laporan tugas lab-3 praktikum fotometri

LAPORAN TUGAS LAB-3
PRAKTIKUM FOTOMETRI
Di susun oleh:
Nama
: PARMAN
NIM
: 05/186017/PA/10494
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS GADJAH MADA JOGJAKARTA
2008
Laporan Praktikum Fotometri
1.
Percobaan pertama : Kalibrasi
lampu
1.1
LDR
luxmeter
multimeter
Langkah Percobaan:
Alat – alat dipasang sesuai skema, kemudian dilakukan pengambilan data sebagai berikut:
1). Posisi LDR diatur sedemikian rupa terhadap kedudukan lampu dengan memperhatikan
intensitas cahaya yang terukur pada luxmeter.
2). Variasi nilai Hambatan LDR dan Nilai Intensitas Cahaya (E) dengan cara mengeser lux
dan LRD pda papan, lakukan 12 kali pengambilan data.
2). Besar hambatan yang ditunjukan oleh multimeter kemudian dicatat dalam tabel
pengamatan.
3). Grafik eksponensial antara E Vs R dibuat.
1.2
Data Percobaan (Tabel Besar intensitas terhadap besar tahanan)
𝐸 ± ∆𝐸 (candela)
1500 ± 50
1400 ± 50
1300 ± 50
1200 ± 50
1100 ± 50
1000 ± 50
900 ± 50
800 ± 50
700 ± 50
600 ± 50
500 ± 50
480 ± 10
460 ± 10
440 ± 10
420 ± 10
400 ± 10
380 ± 10
𝑅 ± ∆𝑅 (Ω)
130 ± 5
140 ± 5
150 ± 5
150 ± 5
160 ± 5
170 ± 5
180 ± 5
200 ± 5
210 ± 10
190 ± 5
205 ± 10
180 ± 5
190 ± 5
195 ± 5
200 ± 5
210 ± 10
220 ± 10
𝐸 ± ∆𝐸 (candela)
360 ± 10
340 ± 10
320 ± 10
300 ± 10
280 ± 10
260 ± 10
240 ± 10
220 ± 10
200 ± 10
180 ± 10
160 ± 10
140 ± 10
120 ± 10
100 ± 10
𝑅 ± ∆𝑅 (Ω)
220 ± 10
230 ± 10
240 ± 10
240 ± 10
250 ± 10
270 ± 10
290 ± 10
310 ± 10
320 ± 10
340 ± 10
390 ± 10
430 ± 10
440 ± 10
500 ± 10
1.3.
Grafik E vs R
1.4
Analisa Data
Dari data yang diperoleh dan dari grafik yang dibuat, dapat diketahui hubungan antara E
dan R, disini jika kita lihat pada grafik, maka hubungan antara E dan R adalah bernading
terbalik, jika nilai R semakin kecil, maka nilai E akan semakin besar, dan begitu pula
sebaliknya yaitu jika nilai R semakin besar, maka nilai E akan semakin kecil.
2.
Percobaan kedua : variasi jarak (lampu tanpa selubung)
LDR
luxmeter
lampu
multimeter
mistar
2.1
Langkah Percobaan
1). Alat disusun sesuai skema percobaan, percobaan dilakukan dengan cara menggeser
luxmeter pada papan, dengan memperhatikan skala mistar yang tertera.
2). Besar Intensitas pada luxmeter divariasikan terhadap jarak ke lampu.
2). Besar hambatan dan jarak dicatat sebagai data pengamatan.
3). Grafik linear untuk Ln E vs Ln x dibuat
2.2
Data Percobaan
𝑥 ± ∆𝑥 (m)
0,20 ± 0,0005
0,23 ± 0,0005
0,26 ± 0,0005
0,29 ± 0,0005
0,32 ± 0,0005
0,35 ± 0,0005
0,38 ± 0,0005
0,41 ± 0,0005
0,44 ± 0,0005
0,47 ± 0,0005
𝐸 ± ∆𝐸 (candela)
1050 ± 50
800 ± 50
600 ± 50
500 ± 50
340 ± 10
280 ± 10
240 ± 10
210 ± 10
190 ± 10
160 ± 10
ln 𝑥 ± ∆𝑙𝑛𝑥
-1,609 ± 0,0025
-1,469 ± 0,0025
-1,347 ± 0,0025
-1,237 ± 0,0025
-1,139 ± 0,0025
-1,049 ± 0,0025
-0,967 ± 0,0025
-0,891 ± 0,0025
-0,821 ± 0,0025
-0,755 ± 0,0025
𝑙𝑛𝐸 ± ∆𝑙𝑛𝐸
6,956 ± 0,06
6,684 ± 0,06
6,396 ± 0,06
6,214 ± 0,06
5,828 ± 0,06
5,634 ± 0,06
5,481 ± 0,06
5,347 ± 0,06
5,247 ± 0,06
5,075 ± 0,06
2.3
Grafik E vs Ln x
2.3
Analisa Data
𝐸 = 𝑘𝑥 𝑎
ln 𝐸 = ln 𝑘 + 𝑎 ln 𝑥
Dengan ln E sebagai sumbu y ln k sebagai titik potong terhadap sumbu y dan a sebagai
gradien kemiringan garis, serta ln x sebagai sumbu x. nilai c = titik potong = ln k
Dari grafik Ln E vs Ln x diperoleh nilai:
𝑚 ± ∆𝑚 = 𝑎 ± ∆𝑎 = −2,2 ± 0,4
𝑐 ± ∆𝑐 = ln 𝑘 ± ∆ ln 𝑘 = 3,2 ± 0,4
ln 𝑘 = 3,2 → 𝑘 = 𝑒 3,2 = 24,53
∆ ln 𝑘 = 0,4 → ∆𝑘 = 𝑒 0,4 = 1,49
𝑘 ± ∆𝑘 = 24,53 ± 1,49
𝑬 = 𝒌 ± ∆𝒌 𝒙𝒂±∆𝒂 = 24,53 ± 1,49 𝒙−2,2±0,4
3.
Percobaan ketiga: variasi tegangan (lampu dengan selubung)
Amperemeter
A
Sumber
AC
LDR
variac
Lampu dalam
selubung
multimeter
3.1
Langkah Percobaan:
1). Alat disusun seperti pada skema percobaan
2). Besar tegangan divariasikan dengan menggunakan variac
2). Besar tegangan ,kuat arus, dan besar tahanan dicatat sebagai data pengamatan.
3). Grafik Ln E vs Ln P dan Ln R vs Ln P dibuat.
3.2
Data Percobaan
Nilai 𝐸 ± ∆𝐸 (Cd) diperoleh dari grafik eksponensial pada percobaan 1 berdasarkan nilai 𝑅 pada perc. 2
𝑉 ± ∆𝑉
(v)
60 ± 0,01
80 ± 0,01
100 ± 0,01
120 ± 0,01
140 ± 0,01
160 ± 0,01
180 ± 0,01
200 ± 0,01
220 ± 0,01
3.3
𝐼 ± ∆𝐼 (A)
𝑅 ± ∆𝑅
(Ω)
0,14 ± 0,01
0,16 ± 0,01
0,18 ± 0,01
0,20 ± 0,01
0,22 ± 0,01
0,23 ± 0,01
0,24 ± 0,01
0,24 ± 0,01
0,26 ± 0,01
460 ± 10
200 ± 5
115 ± 5
55 ± 2,5
51 ± 2,5
42 ± 2,5
35 ± 2,5
30 ± 2,5
25 ± 2,5
Grafik
𝑃 ± ∆𝑃
(watt)
8,4 ± 1,523
12,8 ± 1,788
18 ± 2,059
24 ± 2,332
30,8 ± 2,607
36,8 ± 2,801
43,2 ± 3,00
48 ± 3,124
57,2 ± 3,405
𝐸 ± ∆𝐸
(Cd)
110± 10
430± 10
𝑙𝑛𝑅 ± ∆𝑙𝑛𝑅
𝑙𝑛𝑃 ± ∆𝑙𝑛𝑃
𝑙𝑛𝐸 ± ∆𝑙𝑛𝐸
6,131 ± 0,045
5,298 ± 0,045
4,744 ± 0,045
4,007 ± 0,045
3,932 ± 0,045
3,738 ± 0,045
3,555 ± 0,045
3,401 ± 0,045
3,218 ± 0,045
2,128 ± 0,097
2,549 ± 0,097
2,890 ± 0,097
3,178 ± 0,097
3,427 ± 0,097
3,605 ± 0,097
3,765 ± 0,097
3,871 ± 0,097
4,046 ± 0,097
4,7 ± 0,025
6,063 ± 0,025
3.4
Analisa Data
𝐸 = 𝐴𝑃𝑏
ln 𝐸 = ln 𝐴 + 𝑏 ln 𝑃
Ln E sebagai sumbu y; ln A sebagai titik potong thd. Sb yb , m = gradien; dan ln P sebagai
sumbu x.
Dari grafik Ln E vs Ln P diperoleh
𝑚 ± ∆𝑚 = 𝑏 ± ∆𝑏 = 3,2 ± 2,3
𝑐 ± ∆𝑐 = ln 𝐴 ± ∆ ln 𝐴 = −2,4 ± 5,5
ln 𝐴 = −2,4 → 𝐴 = 𝑒 −2,4 = 0,09
∆ ln 𝐴 = −5,5 → ∆𝐴 = 𝑒 −5,5 = 0,004
𝐴 ± ∆𝐴 = 0,090 ± 0,004
𝑬 = 𝑨 ± ∆𝑨 𝑷𝒃±∆𝒃 = 0,090 ± 0,004 𝑷3,2±2,3
Dari percobaan III pada grafik ln R vs ln P kita juga dapat mencari hubungan antara ln R
dengan ln P sbb;
𝑅 = 𝐵𝑃𝑐
ln 𝑅 = ln 𝐵 + 𝑐 ln 𝑃
Dari grafik Ln R vs Ln P diperoleh
𝑚 ± ∆𝑚 = 𝑏 ± ∆𝑏 = 1,7 ± 0,4
𝑐 ± ∆𝑐 = ln 𝐵 ± ∆ ln 𝐵 = 9,4 ± 1,4
ln 𝐵 = 9,4 → 𝐵 = 𝑒 9,4 = 8,3
∆ ln 𝐵 = 1,4 → ∆𝐵 = 𝑒 1,4 = 0,2
𝐵 ± ∆𝐵 = 8,3 ± 0,2
𝑹 = 𝑩 ± ∆𝑩 𝑷𝒃±∆𝒃 = 8,3 ± 0,2 𝑷1,7±0,4
PEMBAHASAN
Pada percobaan I , yaitu dengan metode variasi intensintas diperoleh data besar tahanan
pada masing – masing Intensitas . Data pada percobaan pertam sangat dibutuhkan dalam analisis
pada percobaan berikutnya .dalam metode ini data yang di dapat tidaklah 100% benar , hal ini
dikarenakan faktor alat dan ketelitian .Pada alat terdapat kekurangan yaitu posisi LDR yang tidak
tepat atau berubah – ubah. Hal ini menyebabkan data yang didapat kurang tepat , faktor lain adalah
ketelitian praktikan dalam pembacaan skala.Untuk mengatasi hal ini dapat dilakukan dengan teori
ralat.
Dari hasil percobaan I di dapat data yang menunjukan hubungan antara E danR. Data tersebut
disajikan dalam bentuk tabel dan grafik yang berbentuk kurva. Hubungan E dan R adalah berbanding
terbalik.
𝐸≅
1
𝑅
Percobaan II menggunakan metode variasi jarak . dengan memvariasikan jarak luxmeter terhadap
lampu. Data yang di peroleh adalah hubungan adalah hubungan antara jarak dan intensitas cahaya.
Dimana besarnya E berbanding terbalik dengan kuadratjarak.
𝐸≅
1
𝑥2
Pada percobaan III dengan variasi tegangan , didapat beberapa kendala yang antara lain adalah
pada variac. Batas sekala terkecil pembacaan yang terlalu besar yaitu 20 volt menyulitkan praktikan
untuk memvariasi tegangan . Variasi tegangan yang terlalu tinggi (pada percobaan mencsapai 220
volt) membuat hambatan yang ada pada LDR menjadi kecil sedangkan intensitas (E) menjadi sangat
besar. Untuk mendapatkan nilai E , praktikan mengambil nilai E dari grafik hasil percobaan I .
Pada percobaan III terdapat dua data dan grafik . Yang dapat dilihat yaitu hubungasn antara Ln
P (DAYA) dengan Ln E . Pada percobaan ini juga dicari nilai P (daya listrik) dengan mengukur I (arus)
dengan ampermeter terlebih dahulu. Pada pencarian nilai E untuk perc. 3 berdasarkan nilai R di
grafik eksponensial, disini praktikan mengalami kesulitan, hal ini dikarenakan pengambilan data
kurang bagus atau jika dipaksakan untuk mencari nilai E, maka untuk data ke-3 dst akan diperoleh
nilai E yang sanngat besar, sehingga disini praktikan hanya dapat mengambil dua nilai E pada grafik
eksponensial tersebut.
𝑃 = 𝑉. 𝐼
Dari grafik hubungan ln E dengan ln P
𝐸 = 𝐴𝑃𝑏
𝐸 = 0,090 ± 0,004 𝑷3,2±2,3
Karena E≈P dan P = V.I maka:
𝐸 ≅ 𝑉. 𝐼
Dari grafik hubungan ln P dengan ln R
𝑅 = 𝐵𝑃𝑐
𝑅 = 8,3 ± 0,2 𝑷1,7±0,4
1
Sehingga diperoleh 𝑅 ≅ 𝑃
Dari uraian diatas dapat diperoleh tujuan praktikum yaitu menentukan intensitas lsampu sebagai
fungsi dari daya listrik yang di serap lampu.
𝐸 = 0,090 ± 0,004 𝑷3,2±2,3
Kesimpulan
Pada percobaan kali ini dapat di ambil kesimpulsan :
1. Intensitaslampu E merupakan fungsi dari daya listrik yang diserap lampu tersebut (P).
𝐸 = 0,090 ± 0,004 𝑷3,2±2,3 10,91 𝑃1,51
2. Intensitas cahaya berbanding terbalik dengan besar hambatan (tahanan) pd LDR
1
𝐸≅
𝑅
3. Besar tahanan (hambatan) pda LDR berbandinf terbalik dengan daya listrik (P) pda lampu.
𝑅 = 8,3 ± 0,2 𝑷1,7±0,4
Referensi
-Panduan praktikum Fisika Dasar , MIPA UGM.
-Halliday dan Resnich , 1996. Fisika Dasar Jilid II . Erlangga.
Mengetahui
Dosen Pengampu
Drs. Sunarta M.Si.
Yogyakarta, 23 September 2008
Praktikan
PARMAN
.
05/186017/PA/10494