang akan diamati, yaitu : helium, raksa, dan cadmium, dengan menggunakan kamera digital. Celah pada spektrometer diletakkan didepan cahaya yaitu di depan soket lampu, kemudian kamera diletakkan didepan kisi difraksi
23 spektrometer sederhana untuk merekam hasil spektrum yang tampak pada kisi DVD. Perekaman gambar spektrum pada cahaya lampu helium (He), merkuri/raksa (Hg), dan kadmium (Cd) dengan menggunakan resolusi bervariasi yaitu 8,2 megapiksel, 7,2 megapiksel dan 6,1 megapiksel. Perekaman gambar ini berfungsi untk mengetahui spektrum warna pada beberapa lampu yang diamati, untuk mengetahui hubungan piksel dan intensitas yang dihasilkan spektrum warna-warna cahaya, juga mengetahui besar panjang gelombang cahaya lampu yang dihasilkan spektrometer sederhana dan sejauh mana pengaruh tingkat resolusi terhadap spektrum hasil perekaman gambar. Proses kedua, setelah perekaman gambar, hasil perekaman gambar oleh kamera digital dalam bentuk JPG, kemudian dibuka menggunakan microsoft paint. Gambar dipotong secara vertikal sepanjang sumbu y, sedangkan sumbu horizontal (sumbu x) tidak ada pemotongan dimulai titik nol Setelah dipotong disimpan dan diubah kedalam program 24 bit map, dengan menggunakan program C++ gambar yang telah disimpan dalam bentuk 24 bit map diubah menjadi keluaran dalam bentuk hubungan intensitas dan piksel, dengan menggunakan program excel diolah dalam bentuk data-data dan grafik. Kemudian setelah diperoleh hasil hubungan antara intensitas dan piksel, data diolah kembali dengan menggunakan program C++ diubah dalam bentuk hubungan antara panjang gelombang dan intensitas.hasil grafik dapat dilihat pada pembahasan berikutnya. Proses ketiga dilakukan kalibrasi pada spektrum yang telah diambil dan dibaca datanya. Spektrum yang dihasilkan oleh helium, raksa dan kadmium dikalibrasi dengan mencocokan karakteristik spektrum dengan acuan standar
24 nasional dari National Institute of Standards and Technology. Setelah didapatkan hasil pencocokan kalibrasi, pada ketiga lampu tersebut, dipilih acuan untuk menentukan panjang gelombang spektrum lain yang belum diketahui nilainya. Penetapan acuan pada spektrum, dengan pengolahan data-data dan pencocokan yang mendekati dengan standar acuan NIST. Proses keempat dilakukan pengujian alat dengan menggunakan lampu pijar 5 watt merek Chiyoda. Pengujian dilakukan untuk mengetahui nilai panjang gelombang lampu pijar Chiyoda, dengan mensubstitusi nilai piksel yang dihasilkan spektrum lampu pijar dari perekaman gambar. Lalu setelah pengujian dilakukan proses selanjutnya menguji ulang dengan menggunakan lampu yang sama, untuk mengetahui tingkat konsistensi alat spektrometer sederhana tersebut. Jika hasil pengujian konsistensi cukup baik maka alat spektrometer dapat digunakan setelah dikalibrasi terlebih dahulu dengan membandingkan data hasil penelitian dengan standar acuan nasional. Tabel 3.1. adalah data hasil pemotretan spektrum, disajikan hanya beberapa sample data, krn terdapat ribuan data yang diperoleh berdasarkan warnawarna spektrum. Tabel 3.1. Data spektrum helium (He) resolusi 8,2 megapiksel No.Piksel Nilai Intensitas hasil pemotretan ke 1 2 3 4 5 16 16 35 15 23 1 16 16 2 12 17 2 16 16 12 9 2 3 19 19 1 7 23 1294 58 58 126 34 34
Intensitas 25 1295 74 74 156 41 41 1296 94 94 24 55 55 1297 111 111 196 68 68 1298 127 127 186 88 88 1299 154 154 174 97 97 13 192 192 164 11 11 148 97 97 168 33 33 1481 138 138 164 68 68 1482 154 154 169 13 13 1483 154 154 99 15 15 1484 156 156 42 158 158 1485 165 165 32 178 178 1517 189 189 414 4 4 1518 293 293 391 78 78 1519 341 341 37 148 148 152 353 353 354 218 218 1521 337 337 229 36 36 1522 353 353 123 41 41 Dari Tabel 3.1. diperlihatkan salah satu grafik dari spektrum helium seperti tersaji dalam Gambar 3.9., 5 Spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel 4 3 2 1 5 1 15 2 25 Piksel Gambar 3.9. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) pada pemotretan pertama.
Piksel 26 3.3. Kalibrasi Spektrometer Sederhana Untuk memperoleh nilai-nilai panjang gelombang dari garis spektrum, pentingnya dilakukan kalibrasi dengan menggunakan spektrum standar nasional dari National Institute of Standards and Technology ( NIST ) untuk masingmasing cahaya yang akan diukur, untuk mengkalibrasi spektrum lampu yang diukur yaitu : helium(he), merkuri/raksa (Hg) dan kadmium(cd). Dari hasil pengkalibrasian dipilih lampu helium sebagai lampu acuan untuk menentukan panjang gelombang lampu-lampu yang lainnya. Dari hasil pengkalibrasian, lampu helium memiliki data yang hampir cocok dengan acuan dari NIST dan dari hasil pengolahan memiliki tingkat kelinieran relatif tinggi dan tingkat error data relatif kecil. 6 Spektrum Standar Nasional helium (He) dari NIST 5 4 3 2 1 4 45 5 55 6 65 7 75 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.1. Grafik spektrum acuan helium (He) dari NIST.
27 Tabel 3.2. berikut diperoleh dari hasil pencocokan nilai piksel pada spektrum helium (He), dengan nilai panjang gelombang pada spektrum standar nasional helium (He) dari NIST. Gambar 3.9., terlihat terdapat pola yang hampir mirip antara grafik spektrum helium (He) dengan grafik spektrum standar nasional dari NIST. Perbedaan nilai piksel tiap-tiap puncak pada grafik spektrum helium (He) dengan spektrum standar nasional helium (He) dari NIST, kemungkinan disebabkan oleh posisi kamera bergeser terhadap spektrometer Pada tabel 3.4. hasil pencocokan terlihat bervariasi untuk nilai piksel dari grafik spektrum hasil perekaman dengan panjang gelombang tetap yang diperoleh dari nilai standar nasional dari NIST. Panjang gelombang merupakan variabel tetap misalnya (X) dan nilai piksel yang berubah-ubah sebagai variabel bebas (Y). Tabel 3.2. Data pencocokan panjang gelombang dan piksel spektrum helium (He) Panjang Gelombang (Å) Nilai Piksel ( Y ) X Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 5875.62 1869 1866 1866 1869 1869 515.678 1522 152 152 1522 152 4921.931 1485 1485 1485 1487 1489 4713.146 1378 14 14 14 142 4471.479 13 13 13 135 133 Keterangan: X = Panjang Gelombang Y= Piksel Selanjutnya data nilai piksel diambil nilai rata-rata, dan ditentukan standar deviasinya seperti berikut. Tabel 3.3. Tabel rata-rata nilai piksel dan standar deviasi. Panjang Gelombang Piksel Rata-rata Pikse Standar Deviasi
28 5875.62 1869 1866 1866 1869 1869 1867.8 1.643168 515.678 1522 152 152 1522 152 152.8 1.95445 4921.931 1485 1485 1485 1487 1489 1486.2 1.788854 4713.146 1378 14 14 14 142 1396 1.995 4471.479 13 13 13 135 133 131.6 2.32173 Dari data ini ditentukan nilai tertinggi (high), terendah (low) dan nilai tengah (close). Nilai tertinggi diperoleh dengan menjumlahkan nilai rata-rata piksel dengan standar deviasi, untuk nilai terendah diperoleh dari pengurangan nilai rata-rata piksel dengan standar deviasi, sedangkan tengah sama dengan nilai rata-rata piksel tersebut.seperti pada tabel berikut: Tabel 3.4. Tabel nilai stock chart. Panjang Gelombang (Å) 4471.479 133.92 1299.298 131.6 Keterangan : Y high = nilai piksel tertinggi Y low = nilai piksel terendah Y close = nilai rata-rata piksel Dari data tersebut dibuat grafik menggunakan stock chart Gambar 3.11., grafik diperoleh dengan menggunakan excel setelah data yang ada pada Tabel 3.3. dikelompokan menjadi nilai tertinggi, terendah dan nilai rata-rata seperti tertera pada Tabel 3.4. Piksel ( Y ) X high low close 5875.62 1869.443 1866.157 1867.8 515.678 1521.895 1519.75 152.8 4921.931 1487.989 1484.411 1486.2 4713.146 146.1 1385.9 1396
Piksel 29 Berikut grafik stock chart yang diperoleh : 195 185 175 165 155 high low close 145 135 125 5875,62 515,678 4921,931 4713,146 4471,479 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.11.Grafik hubungan panjang gelombang ( X ) dengan piksel ( Y ) spektrum helium (He) 8,2 megapiksel. Dari hasil grafik yang diperoleh dari lima (5) data empat (4) data memiliki simpangan sangat kecil,sehingga pada grafik Gambar 3.11. terlihat seperti satu garis antara nilai tertinggi, terendah dan nilai rata-rata.untuk panjang gelombang 4713 terlihat adanya simpangan, antara nilai tertinggi dan terendah, seperti hasil data yang diperoleh pada Tabel 3.3.dengan nilai simpangan 1.dan simpangan
3 rata-rata 4.Sedangkan empat data lainnya memiliki deviasi (simpangan) sangat kecil sehingga tampak seperti satu garis saja, nilai deviasi ke empat data kurang dari dua. Dari hasil perhitungan didapatkan persamaan fungsi hubungan panjang gelombang dengan piksel adalah Y = -54.3 +,43 X, dengan nilai konstanta korelasi r sebesar,9999 artinya pada pengkalibrasian spektrum helium (He) terdapat korelasi linear yang positif dan tinggi antara panjang gelombang (X)dengan piksel (Y), dan hubungan antara panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) linier dan nilai determinasi R =,99994 atau tingkat kelinieran 99,99 %, proses perhitungan terlampir.(lampiran B-J). Pengkalibrasian spektrum helium (He) mendekati sempurna linier dengan nilai R=1, saat data yang dipilih puncak-puncak tertinggi saja, terlihat penyimpangan relative sangat kecil, tentunya menghasilkan fungsi persamaan linier sedikit berbeda dengaan data yang diperoleh secara keseluruhan.berikut data dan grafik jika data yang diperoleh dipilih nilai puncak-puncak tertinngi pada spektrum yang ada. Tabel 3.5. Tabel nilai stock chart puncak tertinggi spektrum helium 8,2 megapiksel Panjang gelombang High Low Close 5875.62 1869.443 1866.157 1867.8 515.678 1521.895 1519.75 152.8 4471.479 133.92 1299.298 131.6
31 2 18 Piksel 16 14 12 1 8 High Low Close 6 4 2 Panjang Gelombang 5875,62 515,678 4471,479 Gambar 3.12. Grafik puncak tertinggi hubungan panjang gelombang ( X ) dengan piksel ( Y ) spektrum helium (He) 8,2 megapiksel. Sebagai perbandingan mengapa spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel digunakan sebagai acuan setelah pengkalibrasian, ditampilkan tabel dan grafik stock chart spektrum cahaya lampu lainnya dengan tingkat resolusi yang berbeda. Jika dibandingkan semua grafik, ternyata tingkat simpangan spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel terkecil, sedangkan spektrum lainnya dengan tingkat resolusi lebih rendah rata-rata memiliki
32 simpangan cukup besar. Dengan demikian sangat realistis jika spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel digunakan sebagai standar pengkalibrasian, untuk menentukan panjang gelombang spektrum lainnya. Tabel 3.6. Tabel Perbandingan standar deviasi spektrum helium (He), merkuri/raksa (Hg) dan kadmium (Cd). S T A N D A R D E V I A S I Resolusi 8,2 megapiksel He Hg Cd 1.643168 32.6374 24.7792 1.95445 3.4497 25.34364 2.32173 31.62594 25.41653 Resolusi 7,2 megapiksel He Hg Cd 21.77154 35.884 13.19699 94.44152 46.47795 39.8782 23.57965 4.4997 12.75918 Resolusi 6,1 megapiksel He Hg Cd 13.3884 8.982495 9.349664 34.75619 27.6496 26.9891 14.2646 1.1218 1.97881
Piksel 33 25 23 21 19 17 high low close 15 Panjang Gelombang 13 5769,61 546,75 4358,335 446,565 Gambar 3.13. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum raksa (Hg) 8,2 megapiksel.
Piksel 34 16 155 15 high low close 145 14 Panjang Gelombang 135 6438,47 5337,48 585,822 Gambar 3.14. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum kadmium (Cd) 8,2 megapiksel.
35 125 115 15 95 High low Close 85 75 65 5875,62 515,678 4471,479 Gambar 3.15. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum helium (He) 7,2 megapiksel.
Piksel 36 2 18 16 14 12 1 High Low Cose 8 6 4 2 Panjang Gelombang 546,75 4883 4358,335 Gambar 3.16. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum raksa (Hg) 7,2 megapiksel.
Piksel 37 16 14 12 1 8 6 High Low Close 4 2 Panjang Gelombang 585,822 4799,912 4678,149 Gambar 3.17. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum kadmium (Cd) 7,2 megapiksel.
Piksel 38 25 2 15 High Low Close 1 5 Panjang Gelombang 5875,62 515,678 4471,479 Gambar 3.18. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum helium (He) 6,1 megapiksel.
Piksel 39 25 2 15 High Low Close 1 5 Panjang Gelombang 546,75 4883 4358,335 Gambar 3.19. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum merkuri/raksa (Hg) 6,1 megapiksel.
Piksel 4 155 15 145 14 135 13 High Low Close 125 12 115 Panjang Gelombang 11 5378,13 4799,912 4678,149 Gambar 3.2. Grafik hubungan panjang gelombang (X) dengan piksel (Y) spektrum kadmium (Cd) 6,1 megapiksel.
Intensitas Intensitas 41 Dari pengkalibrasian dapat ditentukan hubungan intensitas dan panjang gelombang, seperti ditunjukan pada Gambar 3.21. dan gambar-gambar berikutnya. Dari hasil data-data hasil spektrum maka diperoleh grafik sebagai berikut: Spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel 1849, 412 45 153, 355 4 35 3 1284, 188 25 2 15 1 5 5 1 15 2 25 Piksel Gambar 3.21. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) pada pemotretan pertama. 45 4 35 3 25 2 15 1 5 (4437, 188) ungu (498, 355) hijau (5839, 142) jingga 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.22. Grafik hasil pembacaan panjang gelombang dan intensitas spektrum helium (He)
Intensitas Inteitasns 42 Spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel 45 4 35 3 25 2 15 1 5 1866, 389 152, 353 1,197 5 1 15 2 25 3 35 Pixel Gambar 3.23. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) pada pemotretan kedua 45 4 35 3 528, 353 hijau (5881,389 ) kuning 25 2 (448, 197), ungu 15 1 5 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.24. Grafik hasil pembacaan panjang gelombang dan intensitas spektrum helium (He)
Intensitas Intensitas 43 Spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.25.Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) pada pemotretan ketiga. 6 5 4 (528, 422) hijau (5886, 482) jingga 3 2 (4484, 193) ungu 1 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.26. Grafik hasil pembacaan panjang gelombang dan intensitas spektrum helium (He).
Intensitas Intensitas 44 6 5 4 Spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel 1516, 422 1862, 488 3 2 1296, 24 1 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.27. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) pada pemotretan keempat 6 5 4 (528, 422) hijau (5886, 482) jingga 3 2 (4484,193) ungu 1 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.28. Grafik hasil pembacaan panjang gelombang dan intensitas spektrum helium (He)
Intensitas n 45 6 Spektrum helium (He) dengan resolusi 8,2 megapiksel 5 4 3 2 1 133, 21 1523, 431 1869, 513 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.29. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum helium (He) pada pemotretan kelima. 6 5 (53, 431) hijau (5889, 513) jingga 4 3 (4484, 21) ungu 2 1 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.3. Grafik hasil pembacaan panjang gelombang dan intensitas spektrum helium (He).
Intensitas Intensitas 46 Dari ke lima grafik spektrum helium (He) diperoleh nilai rata-rata untuk puncak pertama diperoleh piksel ke 133 didapatkan nilai intensitas sebesar 199,4, untuk puncak kedua piksel ke 142 diperoleh intensitas 71,8, untuk puncak ketiga piksel ke 1489 nilai intensitas 191,2, untuk puncak keempat piksel ke 152 nilai intensitas 41,8, untuk puncak keempat piksel ke 1869 nilai intensitas 481,2.Dari hasil data-data hasil spektrum maka diperoleh grafik sebagai berikut ( Lampiran C ) : 8 7 6 5 4 3 2 1 Spektrum raksa (Hg ) dengan resolusi 8.2 megapiksel 1476 1934 1717 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.31. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum raksa (Hg) pada pemotretan pertama. 8 7 6 5 4 3 2 1 (4988, 74$) biru (5554, 11) hijau (6119, 393) Kuning Jingga 2 4 6 8 1 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.32. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum raksa (Hg).
Intensitas Intensitas 47 Spektrum raksa (Hg) dengan resolusi 8.2 megapiksel 8 7 6 5 4 3 2 1 1532 1985 1759 1 2 3 4 Piksel Gambar 3.33. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum Hg pada pemotretan kedua. 8 7 6 5 4 3 2 1 (511,742) biru (5564, 116) hijau (612, 393) kuning jingga 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.34. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum raksa (Hg).
Intensitas Intensitas 48 Spektrum raksa (Hg ) dengan resolusi 8.2 megapiksel 8 1486 7 6 5 4 3 2 1 1718 1946 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.35. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum raksa (Hg) pada pemotretan ketiga. 8 7 6 (4966, 734) biru (68, 392) kuning jingga 5 4 3 2 (5521, 97) hijau 1 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.36. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum raksa (Hg).
Intensitas Intensitas 49 8 Spektrum raksa (Hg) dengan resolusi 8.2 megapiksel 7 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.37. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum Hg pada pemotretan keempat. 8 7 6 (4939, 745) biru (653, 39) kuning jingga 5 4 3 (5497, 149) hijau 2 1 1251 3251 5251 7251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.38. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum raksa (Hg).
Intensitas Intensitas 5 Spektrum raksa (Hg) dengan resolusi 8.2 megapiksel 8 7 1459 6 5 1913 4 3 1626 2 1 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.39. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum raksa (Hg) pada pemotretan kelima. 8 7 6 (4896, 743) biru (613, 364) kuning jingg 5 4 3 (5452, 114) hijau 2 1 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.4. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum raksa (Hg).
Intensitas Intensitas 51 Gambar 3.37. sampai 3.4. dapat dilihat pada Lampiran C. Dari ke lima grafik spektrum raksa (Hg) diperoleh nilai rata-rata untuk puncak pertama diperoleh piksel ke 1369, nilai intensitas 128, untuk puncak kedua piksel ke 151,2, nilai intensitas 743, untuk puncak ketiga piksel ke 1953, nilai intensitas 372, untuk puncak keempat piksel ke 1953, nilai intensitas 292. 7 6 5 4 3 Spektrum kadmium (Cd) dengan resolusi 8.2 megapiksel 1411, 574 1529, 585 1362, 29 2 1 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.41. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum kadmium (Cd) pada pemotretan pertama. 7 6 (4752,574) biru (545, 585) hijau 5 4 3 (4631, 29) biru lemah 2 1 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.42. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum kadmium (Cd).
Intensitas Intensitas 52 Spektrum kadmium (Cd) dengan resolusi 8.2 megapiksel 6 5 4 3 2 1 1435, 477 1385, 295 1554, 478 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.43. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum kadmium (Cd) pada pemotretan kedua 6 5 (4812,477) biru (517, 478) 4 3 (4685, 295) biru lemah hijau 2 1 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.44. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum kadmium (Cd).
Intensitas Intensitas 53 Spektrum kadmium (Cd) dengan resolusi 8.2 megapiksel 4 35 3 148 1563 25 2 15 1 5 1398 1 2 3 4 Piksel Gambar 3.45. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum kadmium (Cd) pada pemotretan ketiga. 5 (4844, 448) 45 biru (5129, 27) 4 hijau 35 (472, 295) 3 25 biru lemah 2 15 1 5 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.46. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum kadmium (Cd).
Intensitas Intensitas 54 Spektrum kadmium (Cd) dengan resolusi 8.2 megapiksel 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1478, 156 1593, 123 1428, 79 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.47. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum kadmium (Cd) pada pemotretan keempat. 18 16 14 12 1 8 6 4 2 (4795, 79) biru lemah (4919, 156) biru (524, 123) hijau 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.48. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum kadmium (Cd).
Intensitas Intensitas 55 Spektrum kadmium (Cd) dengan resolusi 8.2 megapiksel 16 14 146, 142 12 1 1575, 97 8 6 1411, 58 4 2 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.49. Grafik hasil pembacaan piksel spektrum kadmium (Cd) pada pemotretan kelima. 16 14 12 (48174, 142) biru (5174, 97) hijau 1 8 6 4 2 (4752, 58) biru lemah 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.5. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas spektrum kadmium (Cd).
Intensitas Intensitas 56 Dari ke lima grafik spektrum kadmium diperoleh nilai rata-rata untuk puncak pertama nilai piksel ke 1397,4, nilai intensitas 199, untuk puncak kedua piksel ke 1446,4 nilai intensitas 357,8, untuk puncak ketiga piksel ke 1564, intensitas 37,8. 3.4 Pengujian Spektrometer Sederhana Spektrometer sederhana ini dapat digunakan untuk mengamati cahaya yang ada disekitar, pengujian dilakukan pada lampu pijar Chiyoda 5 watt untuk menentukan panjang gelombang yang terdapat pada lampu pijar tersebut.berikut gambar spektrum yang direkam 4 kali pemotretan. 15 Spektrum lampu pijar 1539, 131 155, 93 1 5 1 12 14 16 18 2 Piksel Gambar 3.51. Rekaman grafik spektrum lampu pijar pertama. 15 1 (57, 131) hijau (61, 91) jingga 5 (4157, 38) biru 4 45 5 55 6 65 7 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.52. Grafik hubungan panjang gelombang dengan intensitas pada lampu pijar.
Intensitas Intensitas Intensitas 57 15 Spektrum lampu pijar 1 5 1 12 14 16 18 2 Piksel Gambar 3.53. Rekaman grafik spektrum lampu pijar kedua. 3 25 2 15 1 5 (4973, 261) (511, 229) hijau (5963, 229) jingga (6795, 39) merah biru 3 35 4 45 5 55 6 65 7 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.53.1. Grafik hubungan panjang gelombang dengan intensitas pada lampu pijar. 3 25 2 15 1 5 15, 261 1525, 252 Spektrum lampu pijar 1 15 2 25 3 Piksel Gambar 3.54. Rekaman grafik.spektrum lampu pijar ketiga.
Intensitas Intensitas Intensitas 58 3 25 2 15 1 5 (4849, 252) biru (5134, 261) hijau (5978, 164) jingga (6951, 35) merah 35 4 45 5 55 6 65 7 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.55. Grafik hubungan panjang gelombang dengan intensitas pada lampu pijar. 3 25 2 15 1 5 Spektrum lampu pijar 1546, 52 1918, 16 5 1 Piksel 15 2 25 Gambar 3.56. Rekaman spektrum lampu pijar keempat. 2297, 35 3 25 2 15 1 5 (4849, 252) biru (5137, 256) hijau (61, 16 ) jingga (6951, 35) merah 35 4 45 5 55 6 65 7 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.57. Grafik hubungan panjang gelombang dengan intensitas pada lampu pijar.
59 Pada gambar 3.51. sampai Gambar 3.57. ditentukan nilai piksel untuk titik-titik puncak, secara perhitungan menggunakan excel, didapatkan nilai piksel selanjutnya disubstitusikan kedalam fungsi hasil kalibrasi spektrum helium, didapatkan rentang nilai panjang gelombang sebagai berikut pada tabel. Tabel 3.7. Hubungan piksel dengan panjang gelombang lampu pijar dari hasil substitusi pengkalibrasian helium Piksel1 Panjang Gel. Piksel2 Panjang Gel Piksel3 Panjang Gel Piksel4 Panjang Gel 2843 835.955 2394 7191.811 2866 8363.27 2751 877.667 2714 7985.856 2252 6839.454 2618 7747.643 262 7752.65 2616 7742.68 2148 6581.39 2458 735.62 2418 7251.365 2447 7323.325 1994 6199.256 2234 6794.789 2297 6951.117 2196 67.496 1768 5638.462 1927 633.2 2155 6598.759 213 6469.727 1714 554.467 1899 5963.524 211 6241.439 1939 662.779 1694 5454.839 1522 528.4 1844 5827.47 1917 68.189 1663 5377.916 15 4973.449 1639 5318.362 1856 5856.824 1616 5261.29 1331 4554.94 1585 5184.367 1539 57.223 153 498.893 1222 4283.623 1561 5124.814 1443 4832.1 1448 4844.417 16 3881.638 1449 4846.898 1442 4829.529 129 4251.365 15 3745.161 132 4526.799 1413 4757.568 197 3973.449 767 3154.591 184 3941.191 Dari data diatas untuk keempat data dikumpulkan untuk masing- masing spektrum warna merah, hijau dan biru kemudian ditentukan nilai rata-rata piksel, demikian pula dengan nilai panjang gelombang keempat hasil data tersebut di ambil nilai rata-ratanya.data akhir seperti terlihat pada tabel berikut. Tabel 3.8. Hasil akhir hubungan piksel dengan panjang gelombang lampu pijar Piksel.c merah P.Gel PIksel hijau P.Gel Piksel biru P. Gel 213 6469.727 1522 528.4 129 4251.365 2148 6581.39 1539 57.223 132 4526.799 2196 67.496 1561 5124.814 1331 4554.94 2234 6794.789 1585 5184.367 1413 4757.568 2252 6839.454 1616 5261.29 1442 4829.529 2294.7 6945.49 163.1 5296.278 145.8 4739.72
6 Dari hasil empat kali pemotretan lampu pijar diambil titik-titik puncak pada grafik yang memungkinkan pada spektrum lampu pijar tersebut dicocokan dengan pita-pita spektrum lampu pijar hasil rekaman, data-data berupa piksel didapat, data tersebut dimasukan dalam fungsi y =.43 λ -54.3 spektrum Helium yang telah di kalibrasi, akan mengkonversi nilai panjang gelombang tiap piksel yang diketahui. Sesuai rentang panjang gelombang yang dimiliki lampu pijar, nilai-nilai tersebut diambil rata-ratanya didapat untuk spektrum merah nilai piksel sebesar 2294,7 dengan panjang gelombang 6945,49 Å, spektrum hijau nilai piksel sebesar 145,8 dengan panjang gelombang 5296,278 Å dan spektrum warna biru nilai piksel 145,8 dengan panjang gelombang 4739,72 Å Dari hasil perhitungan spektrum lampu pijar untuk warna merah, warna hijau dan warna biru terletak diantara panjang gelombang sesuai referensi yaitu: Spektrum warna cahaya tampak terletak antara 4-74 Å, untuk panjang gelombang cahaya merah terletak antara 63-74 Å, cahaya hijau 5-57 Å dan cahaya biru 45-5 Å. Panjang gelombang spektrum merah lampu pijar 6945,49 Å terletak antara 63-7 Å, panjang gelombang warna hijau 5296,278, terletak antara 5-57 Å, dan panjang gelombang spektrum warna biru 4739,72 Å terletak antara 45-5 Å.
Intensitas 61 3.5. Pengujian Konsistensi Spektrometer Sederhana Untuk menguji konsistensi apakah alat dapat digunakan setelah dikalibrasi dilakukan pengujian ulang merekam spektrum yang sama dengan perbedaan waktu.perekaman lampu pijar Chiyoda dilakukan 5 kali pemotretan. Gambar 3.58. Rekaman spektrum konsistensi lampu pijar. 18 Spektrum lampu pijar 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.59. Grafik rekaman konsistensi spektrum lampu pijar pertama.
Intensitas Intensitas 62 3 25 2 15 1 5 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang (Å) Gambar 3.6. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas konsistensi lampu pijar. Spektrum lampu pijar 18 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.61. Rekaman konsistensi spektrum lampu pijar kedua.
Intensitas Intensitas 63 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang(Å) Gambar 3.62. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas konsistensi lampu pijar. Spektrum lampu pijar 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.63. Rekaman konsistensi spektrum lampu pijar ketiga.
Intensitas Intensitas 64 16 14 12 1 8 6 4 2 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang(Å) Gambar 3.64. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas konsistensi lampu pijar. Spektrum lampu pijar 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 Piksel) Gambar 3.65. Grafik rekaman konsistensi spektrum lampu pijar keempat.
Intensitas Intensitas 65 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1251 2251 3251 4251 5251 6251 7251 8251 Panjang Gelombang(Å) Gambar 3.66. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas konsistensi lampu pijar. Spektrum Lampu Pijar 25 2 15 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Piksel Gambar 3.67. Grafik rekaman konsistensi spektrum lampu pijar kelima Hasil pengujian seperti yang tertera dalam tabel berikut, dengan data data hasil pemotretan terlampir.(lampiran K)
66 Tabel 3.9. Hasil pengujian konsistensi lampu pijar Chiyoda. Piksel.c PIksel P.Gel merah hijau P.Gel Piksel biru P. Gel 2415 7243.921 1784 5678.164 1491 4951.117 2363 7114.888 166 537.471 1332 4556.576 2334 742.928 166 537.471 1333 4559.57 2415 7243.921 1553 514.963 154 4983.375 227 6884.119 1693 5452.357 1416 4765.12 2393 7189.33 162 5271.216 1359 4623.573 225 6722.829 1612 5251.365 2117 654.467 154 572.75 2111 6489.578 166 537.471 2391 7184.367 1563 5129.777 2172 664.943 1593 524.218 2358 712.481 2295.333 6946.981 163.727 5297.834 145.833 4739.785 Tabel 3.1. Perbandingan hasil pengujian konsistensi lampu pijar chiyoda. Piksel.c PIksel P.Gel merah hijau P.Gel Piksel biru P. Gel I 2294.7 6945.49 163.1 5296.278 145.8 4739.72 II 2295.333 6946.981 163.727 5386.683 142.833 4732.341 Hasil pengujian konsistensi dari pemotretan spektrum lampu pijar Chiyoda Sebelumnya (I) untuk spektrum warna merah dengan piksel 2294,7 dengan panjang gelombang 6945,49 Å (angstrom), spektrum warna hijau 163,1dengan panjang gelombang 5296,278 Å (angstrom), dan spektrum warna biru 145.8 dengan panjang gelombang 4739,72 Angstrom, untuk spektrum sesudah pengujian konsistensi (II) untuk spektrum warna merah dengan piksel 2295,333 dengan panjang gelombang 6946,981 Å (angstrom), spektrum warna hijau 163,727 Å (angstrom)dengan panjang gelombang 5386,683 Å (angstrom), dan
67 spektrum warna biru 142,833 dengan panjang gelombang 4732,341 Å (angstrom) Hasil spektrum lampu pijar sebelum dan setelah dilakukan pengujian konsistensi, terlihat perbedaan namun tidak terlalu signifikan, perbedaan sangat kecil dan dapat diabaikan sehingga spektrometer sederhana ini dapat digunakan untuk menentukan nilai panjang gelombang jika nilai piksel diketahui setelah dilakukan pengkalibrasian. Perbedaan dan kesalahan lainnya disebabkan banyak hal, diantaranya, saat pemotretan posisi kamera tidak tepat sama, spektrometer tidak tepat tegak lurus, saat menekan tombol kamera terjadi pergeseran posisi kamera maupun spektrometer sehingga pemotretan pertama dan berikutnya cenderung tidak tepat sama. Dalam hal ini pentingnya konsentrasi dan kehatihatian dalam pengujian alat, diusahakan terjadi pergeseran sekecil mungkin, agar hasil yang didapat lebih maksimal. Dari pengkalibrasian dan pengujian spektrometer sederhana ini dapat dimanfaatkan dan dirancang ulang.