Penentuan Nilai Koefisien Linear Magneto Optik Bahan Transparan Menggunakan Interferometer Michelson Natanael Roni Budi Handoko, Drs. K. Sofjan Firdausi, Evi Setiawati M,Si INTISARI Telah dilakukan penelitian perubahan indeks bias bahan transparan sebagai akibat dari adanya medan magnet dengan menggunakan interferometer Michelson. Untuk mengetahui perubahan indeks bias yang terjadi dilakukan dengan menghitung perubahan frinji. Sinar laser yang digunakan adalah sinar laser He-Ne dengan λ = 632,8 nm dan daya keluaran 1 mW. Penelitian dilakukan dengan memvariasi medan magnet dan konsentrasi. Dari variasi medan magnet dan konsentrasi ini dapat ditentukan perubahan indeks biasnya. Dan dari perubahan indeks bias ini dapat ditentukan nilai koefisien linear magneto optik dari sampel dengan menggunakan Interferometer Michelson. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa sebelum mendapat pengaruh medan magnet, adanya bahan transparan menyebabkan peningkatan kerapatan frinji yang menunjukkan adanya perubahan indeks bias. Dari perubahan indeks bias ini didapatkan nilai koefisien magneto optik yang linear untuk setiap kenaikkan konsentrasi, dengan besarnya nilai koefisien linear magneto optiknya dalam orde 10 −12 . Kata kunci : Interferometer Michelson, Indeks bias, frinji, koefisien linear magneto optis ABSTRACT The research refractive index change in a transparent materials caused by magnetic field have done by using Michelson interferometer test. To know the change of refractive index that happened done by change calculated from fringe. By using laser HeNe laser by λ = 632,8 nm and output power 1 mW. The research is doing by variation field magnated and concentration. By magnate field and concentration will getting refractive index change. And from refractive index change will getting value from optical magneto coefficient linear by using Michelson interferometer. The result was getting that before magnetic field influence, existence of transparent materials caused density of fringe increased. It was showing change of refractive index. And from refractive index change will getting value from optical magneto coefficient linear that improve because of concentration, and value from optical magneto coefficient linear on orde10 −12 . Keyword : Michelson Interferometer, Refraction Index and Fringe, Optical Magneto Coefficient Linear PENDAHULUAN Studi yang sudah dilakukan Budiwati Sulistya (2005) diketahui ada penampakan sifat optis non linear (dengan Interferometer Sedangkan dalam penelitian ini, Dalam yang ditentukan adalah nilai koefisien perubahan linear magneto optis dari etil alkohol, air Michelson). penelitiannya indeks teknik mempergunakan didapatkan bias yang disebabkan oleh laut, aquades, air mineral dan air garam kenaikan medan magnet yang diberikan (NaCl). pada bahan transparan. Akan tetapi memvariasi medan magnet yang digunakan masih konsentrasi relatif menyebabkan adanya respon non linear. kecil, sehingga perhitungan Yang jumlah cincin mengalami kesulitan. dilakukan medan dengan magnet bahan, dan sehingga DASAR TEORI (Sulistya, B, 2005). Pada penelitian Anis Nila Kusuma juga membuktikan 2.1 Medium Optik Nonlinier fenomena tersebut, tetapi dengan medan Fenomena non linier secara umum yang berbeda yaitu medan listrik. Suatu diakibatkan oleh ketidakmampuan dari bahan atau medium (transparan) bila dipol dikenai oleh medan listrik luar maka merespon secara linier dari medan listrik indeks bias dari bahan tersebut akan ataupun medan magnet. Apabila cahaya berubah dengan medan listrik yang cukup besar dan mempengaruhi yang dalam v melaluinya (∆n~ E ). (Kusuma, A. N, mengenai 2005) suseptibilitas, medium medium akan optik untuk optis dengan menghasilkan Fahrurazi polarisasi yang sebanding dengan medan didapatkan perubahan indeks bias yang listriknya. Hal inilah yang menyebabkan disebabkan terjadinya peristiwa kenonlinieran optik. Untuk penelitian oleh kenaikan medan magnet yang diberikan pada bahan Efek transparan. Bahan yang diteliti indeks fenomena biasnya adalah : larutan elektrolit yaitu terhadap cahaya yang datang adalah garam NaCl dan larutan gula dengan nonlinier. konsentrasi yang berbeda, air mineral, ditimbulkan aquades, kaca preparat dengan tebal 1 diantaranya tingginya intensitas cahaya mm, kaca dengan tebal 5 mm dan kaca yang mengenai bahan atau adanya acrylic dengan tebal 5 mm. Untuk medan larutan diberikan pada bahan. dengan konsentrasi yang nonlinier merupakan dimana respon Ketidaklinieran oleh listrik/medan suatu medium ini berbagai magnet dapat sebab yang semakin besar maka kerapatan cincinnya Gelombang elektromagnetik yang akan semakin besar pula. (Fahrurazi, merambat didalam medium linier akan 2005) menyebabkan polarisasi sebesar besarnya medan magnet B. Jika ditulis dalam persamaan yaitu : (Pedrotti, 1993): P = ε 0 χE .................................. η = η 0 + α B .......................................................... .............................................................(2. dengan η adalah jumlah cincin pada 1) medan magnet tertentu, η0 akan tetapi apabila merambat di dalam medium nonlinier persamaan (2.1) diatas akan berubah menjadi : adalah jumlah cincin mula-mula, α merupakan parameter yang tergantung pada jenis sampel, konsentrasi dan ukuran sampel. Pengurangan jumlah cincin P = ε 0 ( χ 1 E + χ 2 E 2 + χ 3 E 3 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅) ... muncul karena adanya pengurangan ....................................................(2.2) beda fase antara kedua cahaya yang suku pertama pada persamaan (2.2) berinterferensi. Berkurangnya beda fase merupakan polarisasi linier, sedangkan berkaitan dengan pengurangan beda suku kedua, ketiga dan seterusnya lintasan optik yang ditunjukkan oleh merupakan polarisasi nonlinier. persamaan (Soedojo, 1992): φ = k .∆s ................................................................... 2.2 Identifikasi Perubahan Indeks Bias ∆n Terhadap Medan Magnet B dengan φ merupakan beda fase antara kedua gelombang yang berinterferensi, k Banyak atau sedikitnya jumlah cincin yang terbentuk tergantung pada adalah adalah beda lintasan optik. beda lintasan optik antara kedua cahaya yang saling berinterferensi. Semakin besar beda lintasan optik antara kedua cahaya akan menyebabkan pola-pola interferensi (cincin) semakin banyak. Demikian pula sebaliknya semakin kecil beda lintasan optik akan mengakibatkan jumlah cincin semakin sedikit. Penurunan indeks bias Perubahan beda lintasan optik berkaitan dengan perubahan indeks bias yang dilalui oleh salah satu cahaya. Semakin besar indeks bias yang dilalui oleh salah mengakibatkan satu cahaya akan beda lintasan optik semakin besar. Hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan (Soedojo, 1992): akan berkaitan dengan penurunan jumlah cincin, sehingga dapat dibuat suatu hipotesa baru bahwa jumlah cincin akan berkurang sebesar faktor α bilangan gelombang dan ∆s dikali ∆s = n' 2d sin θ ....................................................... n dengan n adalah indeks bias pada medium 1 (udara) dan n’ adalah indeks bias pada medium 2 (bahan transparan). Dari sini dapat diketahui antara berkurangnya jumlah relasi didapat suatu persamaan : cincin ∆m = dengan berkurangnya indeks bias yang di tunjukkan oleh persamaan sebagai berikut (Suprayitno, 1997): ∆n = λ 2t λ Sedangkan E+ R n03 t λ E 2 ......................................... hubungan antara perubahan cincin dan perubahan medan magnet dapat digambarkan oleh ∆m .................................................................................. ................(2.6) hubungan: r ∆m = f ( B) ................................................................. dengan ∆n adalah perubahan indeks bias, ∆m adalah perubahan jumlah mengingat bahwa cincin dan t merupakan tebal bahan yang dilalui gelombang cahaya. medan E = cB ........................................................................ dengan Perubahan indeks bias sebanding dengan r n03 t magnet dapat ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut (Pedrotti, 1993) : mensubstitusikan persamaan (2.11) ke persamaan (2.9) dengan asumsi bahwa suku E 2 dapat diabaikan di dalam efek Pockels, sehingga didapat suatu persamaan yang digunakan untuk ∆n ∝ B ......................................................................................... ................(2.7) mengetahui nilai r atau koeffisien linear Dengan persamaan menggabungkan (2.5), (2.6) menggunakan prinsip induksi Faraday dapat diketahui suatu hubungan antara perubahan cincin dan perubahan medan antara perubahan cincin dan perubahan medan listrik adalah penurunan indeks bias bahan sebanding dengan besar medan listrik yang bekerja. Penurunan indeks bias akan berkaitan dengan ∆m = crn03t λ B .............................................................. dimana ∆m adalah jumlah cincin yang hilang, c merupakan kecepatan cahaya, magnet dan medan listrik. Hubungan optik : dan penurunan jumlah cincin, sehingga dapat dibuat suatu hipotesa baru bahwa jumlah cincin n0 adalah indeks bias bahan, t adalah tebal sampel, dan λ adalah panjang gelombang. (Penjabaran/penurunan rumus dapat dilihat pada lampiran B) Persamaan (2.3) dan (2.12) adalah persamaan yang hendak diuji di dalam penelitian ini. METODE PENELITIAN akan berubah terhadap besar medan listrik. Pelaksanaan Penelitian Langkah pertama yang harus r ∆m = f (E ) ..................................................................................... ................(2.8) dilakukan didalam penelitian ini adalah mengkalibrasi Interferometer Michelson Dalam penelitian ini digunakan dengan cara mengatur posisi Laser, Slide Regulator yang dapat divariasi Beam Splitter, kedua cermin dan Lensa tegangannya antara 0 – 240 volt agar sinar laser yang melewati semua sehingga besar medan magnet yang peralatan segaris. dihasilkan dapat divariasi. Kemudian Kemudian mencari pola interferensi menghitung besar medan magnet (B) dengan cara menggeser-geser salah satu yang cermin sampai dihasilkan pola gelap tegangan terang (frinji) pada layar. Teslameter. tersebut tepat Meletakkan (kumparan) yang terdapat ditimbulkan dengan tiap kenaikan menggunakan solenoid Mengamati perubahan pola-pola bahan interferensi yang terjadi sebagai akibat transparan / sampel larutan pada salah dari satu bagian antara Beam Splitter dengan diberikan pada bahan transparan. Hal ini cermin Kemudian dilakukan pada nilai tegangan tertentu menghubungkan solenoid dengan Slide yaitu antara 0 – 220 volt yang dapat Regulator untuk menyuplai tegangan menghasilkan medan magnet sebesar 0 bolak-balik (ac). Solenoid yang dialiri mT sampai dengan 184,95 mT. datar. arus akan menghasilkan medan magnet. adanya medan magnet yang Diagram Kerja Ethanol Air Laut Gambar 3.1 Diagram kerja menggunakan interferometer Michelson Percobaan dengan larutan NaCl HASIL DAN PEMBAHASAN dilakukan untuk konsentrasi 0,5 %, 1 %, 4.1 Perubahan fase pada Larutan 1,5 %, NaCl yang 2 %, dan 2,5 %. Dari data diperoleh di hasilkan grafik sebagai berikut : 25 Jumlh frinji/sat jari-jari 20 15 NaCl 4,0 % 10 NaCl 2,0 % NaCl 0 % 5 0 0 50 100 150 200 250 300 Medan Magnet (mT) Gambar 4.1 Grafik hubungan antara medan magnet luar B terhadap jumlah cincin/satuan jari-jari pada larutan NaCl Dari Grafik (4.1) dapat diketahui awalnya adalah 14, untuk larutan NaCl bahwa kerapatan cincin awal yang 2,0 % didapatkan kerapatan cincin terbentuk setelah salah satu lengan awalnya adalah 16 dan untuk larutan interferometer diletakkan larutan NaCl NaCl 4,0 % didapatkan kerapatan cincin sebelum dikenakan medan magnet luar awalnya adalah 20. Hal ini dikarenakan dapat dilihat dalam tabel (B.2) pada adanya beda fase antara kedua cahaya lampiran. yang saling berinterferensi bertambah Kemudian diperoleh hasil bahwa kerapatan cincin awal besar seiring dengan bertambahnya semakin konsentrasi. Akibat adanya sinar laser meningkat seiring dengan bertambahnya pada larutan NaCl akan menyebabkan konsentrasi. Misalkan untuk larutan indeks biasnya semakin tinggi dengan NaCl 0,5 % didapatkan kerapatan cincin meningkatnya konsentrasi larutan NaCl. Dari sini dapat diambil kesimpulan tinggi konsentrasi suatu larutan maka bahwa sebelum adanya medan magnet grafik yang dihasilkan akan semakin luar linear dan akan semakin turun. Dari peningkatan konsentrasi mengakibatkan indeks bias semakin Grafik (4.1) di atas dihasilkan faktor α besar akibat dari adanya polarisasi oleh yang merupakan gradien grafik. Nilai α cahaya laser He-Ne. Sehingga bisa untuk beberapa konsentrasi larutan NaCl dikatakan bahwa indeks bias NaCl 0 % dapat dilihat pada tabel (B.2). < indeks bias NaCl 2,0 % < indeks bias Penurunan jumlah cincin yang NaCl 4,0 %. Hasil tersebut sesuai semakin drastis disebabkan oleh adanya dengan besarnya peningkatan medan magnet yang sama polarisasi sebanding dengan indeks bias dan konsentrasi yang semakin tinggi bahan (Gunter, 1983). pada larutan NaCl. Hal ini dapat dilihat referensi bahwa Penurunan dari kerapatan cincin bahwa semakin besar konsentrasi larutan yang terbentuk disebabkan oleh adanya maka nilai α akan menjadi semakin pengaruh medan magnet luar yang kecil. Inilah yang menyebabkan untuk diberikan pada larutan NaCl. Dengan konsentrasi yang berbeda, perubahan kata lain, semakin besar medan magnet indeks bias tidak sama walaupun besar luar yang diberikan larutan NaCl maka medan magnet yang diberikan sama. Hal kerapatan cincin atau jumlah cincin ini akan sesuai dengan persamaan (2.7), yang teramati akan semakin kecil. Hal selain medan magnet faktor α juga ini dapat dilihat dari grafik yang sangat mempengaruhi perubahan indeks cenderung turun. Medan magnet luar bias. yang diberikan dapat menginduksi Adanya kenyataan perubahan medan magnet yang berada di dalam kerapatan cincin yang semakin drastis larutan membuktikan NaCl, sehingga akan terjadinya perubahan menyebabkan muatan-muatan semakin indeks bias yang juga semakin drastis banyak yang terkutub. Kondisi ini yang seiring dengan penambahan jumlah akan menyebabkan keadaan sefase dari konsentrasi, karena perubahan indeks cahaya yang saling berinterferensi lebih bias berbanding lurus dengan perubahan mudah tercapai dan mengakibatkan kerapatan cincin. penurunan jumlah cincinnya semakin besar. Berikut ini merupakan gambar dari pola-pola interferensi (cincin) untuk Dari grafik dapat dilihat bahwa grafik merupakan grafik linear, semakin salah satu larutan elektrolit yang diambil pada tiga kondisi yang berbeda adalah sebagai berikut : (c) (b) (a) Gambar 4.2 Pola cincin untuk larutan NaCl 1 % (a) Tanpa medan magnet luar (b) pada medan magnet 80,89 mT (c) pada medan magnet 135,11 mT Dari ketiga gambar diatas dapat jarak antara cincin yang satu dengan dilihat bahwa untuk kondisi medan cincin yang lain maka beda fase yang magnet yang berbeda diperoleh bentuk terjadi semakin berkurang, sehingga cincin yang berbeda pula. Perbedaan cincin tersebut tampak dari jarak antara terang mengembang keluar. Hal ini disebabkan satu dengan terang yang lain. Pada karena gambar 4.2 (a) tampak bahwa jarak terkutub akibat medan magnet yang antara terang cincin yang satu dengan bekerja, sehingga menyebabkan kedua terang cincin yang lain sangat rapat. cahaya yang berinterferensi akan lebih Untuk gambar 4.2 (b) dengan medan sefase. Sesuai dengan dasar teori bahwa magnet sebesar 80,89 mT diperoleh apabila hasil bahwa jarak antara terang cincin lintasan optisnya akan semakin kecil. yang satu dengan terang cincin yang lain Oleh karena itu kerapatan cincin akan agak sedikit lebih lebar dibandingkan berkurang dengan semakin lebar. kondisi sebelum mendapat yang ion-ion cahaya dan berinterferensi pada sefase jarak larutan maka antar akan NaCl beda cincin pengaruh medan magnet. Sedangkan untuk gambar 4.2 (c), jarak antara terang 4.2 Perubahan fase pada Larutan Air cincin lebih lebar dibandingkan dengan Mineral, Aquades dan Air laut. gambar 4.2 (a) dan 4.2 (b). Hal ini membuktikan bahwa semakin lebar Air merupakan contoh dari elektrolit lemah. Karena air bersifat polar, sehingga antara bagian molekul elektromagnetik air yang lebih negatif (oksigen) akan ketertinggalan fase yang cukup besar menarik bagian molekul air lain yang dibandingkan lebih positif (hidrogen). Adanya saling hanya tarik-menarik antara molekul air satu ketertinggalan fase disebabkan karena dengan molekul air yang lain akan dibutuhkan waktu yang cukup lama menimbulkan suatu gaya tarik antar untuk dipol-dipol. Gaya tarik antar dipol-dipol molekul yang terpolarisasi orientasi. ini Adanya akan menimbulkan orientasi. Apabila polarisasi mengalami dengan melewati cahaya udara. mendistorsikan yang Besarnya elektron ketertinggalan fase dari akan gelombang menimbulkan beda fase yang cukup elektromagnetik dengan frekuensi yang besar, dan hal ini tentu saja akan cukup menimbulkan kerapatan cincin yang tinggi merambat di dalam medium maka bagian medan magnet lebih besar (Sulistya, 2005). Pada percobaan kali ini dilakukan akan menginduksi bahan, sehingga akan Adanya untuk air laut, air mineral dan aquades. polarisasi orientasi dari molekul H2O Adapun grafik dari data percobaan akan tersebut terjadi polarisasi distorsi. menyebabkan gelombang adalah sebagai berikut : 18 Jumlah frinji/sat jari-jari 16 14 12 10 Aquades 8 Air laut Air mineral 6 4 2 0 50 100 150 200 250 Medan Magnet (mT) Gambar 4.3 Grafik hubungan antara medan magnet luar B terhadap kerapatan cincin interferensi pada aquades, air laut dan air mineral Dari grafik dapat dilihat bahwa, dengan meningkatnya medan magnet. jumlah cincin semakin turun seiring Untuk air laut grafiknya lebih linear dibandingkan dengan mineral mempengaruhi pembentukan kerapatan maupun aquades. Hal ini disebabkan cincin pada daerah tertentu. Selain dari karena perubahan cincin air laut lebih ralat relatif, ada pula faktor lain yang kecil dibandingkan dengan air mineral menyebabkan berkurangnya maupun aquades. pengukuran yaitu Kemudian didapatkan hasil dari air tabel bahwa, (B.6) kerapatan akurasi ralat saat penghitungan kerapatan cincin sebesar ± 1. cincin awal yang terbentuk untuk ketiga Dari Tabel (B.6) dapat diketahui larutan tersebut yaitu untuk air laut bahwa nilai α untuk air laut lebih besar kerapatan cincin awal adalah 14, untuk dari air mineral dan aquades, sehingga aquades kerapatan cincin awal adalah penurunan indeks bias untuk air laut 18 dan untuk air mineral kerapatan lebih kecil bila dibandingkan dengan air cincin awal adalah 16. Besarnya akurasi mineral dan aquades untuk kenaikan dapat dilihat pula pada data yang medan magnet yang sama. Sehingga terdapat pada lampiran dengan nilai seolah-olah indeks bias air laut lebih yang tertera dari grafik (Lampiran B) besar daripada indeks bias aquades. akan tetapi dari grafik (4.3) pada kondisi Tentu saja hal ini tidak benar, sebab dari medan magnet luar = 0 untuk air laut referensi diketahui untuk kerapatan 14,13 sama yaitu 20 0C indeks bias air adalah dengan ralat relatifnya sebesar 2,89 %, 1,333. Atau dengan kata lain indeks bias untuk air mineral pada kondisi awal, ketiga kerapatan frnjinya adalah 16,89 dengan berbeda. cincinnya adalah ralat relatif 2,82% dan untuk aquades kerapatan cincinnya adalah 17,20 larutan Dari suhu yang tersebut tidak jauh percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil pola cincin dengan ralat relatifnya sebesar 2,88 %, yang terdapat perbedaan antara pengukuran kenaikan medan magnet dan konsentrasi kerapatan cincin pada kondisi awal yang diberikan pada larutan transparan.. dengan hasil ektrapolasi dari grafik. Jika Perbedaan daya laser yang digunakan semakin larutan transparan mendapat pengaruh besar maka hasil ektrapolasi grafik akan dari adanya pemberian medan magnet semakin mendekati nilai pengukuran luar dan konsentrasi yang divariasi yang sebenarnya. Besarnya ralat relatif besarnya. Berikut ini merupakan gambar ini disebabkan karena kecilnya daya dari pola-pola interferensi (cincin) untuk laser yaitu hanya 1 mW, sehingga air mineral, air laut dan aquades yang berbeda-beda tersebut untuk terjadi setiap setelah diambil pada tiga kondisi yang berbeda adalah sebagai berikut : Gambar 4.4 Pola cincin untuk larutan air mineral, air laut dan aquades tanpa medan magnet luar Untuk percobaan dengan larutan Air laut, aquades dan air mineral mempunyai kerapatan cincin yang Etil alkohol dilakukan dengan pengurangan kerapatannya hampir sama, memvariasi besarnya konsentrasi dan sehingga diperoleh gambar yang hampir medan magnet luar. Dari penambahan sama pula. Untuk gambar (4.4) (a), (b) konsentrasi dan kenaikan medan magnet dan (c) dapat dilihat bahwa jarak antara luar terang cincin yang satu dengan yang lain pada larutan etil alkohol, sehingga semakin lebar. Hal ini membuktikan semakin besar konsentrasi dan medan bahwa semakin lebar jarak antara cincin magnet luar yang diberikan pada larutan yang satu dengan cincin yang lain maka etil beda semakin terhadap perubahan pola-pola cincin yang yang terbentuk. Larutan Etil alkohol mengembang divariasi konsentrasinya dari 0,5 %, 1,0 keluar. Dengan penambahan konsentrasi %, 1,5 %, 2,0 %, dan 2,5 %. Kemudian akan dari data yang diperoleh dapat dibuat fase berkurang, yang terjadi sehingga berinterferensi akan mempengaruhi cincin pembentukan ini akan terjadi perubahan fase alkohol akan hubungan mempengaruhi cincin awal akan tetapi penurunannya grafik antara dipengaruhi oleh medan magnet dan cincin/satuan jari-jari dengan medan sifat optis aktif dari larutan tersebut. magnet dalam mT. Sehingga dari grafik didapatkan hasil sebagai berikut : 4.3 Perubahan fase pada Larutan Etil alkohol jumlah 20 Jmlh frinji/sat jari-jari 15 10 Etanol 4,0 % Etanol 2,0 % 5 Etanol 0,5 % 0 0 50 100 150 200 250 300 Medan Magnet(mT) Gambar 4.5 Grafik hubungan antara medan magnet luar B terhadap jumlah cincin/satuan jari-jari pada larutan Etil alkohol Dari Grafik (4.5) dapat diketahui tinggi beda fase antara kedua cahaya bahwa kerapatan cincin awal yang yang saling berinterferensi semakin terbentuk setelah salah satu lengan besar. Akibat adanya sinar laser pada interferometer diletakkan pada larutan larutan etil alkohol akan menyebabkan etil alkohol sebelum dikenakan medan indeks biasnya semakin tinggi dengan magnet luar adalah sabagai berikut: meningkatnya konsentrasi larutan etil untuk larutan etil alkohol 0,5 % alkohol. Jika diperhatikan pertambahan kerapatan cincin awalnya 10, untuk jumlah dari kerapatan cincin untuk larutan etil alkohol 2,0 % kerapatan larutan etil alkohol lebih kecil apabila cincin awalnya 15 dan untuk larutan etil dibandingkan dengan larutan NaCl. Hal alkohol 4,0 % kerapatan cincin awalnya ini dikarenakan larutan etil alkohol 19. mempunyai momen dipol yang lebih Dari Tabel (B.4) dapat dilihat kecil dibandingkan dengan NaCl. bahwa kerapatan cincin semakin banyak Momen dipol ini yang menyebabkan seiring bertambahnya terjadinya polarisasi yang dipengaruhi Hal ini membuktikan oleh sifat magneto optis dari bahan yaitu konsentrasi. dengan bahwa untuk konsentrasi yang semakin indeks bias. Dan besarnya indeks bias yang semakin drastis untuk setiap sebanding dengan konsentrasi. kenaikan medan magnet luar. Dari sini dapat disimpulkan bahwa Dari grafik dapat dilihat bahwa untuk kondisi awal sebelum mendapat grafik merupakan grafik linear, semakin pengaruh luar tinggi konsentrasi suatu larutan maka akan grafik yang dihasilkan akan semakin mengakibatkan indeks bias semakin linear dan akan semakin turun. Dari besar medan peningkatan magnet konsentrasi dari adanya Grafik (4.5) di atas dihasilkan faktor α polarisasi oleh cahaya laser He-Ne. yang merupakan gradien grafik. Nilai α sebagai akibat Atau dengan kata lain indeks bias untuk beberapa konsentrasi larutan etil larutan etil alkohol 0,5 % < indeks bias alkohol dapat dilihat pada tabel (B.4). etil alkohol 2,0 % < indeks bias etil Faktor α yang bervariasi alkohol 4,0 %. Hasil tersebut sesuai menunjukkan respon medium yang juga dengan besarnya bervariasi tergantung pada jenis bahan polarisasi sebanding dengan indeks bias dan konsentrasinya. Peningkatan medan bahan (Gunter, 1983). magnet yang sama dan konsentrasi yang referensi bahwa Adanya medan magnet luar semakin tinggi, pada larutan etil alkohol yang diberikan pada larutan etil alkohol akan menimbulkan penurunan kerapatan akan mengakibatkan kerapatan cincin cincin yang semakin drastis. Kenyataan yang terbentuk mengalami pengurangan tersebut dapat dilihat dari nilai α yang untuk masing-masing konsentrasi. Hal semakin ini disebabkan karena untuk konsentrasi meningkatnya konsentrasi. Hal inilah yang semakin tinggi polarisasi oleh yang menyebabkan untuk konsentrasi larutan yang berbeda, perubahan indeks bias etil alkohol semakin kuat kecil seiring sehingga adanya medan magnet luar tidak sama walaupun yang magnet yang diberikan sama. menginduksi material akan memberikan efek yang lebih kecil. Dengan dengan besar medan Berikut ini merupakan gambar demikian untuk larutan etil dari pola-pola interferensi (cincin) untuk alkohol semakin tinggi konsentrasi maka larutan etil alkohol yang diambil pada nilai α akan semakin kecil sebagai tiga kondisi yang berbeda. Kondisi- akibat dari pengurangan indeks bias kondisi tersebut tampak dalam gambar dibawah ini : a b Gambar 4.6 Pola cincin untuk larutan Etil alkohol 2 % (a) Tanpa medan magnet luar (b) pada medan magnet 126,9 mT Untuk larutan kerapatan cincin pengurangan yang etil alkohol alkohol, air laut, air mineral dan mengalami aquades. sama, Efek magneto optik terjadi jika sehingga diperoleh gambar yang hampir medan magnet diberikan pada bahan sama pula. Untuk gambar (4.6) (a) dan transparan (b) dapat dilihat bahwa jarak antara mengakibatkan terang cincin yang satu dengan yang lain perpindahan dalam distribusi elektron semakin lebar. Hal ini membuktikan dalam ion. Jika momen dipol terbentuk bahwa semakin lebar jarak antara cincin dan yang satu dengan cincin yang lain maka meningkatnya medan magnet maka akan beda terjadi polarisasi. fase berkurang, yang hampir terjadi sehingga berinterferensi akan semakin sehingga akan deformasi meningkat sesuai dan dengan yang Dalam bahan yang tidak mempunyai mengembang pusat simetri, tempat kation dikelilingi cincin keluar. Dengan penambahan konsentrasi oleh akan pembentukan bergeser pada pada titik pusatnya. Hal cincin awal akan tetapi penurunannya inilah yang menyebabkan terjadinya dipengaruhi oleh medan magnet dan efek aktivitas optis. mempengaruhi anion yang pada umumnya sifat optis aktif dari larutan etil alkohol. 4.4.1 4.4 Nilai Koefisien Linear MagnetoOptik dari Larutan NaCl, etil Nilai Koefisien Linear Magneto Optik dari Larutan NaCl Adapun grafik dari percobaan untuk larutan NaCl adalah sebagai berikut: 40 35 NaCl 4,0 % 30 Jmlh frinji hilang NaCl 2,0 % 25 20 15 NaCl 0,5 % 10 5 0 0 50 100 150 200 250 300 Medan Magnet(mT) Gambar 4.7 Grafik hubungan antara medan magnet luar B terhadap jumlah cincin yang hilang pada larutan NaCl mempunyai m/V dan untuk larutan NaCl 4,0 % indeks bias yang berbeda-beda untuk adalah 6,07 × 10 −12 m/V. (Perhitungan masing-masing konsentrasi. Tetapi nilai dan nilai r dapat dilihat pada lampiran indeks bias tersebut tidak terlalu jauh B.10) Larutan NaCl berbeda nilainya.dengan indeks bias dalam referensi yaitu ( n) 0 = 1,644. Semakin mengakibatkan besar konsentrasi perubahan indeks Sehingga diasumsikan bahwa indeks biasnya semakin besar karena adanya bias polarisasi. Karena indeks bias bahan NaCl untuk masing-masing konsentrasi sama nilainya dengan indeks berbanding bias dalam referensi.. Dari grafik (4.7) koefisien linear magneto optik maka α faktor semakin besar nilai indeks bias bahan pendukung untuk menentukan besarnya maka nilai koefisien linear magneto nilai optisnya akan semakin kecil, demikian diperoleh nilai koefisien Kemudian dari linear sebagai optik persamaan (r) . (2.12) didapatkan nilai r untuk larutan NaCl 0,5 % adalah 2,66 × 10 −12 m/V, untuk larutan NaCl 2,0 % adalah 6,38 × 10 −12 terbalik pula sebaliknya. dengan nilai 4.4.2 Nilai Koefisien Linear Magneto hasil yang berbeda dengan etil alkohol. Optik dari Larutan Etil alkohol Hal ini dapat dilihat dalam grafik (4.8). Antara larutan NaCl yang telah dihitung besarnya nilai r didapatkan Etanol 4,0 % 30 Etanol 0,5 % Etanol 2,0 % Jmlh frinji hilang 25 20 15 10 5 0 0 50 100 150 200 250 Medan Magnet (mT) Gambar 4.8 Grafik hubungan antara medan magnet luar B terhadap jumlah cincin yang hilang pada larutan Etil alkohol Dari grafik (4.8) diperoleh nilai NaCl dan etil alkohol adalah pada α sebagai faktor pendukung untuk momen dipolnya. Momen dipol pada etil menentukan besarnya nilai koefisien alkohol lebih kecil dibandingkan dengan linear optik (r) . Nilai α dapat dilihat NaCl, sedangkan momen dipol inilah dalam lampiran. yang menyebabkan terjadinya polarisasi (2.12) yang dipengaruhi oleh sifat magneto didapatkan nilai r untuk larutan Etil optis bahan yaitu indeks bias. Dan alkohol 0,5 % adalah 1,39 × 10 −11 m/V, besarnya polarisasi sebanding dengan untuk larutan Etil alkohol 2,0 % adalah indeks bias bahan. Sedangkan indeks 1,22 × 10 −11 m/V dan untuk larutan Etil bias bahan inilah yang mempengaruhi adalah 1,42 × 10 −11 besarnya nilai r. Karena indeks bias Kemudian dari alkohol 4,0 % persamaan m/V. Etil alkohol mempunyai nilai r yang lebih kecil dibandingkan dengan NaCl. Perbedaan hasil nilai r antara bahan berbanding terbalik dengan r maka semakin besar nilai indeks bias bahan maka nilai r semakin kecil. Larutan etil alkohol mempunyai indeks bias 1,36 sehingga dari 4.4.3 Nilai Koefisien Linear Magneto persamaan (2.12) didapatkan nilai r Optik dari air laut, aquades dan untuk larutan etil alkohol seperti yang air mineral terlihat pada tabel (4.5). (Perhitungan Untuk air laut, aquades dan air nilai r dapat dilihat pada lampiran B.11). mineral mempunyai nilai koefisien Dari tabel B.11 dapat dilihat linear magneto optis yang berbeda-beda. bahwa besarnya nilai r bervariasi untuk Hal ini dipengaruhi oleh besarnya setiap konsentrasi. Besarnya nilai r perubahan dipengaruhi oleh nilai α , yaitu untuk dari masing-masing sampel larutan. nilai α yang besar maka nilai koefisien linear optiknya atau nilai r jumlah cincin yang hilang Adapun grafik dari percobaan air laut, aquades dan air mineral adalah yang sebagai berikut: didapatkan juga besar. Hal ini dapat dilihat dari persamaan (2.12), bahwa r sebanding dengan gradien m atau α . 45 air mineral (aqua) 35 aquades 30 air laut 25 Frinji yg hilang Jumlah frinji yang hilang 40 20 15 10 5 0 -5 -10 -50 0 50 100 150 200 250 Medan Magnet (mT) Medan magnet(mT) Gambar 4.9 Grafik hubungan antara medan magnet luar B terhadap jumlah cincin yang hilang pada air laut, aquades dan air mineral Dari grafik (4.9) diperoleh nilai α sebagai faktor pendukung untuk menentukan besarnya nilai koefisien linear optik (r) . Nilai α dapat dilihat dalam lampiran. Dari Tabel (4.6) dapat diketahui bahwa nilai α untuk aquades lebih ditarik suatu kesimpulan sebagai berikut : besar dari air mineral dan air laut, 1. Pemberian medan magnet luar sehingga nilai koefisien linear magneto yang semakin besar kepada optik dari aquades lebih besar bila bahan dibandingkan dengan air mineral dan air menyebabkan indeks bias dari laut untuk kenaikan medan magnet yang bahan akan berkurang. Hal ini sama. Hal ini menunjukkan bahwa ditunjukkan seolah-olah indeks bias aquades sedikit berkurangnya kerapatan cincin. transparan akan dengan lebih besar dari pada air mineral dan air 2. Nilai koefisien linear magneto laut. Dengan kata lain, indeks bias magneto optik dari NaCl 0,5 % - 2,5 aquades > indeks bias air mineral dan air % adalah 2,66 × 10 −12 m/V, 3,73 laut. Padahal untuk suhu yang sama × 10 −12 m/V, 4,32 × 10 −12 m/V, yaitu 20 0C indeks bias air adalah 1,333. 6,38 × Perubahan indeks bias sebanding dengan 10 −12 m/V. Untuk nilai r dari etil perubahan jumlah cincin dan perubahan jumlah cincin sebanding dengan nilai 10 −12 m/V, alkohol 0,5 % - 2,5 6,04 × % koefisien linear optik. Jadi semakin adalah 1,39 × 10 −11 m/V, 9,61 × besar perubahan jumlah cincin maka 10 −12 m/V, 1,21 × 10 −11 m/V, nilai koefisien linear optik semakin 1,22 × besar pula. Untuk sampel air laut 10 −12 m/V. Untuk nilai r dari air diperoleh nilai r sebesar 1,32 × 10 −11 laut, air mineral dan m/V, untuk aquades diperoleh nilai r adalah 1,32 × 10 −11 m/V, 1,58 × sebesar 1,61 × 10 −11 m/V dan untuk air 10 −11 m/V, 1,61 × 10 −11 m/V. 10 −11 m/V, 9,63 × aquades mineral diperoleh nilai r sebesar 1,58 × 10 −11 m/V. Ini dapat dilihat dari tabel DAFTAR PUSTAKA bahwa r aquades> r air mineral > r air laut. (Perhitungan nilai r dapat dilihat pada lampiran B.12). Fahrurazi, 2005, ”Pengamatan Perubahan Indeks Bias Bahan Sebagai Akibat Adanya Kesimpulan Dari hasil penelitian, pengolahan data, hasil dan pembahasan maka dapat Magnet Interferometer Undip. Semarang. Medan Menggunakan Michelson”, Firdausi, K. Sofyan, K. Kneipp, K. Gueldner, R. Liedtke. “Surface Enhanced Scattering on Azo 2000. Raman Dyes in Colloidal silver solution”, berkala Fisika, Vol.4, no.1, Januari, Jurusan Fisika UNDIP. Gunter, Robert D., 1983, “Modern Optic”, John & Wiley Sons, New York. J.R. Reitz, F.J. Milford, R.W. Christy, 1979, “Dasar Teori Listrik- Magnet”, ITB, Bandung. Kusuma, A. N, 2005, ”Pengamatan Efek Elektro Optik Menggunakan Interferometer Michelson”, Skripsi S1, Undip, Semarang. Pedrotti, Frank L, Leno S. Pedrotti, 1993. “Introduction to Optics”, 2nd ed,. Prentice Hall, New Jersey. Soedojo, P, 1992, “Azas-azas Ilmu Fisika Jilid 3 Optika”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Sulistya, B, 2005, “Analisis Pengaruh Medan Magnet Terhadap Indeks Bias Bahan Interferometer Menggunakan Michelson”, Skripsi S1, Undip, Semarang.. Suprayitno, 1997, “Penentuan Panjang Gelombang dan Indeks Bias Udara dengan Metode Interferometer Michelson”, Skripsi S1, Undip, Semarang