Dokumen ini adalah laporan praktikum tentang pengukuran spektrometer guna mempelajari teori dan pengamatan spektrum warna dari lampu gas hidrogen dan helium. Hasilnya menunjukkan indeks bias prisma kaca, panjang gelombang untuk berbagai warna, serta perbandingan sudut deviasi untuk masing-masing spektrum dari kedua lampu gas. Kesimpulan menjelaskan bahwa panjang gelombang tertinggi diperoleh dari warna merah dan terendah dari warna ungu.

1. 1
Laporan resmi praktikum Fisika Modern
SPEKTROMETER
Latifatul Hidayah, Nurul Rosyidah
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: latifatul.hidayah12@mhs.physics.its.ac.id
Abstrak—Sebuah percobaan tentang spektrometer
telah dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari teori
spektrometer prisma dengan pendekatan eksperimental,
menentukan indeks bias prisma kaca, menentukan panjang
gelombang dengan menggunakan prisma yang telah
dikalibrasi, dan untuk mengamati spektrum warna cahaya
dari panjang gelombang tertentu. Peralatan yang digunakan
dalam percobaan ini seperangkat spektrometer dan lampu gas
Hidrogen dan lampu gas Helium. Spektrum warna yang
dihasilkan dari lampu gas Hidrogen yaitu merah, orange,
kuning, hijau muda, hijau tua dan ungu dan bersifat
kontinu, sedangkan spektrum warna pada Helium yaitu
warna merah, jingga, hijau, biru dan ungu dan bersifat
diskrit. . Pada pengukuran lampu gas Hidrogen dan lampu
gas Helium, panjang gelombang spektrum merah lebih
pendek daripada panjang gelombang spektrum ungu. Dari
grafik juga dapat dilihat bahwa semakin panjang gelombang
referensinya, semakin pendek indeks biasnya. Panjang
gelombang untuk lampu gas Hidrogen, warna merah
681.25 nm, warna orange 543.75 nm, warna kuning
537.5 nm, warna hijau muda 500 nm, warna hijau tua
443.75 nm, dan warna ungu adalah 393.75 nm.
Sedangkan untuk lampu gas helium panjang gelombang
untuk warna merah adalah 716,67 nm, warna jingga
650 nm, warna hijau 533,33 nm, warna biru 450 nm,
dan ungu 416.67 nm.
Kata Kunci—spektrometer, spektrum warna, panjang
gelombang spektrum warna.
I. PENDAHULUAN
Pektrometer adalah alat yang digunakan untuk
mengamati dan mengukur sudut deviasi cahaya
datang karena pembiasan dan dispersi. Spektrometer
atau spektroskop adalah alat untuk mengukur panjang
gelombang dengan akurat dengan menggunakan kisi
difraksi, atau prisma, untuk memisahkan panjang
gelombang cahaya yang berbeda.[3] Dengan
menggunakan hukum Snellius, indeks bias dari kaca
prisma untuk panjang gelombang tertentu untuk
spektrum warna tertentu dapat ditentukan.
S
1
sin (   )
2
n=
1
sin 
2
.........................................(1.1)
Cahaya
merupakan
sejenis
energi
berbentuk
gelombang elektromagnetik yang bisa dilihat oleh
mata. Kecepatan cahaya adalah 2,99 x 108 m/s. Sifatsifat cahaya antara lain cahaya bergerak lurus ke
segala arah , cahaya dapat di refraksikan atau
dipantulkan, cahaya dapat dibiaskan (refleksi) dan
cahaya dapat diuraikan (dispersi), dan cahaya dapat
mengalami interferensi.[2] Meskipun spektrum optik
adalah spektrum yang kontinu sehingga tidak ada
batas yang jelas antara satu warna dengan warna
lainnya, tabel berikut memberikan batasan kira-kira
untuk warna-warna spektrum:[1]
Warna
Range
Ungu
380-450 nm
Biru
Hijau
450-495 nm
495-570 nm
Kuning
Jingga
570-590 nm
590-620 nm
Merah
620-750 nm
Gejala dispersi adalah gejala peruraian cahaya putih
(polikromatik) menjadi cahaya berwarna-warni
(monokromatik). Cahaya putih merupakan cahaya
polikromatik, yaitu cahaya yang mempunyai
bermacam-macam panjang gelombang. Jika cahaya
putih diarahkan ke prisma, maka cahaya putih akan
terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau,
biru, nila dan ungu. Semakin kecil panjang
gelombangnya, maka semakin besar indeks biasnya.
Dispersi pada prisma terjadi karena adanya perbedaan
indeks bias kaca setiap warna cahaya. Tiap-tiap
cahaya memiliki sudut deviasi yang berbeda-beda.
Selisih antara sudut deviasi cahaya ungu dan merah
disebut
sudut
dispersi.[4]

2. 2
Laporan resmi praktikum Fisika Modern
paling penting adalah plat sudut. [5]
II. METODE `
Gambar 1. Prisma segitiga[1]
Prinsip kerja dari Spektrometer adalah cahaya
didatangkan lewat celah sempit yang disebut
kolimator. Kolimator ini merupakan fokus lensa,
sehingga cahaya yang diteruskan akan bersifat sejajar.
Cahaya sejajar, kemudian diteruskan ke kisi untuk
kemudian ditangkap oleh telescop yang posisinya
dapat digerakkan. Perbedaan dari indeks bias dari
tiap-tiap zat atau bahan menjelaskan perbandingan
kecepatan cahaya saat di medium pertama dengan
medium kedua. Indeks bias ini sangat dibutuhkan
untuk eksperimen-eksperimen berikutnya yang
membutuhkan pengetahuan dari bahan apa yang dapat
digunakan untuk melewatkan suatu cahaya menjadi
terdispersi menjadi cahaya-cahaya yang lain, yang
pada akhirnya dapat menentukan panjang gelombang
hasil dispersi[2]. Cahaya yang masuk pada sebuah kisi
yang jarak celahnya diketahui didispersikan ke dalam
sebuah spektrum. Sudut-sudut deviasi dari
maksimum-minimum
kemudian
diukur,
dan
persamaan
dsinϴ = mλ (m= 0,±1.±2,...)
digunakan untuk menghitung panjang gelombang.
Dengan menggunakan sebuah kisi yang mempunyai
banyak celah, maka dihasilkan maksimum-minimum
yang sangat tajam, dan sudut deviasi dapat diukur
secara sangat teliti. Setiap panjang gelombang yang
dipancarkan oleh sumbernya akan menghasilkan
bayangan terpisah celah pengkolimasi dalam
spektroskop yang disebut garis spektrum. Seberkas
garis yang bersesuaian dengan m=1 disebut spektrum
orde 1.[6] Bila suatu gas dipanaskan maka gas itu
memancarkan cahaya yang panjang gelombangnya
tertentu, tergantung dari molekul gas tersebut.
Pengukuran ini terkadang digunakan dalam penentuan
gas pada bintang jatuh. Alat spektrometer terdiri dari
sumber cahaya, celah, lensa, kisi, teleskop,dan yang
Gambar 2. Gambar rangkaian alat spektrometer
Langkah awal yang dilakukan dalam melakukan
percobaan ini yaitu mempersiapkan alat dan bahan.
Alat dan bahan yang digunakan yaitu satu set
spektrometer, lampu gas Helium, lampu gas
Hidrogen, trafo step up dan step down, hambatan
geser( rheostat), serta power supply. Setelah peralatan
dipersiapkan peralatan dirangkai. Lampu Hidrogen/
Helium diletakkan di belakang celah kolimator tepat
agar sinar dapat sampai pada prisma. Sebelum
dihubungkan dengan sumber tegangan, lampu gas
helium/ hidrogen dipasang dan pastikan peralatan
terpasang dengan tepat dan pada tempatnya,
dikarenakan dalam praktikum ini menggunakan
sumber tegangan tinggi (PLN). Setelah semua
terpasang dengan benar, spektrometer dihubungkan
dengan sumber PLN. Fokus teropong diatur agar
dapat melihat benda di jauh tak terhingga. Kemudian
besar sudut pelurus kolimator ditentukan dengan
menggunakan penggaris yang ditarik tegak lurus
terhadap skala vernier. Besar sudut deviasi
ditunjukkan pada skala vernier yang tertera pada
spektrometer. Cara pembacaan skala vernier sama
dengan pembacaan alat ukur pada jangka sorong. Dari
alat – alat yang digunakan dalam praktikum,
mempunyai fungsi yang berbeda. Kolimator berfungsi
sebagai celah yang memfokuskan cahaya dari lampu
gas agar sampai tepat pada prisma. Setelah lampu
dinyalakan cahaya yang masuk pada prisma dibiaskan
lalu kemudian didispersikan menjadi spektrum warna
yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda –
beda. Dari masing – masing spektrum warna yang
terjadi, didapatkan indeks bias (n) dengan
membidikkan teleskop pada masing – masing warna
tersebut. Dari indeks bias n tersebut dibuatlah grafik

3. 3
Laporan resmi praktikum Fisika Modern
antara indeks bias dan lamda refrensi. Dari hasil
regresi linear dapat ditentukan lamda dari hasil
perhitungan. Lamda pada tiap – tiap spektrum warna
ini yang nantinya akan dihitung dan dibandingkan
dengan lamda refrensi. Berikut adalah Flowchart nya:
Start
Rangkai alat
Lampu gas dipasang
Atur letak lampu dibelakang
Kolimator
Merah
71,6 71,7 71,7
71,67
Jingga
72,2 72,2 72,2
72,2
Hijau
73,3 73,2 73,2
73,23
Biru
73,9 73,9 73,9
73,9
Ungu
74.3 74.3 74.3
74.3
3.2 Tabel data sudut deviasi pada lampu gas hidrogen
β
β (sudut deviasi)
Warna
rata1
2
3
rata
Merah
71.3
71.3 71.3
71.3
Orange
71.4
71.3 71.3
71.33
Kuning
71.5
71.5 71.5
71.50
Hijau Muda
72,5
72,2 72,2
72.3
Hijau Tua
73.6
73,7 73.7
73.67
Ungu
74.7
74.7 74.8
74.73
Sambungkan dengan PLN
Percobaan
dilakukan
dengan
menggunakan
spektrometer dan dua macam lampu gas, yaitu lampu
Atur letak teleskop
gas Helium dan lampu gas Hidrogen. Pengaturan
agara semua warna
peletakan spektrometer haruslah mengikuti standard
terlihat
penggunaan alat. Karena apabila lampu gas diletakkan
di ujung penjepit spektrometer, akan menimbulkan
percikan api. Selain itu, dalam lampu gas Hidrogen juga
terdapat Hidrogen, sedangkan pada lampu gas Helium
Sudut pelurus ditentukan
berisi Helium. Sebelum praktikum dimulai, diukur
terlebih dahulu titik nol dari spektrometer yaitu 290.10.
Dilakukan tiga kali pengulangan untuk menentukan
Sudut Deviasi didapat
sudut dari setiap spektrum warna dengan cara
memvariasi pengamatnya. Data yang didapatkan adalah
spektrum warna dari setiap lampu gas yang diamati
serta sudut deviasi yang dihsilkan oleh setiap spektrum
Ganti
warna yang diamati oleh pengamat yang berbeda.
dengan
Spektrum warna yang berbeda – beda itu terjadi
Lampu gas
lampu
telah dicoba
dikarenakan proses pembiasan dan dispersi yang terjadi
gas lain
semua?
pada prisma. Jadi, cahaya dari lampu gas Helium dan
Hidrogen itu dihasilkan dari tumbukan yang sangat
keras dari muatan - muatan pada lampu gas dengan
muatan – muatan yang terdapat pada arus listrik yang
bertegangan tinggi(menggunakan sumber tegangan
Finish
PLN). Kemudian cahaya yang dipancarkan difokuskan
oleh kolimator agar tepat jatuh mengenai prisma.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Selanjutnya berkas cahaya yang mengenai prisma akan
Setelah dilakukan percobaan Spektrometer dengan dibiaskan untuk kemudian didispersikan menjadi
tiga kali pengulangan, maka diperoleh data sudut spektrum warna yang berbeda – beda.
deviasi sebagai berikut :
Setelah diamati, spektrum warna yang dipancarkan
oleh lampu gas Hidrogen bersifat kontinu yaitu setiap
3.1 Tabel data sudut deviasi pada lampu gas helium
spektrum warnanya saling berdekatan. Warna-warna
β (sudut deviasi)
β ratayang dipancarkan adalah merah, orange, kuning, hijau
Warna
rata
1
2
3
muda, hijau tua dan ungu. Dengan rata-rata sudut

4. Laporan resmi praktikum Fisika Modern
Dari data hasil percobaan pada tabel 3.1 dan tabel
3.2 dapat dihitung nilai indeks bias untuk masingmasing spektrum warna dengan menggunakan
persamaan (1.1) dengan
600 karena pada prisma
merupakan segitiga sama sisi. Dari perhitungan
tersebut, diperoleh hasil indeks bias sebagai berikut:
3.3 Tabel data indeks bias pada lampu gas helium
Warna
Ungu
n rata
1,846
1.83
Dari hasil perhitungan di atas, maka dapat diratarata nilai dari indeks bias pada masing – masing
lampu. Untuk lampu Hidrogen diperoleh nilai indeks
bias sebesar 1.83 dan pada lampu Helium sebesar
1.83. Sehingga diperoleh indeks bias dari prisma kaca
adalah 1.83. Setelah didapatkan data indeks bias,
langkah selanjutnya adalah nilai panjang gelombang
dari masing warna untuk setiap lampu gas dengan
menggunakan formula Cauchy yaitu n = A+B. Nilai
panjang gelombang dapat diperoleh dengan meregresi
linier antara indeks bias dengan panjang gelombang
referensi berikut ini.
Gambar 3.1 Grafik indeks bias dengan panjang
gelombang refrensi pada lampu gas hidrogen
grafik hidrogen
indeks bias (n)
deviasinya adalah berturut-turut sebesar 71.3, 71.33,
71.50, 72.3, 73.67, 74.73. Spektrum warna yang
dipancarkan oleh lampu gas Helium bersifat diskrit,
yaitu warna satu dan warna yang lain tidak saling
berdekatan, atau saling berjauhan, sehingga dapat
dengan mudah diamati. Spektrum warna yang teramati
adalah warna merah, jingga, hijau, biru dan ungu.
Dengan rata-rata sudut deviasinya adalah sebesar 71.67,
72.2, 73.23, 73.9, 74.3.
Data hasil percobaan pada kedua lampu gas dapat
diketahui bahwa pada warna ungu memiliki sudut
deviasi yang merupakan sudut terbesar yaitu sebesar
74.3 derajat pada lampu gas Helium dan senilai 74.73
derajat pada lampu gas Hidrogen. Sementara itu warna
merah merupakan sudut deviasi terkecil dengan nilai
71.67 derajat pada lampu gas Helium dan senilai 71.3
derajat pada lampu gas Hidrogen.Hal ini terjadi
dikarenakan besar sudut deviasi berbanding terbalik
dengan panjang gelombang. Karena warna ungu
merupakan warna yang meliki panjang gelombang
terkecil sehingga sudut deviasi yang dihasilkan terbesar.
Begitu juga pada warna merah, karena panjang
gelombangnmya terbesar maka sudut deviasinya
terkecil.
y = -0.000x +
1.909
1.86
1.84
1.82
1.80
1.78
0
500
Linear (grafik
hidrogen)
1000
ƛ
Gambar 3.2 Grafik indeks bias dengan panjang
gelombang refrensi pada lampu gas helium
Indeks bias (n)
Merah
1,824
Kuning
1,828
Hijau
1,835
Biru
1,84
Ungu
1,842
n rata
1.83
3.4 Tabel data indeks bias pada lampu gas hidrogen
Warna
1,833
1,822
1,823
1,829
1,838
1.867
1.85
1.84
1.83
1.82
grafik helium
0
500
ƛ
1000
Linear (grafik
helium)
Indeks bias (n)
Merah
Orange
Kuning
Hijau Muda
Hijau Tua
grafik helium +
y = -6E-05x
indeks bias (n)
4
Dari grafik di atas, mengacu pada persamaan
Cauchy n = A+B diperoleh nilai kosntanta A pada
lampu gas Helium adalah
-0.00006 dan nilai
konstanta B adalah 1.867. Sementara pada lampu
Hidrogen, nilai A adalah -0.0002 dan nilai B adalah
1.9091. Setelah nilai konstanta A dan B diperoleh,

5. 5
Laporan resmi praktikum Fisika Modern
maka langkah selanjutnya menghitung . Dari
Formula Cauchy diperoleh nilai panjang gelombang
dari masing – masing spektrum warna dan tersaji
dalam tabel berikut.
Warna
Merah
Orange
Kuning
Hijau
Muda
Hijau
Tua
Ungu
Tabel 3.5 Panjang gelombang pada lampu gas Helium
Warna
 (nm)
Merah
Jingga
Hijau
Biru
716.67
650
533.33
450
 (nm)
Merah
Orange
Kuning
Hijau Muda
Hijau Tua
Ungu

referensi
Error
681.25
543.75
537.5
680
620
580
1
0.87
0.92
500
525
0.95
443.75
480
0.92
393.75
400
0.98
IV. KESIMPULAN
Ungu
416.67
Tabel 3.6 Panjang gelombang pada lampu gas
Hidrogen
Warna
 Percobaan
(nm)
681.25
543.75
537.5
500
443.75
393.75
Berdasarkan pada tabel diatas, dapat diketahui
bahwa nilai panjang gelombang tertinggi adalah
warna merah pada kedua lampu gas tersebut. Dan
warna yang memiliki panjang gelombang terpendek
adalah warna ungu. Dari hasil panjang gelombang
di atas langkah selanjutnya adalah mencari error
dengan panjang gelombang yang diperoleh dari
referensi. Berikut adalah nilai error untuk panjang
gelombang.
Tabel 3.7Nilai error pada panjang gelombang lampu
gas Helium
Warna
 Percobaan
(nm)

referensi
Error
Merah
Jingga
Hijau
Biru
Ungu
716.67
650
533.33
450
416.67
680
580
530
450
380
1.053
1.12
1.006
1
1.096
Dari percobaan spektrometer yang telah
dilakukan ini, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa
spektrometer adalah alat yang dapat mendispersikan
cahaya putih menjadi spektrum-spektrum warna.
Spektrum warna pada Hidrogen yaitu merah, orange,
kuning, hijau muda, hijau tua dan ungu , sedangkan
spektrum warna pada Helium yaitu warna merah,
jingga, hijau, biru dan ungu. Indeks bias kaca prisma
adalah 1.83. Kemudian untuk panjang gelombang
untuk lampu gas Hidrogen, warna merah 681.25 nm,
warna orange 543.75 nm, warna kuning 537.5 nm,
warna hijau muda 500 nm, warna hijau tua 443.75 nm,
dan warna ungu adalah 393.75 nm. Sedangkan untuk
lampu gas helium panjang gelombang untuk warna
merah adalah 716,67 nm, warna jingga 650 nm,
warna hijau 533,33 nm, warna biru 450 nm, dan ungu
416.67 nm.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
Laboratorium Elektronika Dasar Nurul Rosyidah dan
Nofyantika Wulandari yang telah membimbing
praktikam hingga selesai mengerjakan laporan ini.
Terimakasih tak lupa kepada rekan – rekan satu
kelompok terimakasih atas kerjasamanya, dan semua
pihak yang telah membantu dalam penyelesaian
laporan ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Tabel 3.8 Nilai error pada panjang gelombang lampu
gas Hidrogen
[6]
Alonso, Marcelo.1994.”Dasar – Dasar Fisika Universitas”.
Erlangga:Jakarta.
Dosen – Dosen Fisika ITS.2012.”Fisika II”.Yanasika:surabaya.
Giancoli, C Douglas.2001.”Fisika Edisi ke 5”. Erlangga:Jakarta.
Serway, Raymond A. 2004. “Physics for Science and Enginers”.
Pomora: Thompson.
Tippler, Paul A. 1991. “Fisika untuk Sains dan Teknik”.
Erlangga:Jakarta..
Sears, Zemansky, Young F. 2001. “Fisika Universitas”. Erlangga:
Jakarta.