PENENTUAN INDEKS BIAS MINYAK WIJEN (SESAME OIL) MENGGUNAKAN METODE DIFRAKSI FRAUNHOFER CELAH GANDA

PENENTUAN INDEKS BIAS MINYAK WIJEN (SESAME OIL) MENGGUNAKAN METODE DIFRAKSI FRAUNHOFER CELAH GANDA SKRIPSI Oleh Nur Inna Alfianinda NIM 091810201016 JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2014

PENENTUAN INDEKS BIAS MINYAK WIJEN (SESAME OIL) MENGGUNAKAN METODE DIFRAKSI FRAUNHOFER CELAH GANDA SKRIPSI Oleh Nur Inna Alfianinda NIM 091810201016 JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2014

PENENTUAN INDEKS BIAS MINYAK WIJEN (SESAME OIL) MENGGUNAKAN METODE DIFRAKSI FRAUNHOFER CELAH GANDA SKRIPSI diajukan guna melengkapi tugas akhir dan memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Studi Fisika (S1) dan mencapai gelar sarjana Oleh Nur Inna Alfianinda NIM 091810201016 JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2014

PERSEMBAHAN Skripsi ini saya persembahkan kepada: 1. Ibunda Sumartini dan Ayahanda Fanani yang tercinta; 2. Kakakku Novita Nurul Fitriyani dan Adikku Ganis Ezra Saputra yang tersayang; 3. seluruh ibu dan bapak guru sejak sekolah taman kanak-kanak hingga di perguruan tinggi yang terhormat; 4. Almamater Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Jember. iii

MOTO Ingatlah, sesungguhnya kamu takkan pernah memperoleh ilmu kecuali dengan enam syarat, yaitu: 1) kecerdasan, 2) ambisi, 3) sabar, 4) bekal yang cukup, 5) petunjuk guru, dan 6) waktu yang lama. ) ) Al Hakim, M. A. A. 2004. Tetes-Tetes Hikmah. Yogyakarta: Pustaka Fahima. iv

PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini: nama : Nur Inna Alfianinda NIM : 091810201016 menyatakan dengan sesungguhnya bahwa karya ilmiah yang berjudul Penentuan Indeks Bias Minyak Wijen (Sesame Oil) Menggunakan Metode Difraksi Fraunhofer Celah Ganda adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali kutipan yang sudah saya sebutkan sumbernya, belum pernah diajukan pada institusi mana pun, dan bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa ada tekanan dan paksaan dari pihak mana pun serta bersedia mendapat sanksi akademik jika ternyata di kemudian hari pernyataan ini tidak benar. Jember, Januari 2014 Yang menyatakan, Nur Inna Alfianinda NIM 091810201016 v

SKRIPSI PENENTUAN INDEKS BIAS MINYAK WIJEN (SESAME OIL) MENGGUNAKAN METODE DIFRAKSI FRAUNHOFER CELAH GANDA Oleh Nur Inna Alfianinda NIM 091810201016 Pembimbing Dosen Pembimbing Utama : Ir. Misto, M. Si. Dosen Pembimbing Anggota : Dr. Artoto Arkundato, S.Si., M.Si. vi

PENGESAHAN Skripsi berjudul Penentuan Indeks Bias Minyak Wijen (Sesame Oil) Menggunakan Metode Difraksi Fraunhofer Celah Ganda telah diuji dan disahkan pada: hari : tanggal : tempat : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember. Tim Penguji: Ketua (Dosen Pembimbing Utama), Sekretaris (Dosen Pembimbing Anggota), Ir. Misto, M. Si. NIP 195911211991031002 Dr. Artoto Arkundato, S.Si., M.Si. NIP.196912251999031001 Penguji I, Penguji II, Nurul Priyantari, S.Si., M.Si. NIP 197003271997022001 Supriyadi, S.Si., M.Si. NIP 198204242006041003 Mengesahkan Dekan, Prof. Drs. Kusno DEA, Ph.D. NIP 196101081986021001 vii

RINGKASAN Penentuan Indeks Bias Minyak Wijen (Sesame Oil) Menggunakan Metode Difraksi Fraunhofer Celah Ganda; Nur Inna Alfianinda, 091810201016; 2013: 53 halaman; Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember. Salah satu tanaman yang merupakan sumber minyak nabati adalah wijen. Biji dari tanaman wijen yang diekstraksi akan menghasilkan minyak yang dikenal dengan istilah sesame oil. Salah satu sifat fisis yang dapat digunakan untuk menunjukkan kualitas bahan adalah indeks bias. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dianalisis nilai indeks bias dari bahan uji berupa tiga merk minyak wijen, sehingga dapat diketahui tingkat kualitas dari tiga merk minyak wijen yang diuji. Selain itu, nilai indeks bias suatu bahan dipengaruhi oleh temperatur, sehingga pada penelitian ini akan dianalisis tentang pengaruh perubahan temperatur terhadap indeks bias minyak wijen agar dapat diketahui bagaimana perilaku optis dari minyak wijen terhadap perubahan temperatur. Metode yang digunakan untuk menentukan indeks bias bahan (minyak wijen) pada umunya menggunakan metode refraktometer. Namun, pada penelitian ini digunakan metode difraksi Fraunhofer celah ganda untuk menentukan indeks bias minyak wijen. Penggunaan metode difraksi ini yang merupakan metode alternatif untuk mengetahui karakteristik atau sifat optis bahan berupa indeks bias memiliki kelebihan, yakni: pengoperasian alat yang tidak rumit, mudah didesain, dan dapat diaplikasikan secara luas. Untuk menentukan indeks bias minyak wijen, maka terlebih dahulu dilakukan pengukuran simpangan difraksi berkas laser HeNe yang melewati medium udara dan viii

minyak wijen dengan temperatur yang telah ditentukan. Penentuan waktu pengukuran simpangan difraksi untuk setiap temperatur minyak wijen berdasar pada percobaan pengkondisian temperatur. Setelah itu, penelitian dengan perlakuan yang sama diberikan untuk minyak wijen dengan merk yang berbeda. Setelah data simpangan antara terang pusat ke terang pertama pada pola gelap terang difraksi berkas sinar laser yang melewati medium udara dan minyak wijen dari tiga merk dengan variasi temperatur diperoleh, selanjutnya adalah pengolahan data menggunakan persamaan untuk memperoleh nilai indeks bias minyak wijen. Data hasil penelitian dibahas dan disimpulkan. Hasil observasi dan perhitungan menunjukkan bahwa nilai indeks bias minyak wijen semakin kecil terhadap peningkatan temperatur untuk rentang 26 C hingga 90 C. Berdasarkan perhitungan menggunakan uji t untuk mengetahui seberapa besar perbedaan yang dihasilkan dari data penelitian dan referensi, maka diperoleh nilai t hitung untuk setiap merk minyak wijen pada temperatur 40 C, yakni:,, dan Minyak wijen label B memiliki nilai t hitung yang paling kecil dibandingkan minyak wijen label A dan C, sehingga minyak wijen label B memiliki kualitas paling baik dibandingkan minyak wijen label A dan C. Kemudian minyak wijen label C memiliki kualitas yang lebih baik daripada minyak wijen label A. Selain itu, hasil uji t secara keseluruhan menunjukkan bahwa minyak wijen label A, B, dan C tidak memiliki perbedaan nilai indeks bias yang signifikan terhadap indeks bias referensi (t hitung < t tabel dengan taraf sinifikan 5% dan 1%), sehingga minyak wijen label A, B, dan C memiliki kualitas yang baik. ix

PRAKATA Alhamdulillah, puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Penentuan Indeks Bias Minyak Wijen (Sesame Oil) Menggunakan Metode Difraksi Fraunhofer Celah Ganda. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan strata satu (S1) di Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember. Penyusunan skripsi ini tidak akan terselesaikan dengan baik jika tidak ada bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Ir. Misto, M. Si., selaku Dosen Pembimbing Utama dan Dr. Artoto Arkundato, S. Si., M. Si., selaku Dosen Pembimbing Aggota yang telah meluangkan waktu, pikiran, dan perhatian dalam membimbing penulisan skripsi ini; 2. Nurul Priyantari, S. Si., M. Si. dan Supriyadi, S. Si., M. Si., selaku Dosen Penguji yang telah meluangkan waktu, pikiran, dan perhatian dalam memberikan kritik dan saran dalam penulisan skripsi ini; 3. Drs. Yuda Cahyoargo Hariadi, M. Sc., Ph. D., selaku Dosen Pembimbing Akademik dan Dr. Artoto Arkundato, S. Si., M. Si., selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA yang telah membantu dan membimbing selama penulis menjadi mahasiswa; 4. bapak dan ibu dosen Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jember yang telah memberikan ilmu bermanfaat dan nasehat selama saya menempuh studi; 5. seluruh karyawan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jember yang telah membantu saya selama menempuh studi; x

6. rekan kerjaku di bidang Optoelektronika; juga semua sahabat seperjuangan Fisika terutama angkatan 2009, terimakasih atas semangat, dukungan, kekompakan, kebersamaan, dan kebahagiaan selama ini; 7. semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis juga menerima segala kritik dan saran dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat. Jember, Januari 2014 Penulis xi

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN SAMPUL... i HALAMAN JUDUL... ii HALAMAN PERSEMBAHAN... iii HALAMAN MOTO... iv HALAMAN PERNYATAAN... v HALAMAN PEMBIMBINGAN... vi HALAMAN PENGESAHAN... vii RINGKASAN... viii PRAKATA... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR GAMBAR... xvi DAFTAR LAMPIRAN..... xvii BAB 1. PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 4 1.3 Batasan Masalah... 5 1.4 Tujuan Penelitian... 5 1.5 Manfaat Penelitian... 5 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1 Minyak... 6 xii

2.2 Minyak Wijen (Sesame Oil)... 7 2.2.1 Sifat-Sifat Minyak Wijen... 8 2.2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Wijen... 10 2.2.3 Manfaat Minyak Wijen... 10 2.3 Difraksi... 11 2.4 Difraksi Fraunhofer Celah Ganda... 15 2.5 Laser HeNe... 16 2.6 Indeks Bias... 18 2.7 Koefisien Korelasi... 23 BAB 3. METODE PENELITIAN... 24 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian... 24 3.2 Alat dan Bahan... 24 3.2.1 Alat... 24 3.2.2 Bahan... 25 3.3 Rancangan Penelitian... 25 3.3.1 Diagram Alir... 25 3.3.2 Rancangan Alat Penelitian... 26 3.4 Tahap Persiapan... 27 3.4.1 Perlakuan Penelitian... 27 3.4.2 Pengkondisian Temperatur... 27 3.4.3 Kalibrasi... 29 3.5 Proses Pengambilan Data... 30 3.6 Analisa Data... 30 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN... 34 4.1 Hasil... 34 4.2 Pembahasan... 41 xiii

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN... 49 5.1 Kesimpulan... 49 5.2 Saran... 49 DAFTAR PUSTAKA... 51 LAMPIRAN... 54 xiv

DAFTAR TABEL Halaman 2.1 SNI 01-4468-1998 tentang standar mutu minyak wijen... 9 2.2 CODEX STAN 210-1999 tentang karakteristik fisika dan kimia minyak wijen mentah (crude sesame oil)... 10 2.3 Komposisi asam lemak minyak wijen... 10 2.4 Arti nilai koefisien korelasi... 23 4.1 Data perhitungan indeks bias minyak wijen A sebagai fungsi temperatur... 37 4.2 Data perhitungan indeks bias minyak wijen B sebagai fungsi temperatur... 37 4.3 Data perhitungan indeks bias minyak wijen C sebagai fungsi temperatur... 38 4.4 Data perbandingan nilai indeks bias dari tiga merk minyak wijen sebagai fungsi temperatur... 39 4.5 Data nilai t hitung untuk indeks bias minyak wijen temperatur 40 C... 39 4.6 Persamaan regresi linier dan ralat grafik untuk gambar 4.2... 41 xv

DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Ikatan kimia antara 1 molekul gliserol dan 3 molekul asam lemak menghasilkan 1 molekul lemak... 6 2.2 Analisis geometri eksperimen Young (interferensi melalui dua celah)... 13 2.3 Skema amplitudo interferensi gelombang... 15 2.4 Skema amplitudo difraksi gelombang... 16 2.5 Skema amplitudo interferensi dan difraksi gelombang... 16 2.6 Pola difraksi dari berbagai sumber cahaya... 18 2.7 Skema difraksi berkas sinar laser pada medium udara dan air... 20 2.8 Indeks bias air sebagai fungsi temperatur... 22 2.9 Indeks bias beberapa minyak nabati sebagai fungsi temperatur... 23 3.1 Diagram alir penelitian... 25 3.2 Rancangan alat penelitian... 26 3.3 Grafik pengkondisian temperatur... 28 4.1 Pola gelap terang difraksi Fraunhofer pada layar pengamatan... 34 4.2 Grafik pengaruh perubahan temperatur terhadap indeks bias dari tiga merk minyak wijen... 40 xvi

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A. Tabel Pengukuran... 54 A.1 Tabel Pengukuran Simpangan Difraksi Minyak Wijen A... 54 A.2 Tabel Pengukuran Simpangan Difraksi Minyak Wijen B... 55 A.3 Tabel Pengukuran Simpangan Difraksi Minyak Wijen C... 56 Lampiran B. Tabel Perhitungan... 57 B.1 Tabel Perhitungan Indeks Bias Minyak Wijen A... 57 B.2 Tabel Perhitungan Indeks Bias Rata-Rata, Standar Deviasi, Ketidakpastian Relatif, dan Keseksamaan Minyak Wijen A... 58 B.3 Tabel Perhitungan Indeks Bias Minyak Wijen B... 59 B.4 Tabel Perhitungan Indeks Bias Rata-Rata, Standar Deviasi, Ketidakpastian Relatif, dan Keseksamaan Minyak Wijen B... 60 B.5 Tabel Perhitungan Indeks Bias Minyak Wijen C... 61 B.6 Tabel Perhitungan Indeks Bias Rata-Rata, Standar Deviasi, Ketidakpastian Relatif, dan Keseksamaan Minyak Wijen C... 62 Lampiran C. Gambar Pengamatan... 63 C.1 Pola Gelap Terang Difraksi Fraunhofer Minyak Wijen A... 63 C.2 Pola Gelap Terang Difraksi Fraunhofer Minyak Wijen B... 65 C.3 Pola Gelap Terang Difraksi Fraunhofer Minyak Wijen C... 68 Lampiran D. Dokumentasi Penelitian... 70 D.1 Rancangan Alat Penelitian... 70 xvii

D.2 Alat-Alat Penelitian... 71 D.3 Bahan-Bahan Penelitian... 73 Lampiran E. Tabel Titik Persentase Distribusi t... 74 xviii