POLARISASI POLARIMETER POLARIMETRI

POLARISASI

Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar. Misalnya, sering radars mempertimbangkan polarisasi gelombang di pos pengolahan untuk meningkatkan pemeranan dari target. Dalam hal ini, polarimetry dapat digunakan untuk memperkirakan tekstur halus dari bahan, membantu menyelesaikan orientasi struktur kecil di sasaran, dan apabila circularly-polarized antena yang digunakan, jumlah tersebut bouncing dari sinyal yang diterima (yang chirality dari circularly polarized dengan gelombang alternates setiap refleksi). Dalam hubungan dengan Polarimeter cahaya, maka cahaya dinyatakan sebagai gelombang elektromagnetik tang transversal (tegak lurus dengan arah rambatnya). Cahaya umumnya mempunyai bermacammacam panjang gelombang, di mana bila dibiaskan melalui prisma kaca akan terurai menjadi beberapa warna cahaya yang dikenal sebagai spectrum. Itu tiap-tiap warna cahaya disebut sebagai cahaya monokromatik. Dalam alat Polarimeter ini cahaya monokromatik dihasilkan dengan menggunakan sodium lamp (lampu natrium) di mana gas natrium pijar akan menghasilkan lampu warna kuning.

Cahaya monokromatik pada dasarnya mempunyai bidang getar yang banyak sekali. Bila dikhayalkan maka bidang getar tersebut akan tegak lurus pada bidang datar. Bidang getar yang banyak sekali ini secara mekanik dapat dipisahkan menjadi dua bidang getar yang saling tegak lurus. Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan (Hukum Brewster)

tg ip = n2/n1

ip + r = 90º

ip = sudut polarisasi

Baik gelombang transversal maupun longitudinal menunjukkan gejala interferensi dan difraksi. Akan tetapi, efek polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja. Polarisasi tidak terjadi pada gelombang longitudional seperti bunyi. Polarisasi dapat divisualisasi dengan membayangkan gelombang transversal pada seutas tali. Ada banyak gelombang dengan berbagai arah getar. Gelombang dengan berbagai arah getar seperti ini disebut gelombang tak terpolarisasi. Misalkan sekarang tali yang memiliki banyak arah getar (dalam hal ini disederhanakan menjadi 2 arah getar) melewati sebuah celah vertical (polarisator). Celah tersebut hanya melewatkan gelombang yang arah getanya vertical. Gelombang yang hanya memiliki satu arah getar seperti itu disebut gelomabang terpolarisasi. Jadi, polarisasi adalah terserapnya sebagaian arah getar gelombang sehingga gelombang hanya memiliki satu arah getar.

Peristiwa polarisasi tidak dapat diamati secara langsung oleh mata manusia, sehingga diperlukan suatu alat yang dapat membantu untuk menunjukan gejala polarisasi tersebut. Melalui polarimeter gejala polarisasi dapat ditunjukan, selain itu melalui alat ini dapat dilihat pula bagaimana larutan optic aktif seperti larutan gula dapat membelokan cahaya yang telah dipolarisasi.

Fakta bahwa cahaya mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal. Cahaya dapat terpolarisasi karena peristiwa pemantulan, peristiwa pembiasan dan pemantulan, peristiwa bias kembar, peristiwa absorbsi selektif, dan peristiwa hamburan.

Ø  Polarisasi karena pemantulan

Bila sinar datang pada cermin datar dengan sudut datang 570, maka sinar pantul merupakan sinar terpolarisasi

Ø  Polarisasi karena pembiasan dan Pemantulan

Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari pembiasan dan pemantulan. Hasil percobaan para ahli fisika menunjukkan bahwa cahaya pemantulan terpolarisasi sempurna jika sudut datang θ1 mengakibatkan sianr bias dengan sinar pantul saling tegak lurus. Sudut datang seperti itu disebut sudut polarisasi atau sudut Brewster.

Ø  Polarisasi karena pembiasan ganda (bias kembar)

Jika cahaya melalui kaca, maka cahaya lewat dengan kelajuan yang sama ke segala arah. Ini disebabkan kaca hanya memiliki satu indeks bias. Tetapi, bahan-bahan kristal tertentu seperti kalsitt dan kuarsa memiliki dua indeks bias sehingga kelajuan cahay tidak sama untuk segala arah. Jadi, cahaya yang melalui bahan ini akan mengalami pembiasan ganda.


POLARIMETER

Polarimeter atau spektropolarimeter adalah instrument yang digunakan untuk mendeteksi aktivitas optis. Polarimetri adalah suatu proses mendeteksi aktivitas optis. Zat aktif optis memutar cahaya terpolarisasi bidang, sedangkan zat yang inaktif optis tidak memutar cahaya terpolarisasi bidang.Beberapa contoh zat aktif optis adalah karbohidarat, protein dan steroid. Beberapa contoh zat inaktif optis adalah air, alcohol, larutan garam dalam air.
Polarimeter dalam kimia organik dapat digunakan untuk menentukan rotasi optik, konsentrasi, dan komposisi isomer optis dalam campuran rasemiknya.Polarimeter merupakan suatu alat yang tersusun atas polarisator dan analisator. Polarimeter adalah Polaroid yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan anlisator adalah Polaroid yang dapat menganalisa/mempolarisasikan cahaya.
Prinsip kerja poilarimeter adalah meneruskan sinar yang mempunyai arah getar yang sama dengan arah polarisator. Sudut putar jenis bergantung pada konsentrasi dan jenis larutannya.

Polarimeter adalah dasar ilmiah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran ini, walaupun ini istilah yang jarang digunakan untuk menjelaskan sebuah polarimetry proses yang dilakukan oleh komputer, seperti dilakukan di polarimetric sintetis kecepatan rana radar. Polarimetry film yang tipis dan permukaan yang umum dikenal sebagai ellipsometry.
Polarimeter dapat digunakan untuk mengukur berbagai sifat optis suatu material, termasuk bias-ganda linier, bias-ganda lingkar (juga mengenal sebagai putar optis atau dispersi putar berhubung dengan mata), dikroisme linier, dikroisme lingkar dan menyebar. Apabila cahaya melalui polarisator maka bidang getar polarisator akan diserap atau dipadamkan sehingga cahaya yang dapat melalui polarisator adalah cahaya yang mempunyai bidang getar Polarimeter. Sebaliknya cahaya yang melalui analisator maka bidang getar polarisator akan dipadamkan dan yang tinggal hanyalah cahaya yang mempunyai bidang getar analisator.

·         POLARIMETRI

Polarimetri adalah pengukuran dan interpretasi dari polarisasi dari garis gelombang, terutama electromagnetic gelombang, seperti gelombang radio atau cahaya. Polarimetri biasanya dilakukan pada gelombang electromagnetic yang telah melalui perjalanan atau telah tercermin, dibelokkan, atau diffraksi oleh beberapa bahan untuk menggambarkan objek tersebut. Polarimeter menjadi penafsiran dan pengukuran dari polarisasi gelombang transversal, khususnya gelombang elektromagnetis, seperti gelombang cahaya atau radio. secara khas Polarimeter dilaksanakan pada atas gelombang elektromagnetis yang sudah menempuh perjalanan melalui/sampai atau telah dicerminkan, membelokkan, atau diffracted oleh beberapa material dalam rangka menandai obyek itu. Beberapa arkais dan dalam beberapa saat ini digunakan yang paling sensitif polarimeter didasarkan pada interferometers, sedangkan lebih konvensional polarimeters adalah berdasarkan perjanjian yang polarising filter, gelombang piring atau perangkat lain. Suatu Polarimeter menjadi instrumen yang ilmiah yang basis dasar dulu membuat pengukuran ini, walaupun istilah ini jarang digunakan untuk menguraikan suatu proses Polarimeter yang dilakukan oleh suatu komputer, seperti dilakukan dalam lobang bidik kamera radar buatan polarimetric.

Untuk mengukur ini berbagai kekayaan di sana telah menjadi banyak perancangan Polarimeter. Beberapa kuno dan beberapa di dalam penggunaan sekarang. Yang paling sensitip Polarimeter didasarkan pada meter interferensi, sedang lebih konvensional Polarimeter didasarkan pada pengaturan polarising saringan, lempeng gelombang atau alat lain. Polarimetry dapat digunakan untuk mengukur berbagai properti optik dari bahan, termasuk linear birefringence, surat edaran birefringence (juga dikenal sebagai optik rotasi optik atau rotary pertebaran), linear dichroism, surat edaran dichroism dan penghamburan. Apabila diketahui besar sudut putar bidang polarisasi oleh larutan yang diperiksa maka kadar/konsentrasi zat optis aktif dalam larutan yang dipergunakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

P = Bt . C . L

Di mana :

P  = Besarnya sudut antara bidang polarisasi (hasil pengamatan )

Bt = Sudut putar spesifik zat optis aktif yang digunakan pada toC.

C  = Kadar/ konsentrasi zat optis aktif ( gram/cc)

L  = Panjang tabung pemeriksa

Catatan :

Bt diperoleh pada tabel (dengan standar temperatur 20oC )

JIka cahaya terpolarisasi bidang dilewatkan suatu larutan yang mengandung suatu enantiometer tunggal, maka bidang polarisasi cahaya itu diputar kekanan atau kekiri.Perputaran cahaya terpolarisasi bidang ini disebut rotasi optis. Suatu senyawa yang memutar bidang polarisasi suatu cahaya terpolarisasi bidang dikatakan bersifat aktif optis (optikally active). Larutan yang memutar bidang polarisasi cahaya kekanan disebut dekstrorotatori (Latin : dexter, ”kanan”), dan yang memutar bidang polarisasi cahaya kekiri disebut levorotatori (Latin : leaves, “kiri”). Arah perputaran ditandai oleh (+) untuk dekstrorotatori dan (-) untuk levorotatori. Jika sudut putar jenis (specific rotation) diketahui, maka konsentrasi larutan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

C = 100α / (l x [α]t)

Keterangan :
C         = konsentrasi larutan (g/mL)
α          = nilai pengukuran (sudut pemutaran bidang polarisasi)
l           = panjang tabung polarimeter (dm)
[α]t      = sudut putar jenis (specific rotation)
t           = temperature
D         = cahaya monokromatis pada panjang gelombang sinar lampu D

Sudut putar jenis (specific rotation) ialah besarnya perputaran oleh 1,00 gram zat dalam 1,00 mL larutan yang berada dalam tabung dengan panjang jalan (cahaya) 1,00 dm pada temperature dan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang lazim digunakan adalah 589,3 nm (garis D natrium). Sudut putar jenis untuk suatu senyawa (misalnya pada 200 C) dapat dihitung dari sudut putar yang diamati, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

[α]tD ] = α / l x C

Keterangan :
α          = sudut teramati pada 200 C
l           = panjang tabung (dm)
C         = konsentrasi larutan cuplikan (g/mL)

·         Cara Penggunaan Polarimeter

Cara penggunaan berikut adalah cara pada Zeiss Polarimeter, tetapi secara umum cara penggunaan polarimeter manapun adalah sama.

Untuk memulai penggunaan polarimeter pastikan tombol power pada posisi on dan biarkan selama 5-10 menit agar lampu natriumnya siap digunakan.

Selalu mulai dengan menentukan keadaan nol (zero point) dengan mengisi tabung sampel dengan pelarut saja. Keadaan nol ini perlu untuk mengkoreksi pembacaan atau pengamatan rotasi optik.

Tabung sampel harus dibersihkan sebelum digunakan agar larutan yang diisikan tidak terkontaminasi zat lain.

Pembacaan/pengamatan bergantung kepada tabung sampel yang berisi larutan/pelarut dengan penuh. Perhatikan saat menutup tabung sampel, harus dilakukan hati-hati agar di dalam tabung tidak terdapat gelembung udara.

Bila sebelum tabung diisi larutan didapat keadaan terang, maka setelah tabung diisi larutan putarlah analisator sampai didapat keadaan terang kembali. Sebaliknya bila awalnya keadaan gelap harus kembali kekeadaan gelap.

Catat besarnya rotasi optik yang dapat terbaca pada skala. Tetapi jangan hanya besar rotasi optiknya, arah rotasinya juga harus dicatat searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.

 Lakukan pembacaan berkali-kali sampai diperoleh nilai yang dapat dirata-ratakan.

·         Beberapa hal yang harus diperhatikan pada penggunaan polarimeter, yaitu:

Larutan sampel harus jernih atau tidak mengandung partikel yang tersuspensi di dalamnya. Partikel tersebut akan menghamburkan cahaya yang melewati larutan.

Tidak terdapat gelembung udara pada tabung sampel saat diisi larutan.

Selalu dimulai dengan menentukan keadaan nol untuk mengkoreksi pembacaan.

Pembacaan rotasi optik dilakukan beberapa kali, sampai didapat data yang dapat dihitung rata-ratanya