rofil gelombang elektromagnetik pada uji karakterisasi...

11
FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx Original Article e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/ Received 00th January 20xx Accepted 00th Febuary 20xx Published 00th March 20xx Studi Profil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi Tingkat Kekeruhan Air M Ridho Barna a , Okky Fajar Tri Maryana b , Herman c Open Access a Affiliation of Author 1 DOI: 10.35472/x0xx0000 b Affiliation of Author 2 c Affiliation of Author 3 * Corresponding E-mail: [email protected] Abstract: A study of electromagnetic waves using red laser light (632 nm) has been carried out to measure the turbidity level of water. The light intensity before and after going through the sample was measured using a lux meter. The Lambert-Beer theory is used to analyze the profile of electromagnetic waves in a water medium that has been mixed with a concentration of NaCl. The method used is experiment and simulation using comsol multiphysics software with the help of software, it can be shown the visualization of the electromagnetic wave profile on the medium and the temperature distribution in the simulation. The results of the intensity measurement show that the study of the electromagnetic wave profile in the medium, the greater the mixture of NaCl concentrations in the sample, the more scattered the electromagnetic waves are in the wave propagation when passing through the medium. The heat transfer simulation results show that there is no significant change in temperature when light passes through the medium. Keywords: electromagnetic waves, medium, concentration, experiment, comsol multiphysics software. Abstrak: Telah dilakukan studi gelombang elektromagnetik dengan menggunakan cahaya laser merah (632 nm) untuk mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah melalui sampel diukur dengan menggunakan lux meter. Teori Lambert-Beer digunakan untuk menganalisis profil gelombang elektromagnetik pada medium air yang telah dilakukan pencampuran dengan konsentrasi NaCl. Metode yang digunakan yaitu eksperimen dan simulasi menggunakan piranti lunak comsol multiphysics dengan bantuan piranti lunak maka dapat ditunjukkan visualisasi profil gelombang elektromagnetik pada medium dan distribusi temperatur dalam simulasi.

Upload: others

Post on 05-Dec-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

Original Article

e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/

Received 00th January 20xx Accepted 00th Febuary 20xx Published 00th March 20xx

Studi Profil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji

Karakterisasi Tingkat Kekeruhan Air

M Ridho Barna a, Okky Fajar Tri Maryana b, Herman c

Open Access a Affiliation of Author 1

DOI: 10.35472/x0xx0000

b Affiliation of Author 2

c Affiliation of Author 3

* Corresponding E-mail: [email protected]

Abstract: A study of electromagnetic waves using red laser light (632 nm) has been carried out to measure the turbidity level

of water. The light intensity before and after going through the sample was measured using a lux meter. The Lambert-Beer theory

is used to analyze the profile of electromagnetic waves in a water medium that has been mixed with a concentration of NaCl. The

method used is experiment and simulation using comsol multiphysics software with the help of software, it can be shown the

visualization of the electromagnetic wave profile on the medium and the temperature distribution in the simulation.

The results of the intensity measurement show that the study of the electromagnetic wave profile in the medium, the greater the

mixture of NaCl concentrations in the sample, the more scattered the electromagnetic waves are in the wave propagation when

passing through the medium. The heat transfer simulation results show that there is no significant change in temperature when

light passes through the medium.

Keywords: electromagnetic waves, medium, concentration, experiment, comsol multiphysics software.

Abstrak: Telah dilakukan studi gelombang elektromagnetik dengan menggunakan cahaya laser merah (632 nm) untuk

mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah melalui sampel diukur dengan menggunakan lux meter.

Teori Lambert-Beer digunakan untuk menganalisis profil gelombang elektromagnetik pada medium air yang telah dilakukan

pencampuran dengan konsentrasi NaCl. Metode yang digunakan yaitu eksperimen dan simulasi menggunakan piranti lunak

comsol multiphysics dengan bantuan piranti lunak maka dapat ditunjukkan visualisasi profil gelombang elektromagnetik pada

medium dan distribusi temperatur dalam simulasi.

Page 2: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

2 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545 Title of Manuscript

Hasil pengukuran intensitas menunjukkan bahwa studi profil gelombang elektromagnetik pada medium semakin besar campuran

konsentrasi NaCl pada sempel maka gelombang elektromagnetik semakin terhambur pada penjalaran gelombang ketika melewati

medium. Hasil simulasi transfer panas menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan suhu yang signifikan ketika cahaya melewati

medium.

Kata Kunci : Profil, Gelombang Elektromagnetik, Transmitansi, Temperatur Suhu, Piranti Lunak Comsol Multiphysics.

Pendahuluan Salah satu konsep dalam ilmu fisika yaitu bahwa cahaya dapat

diperlakukan sama dengan gelombang elektromagnetik.

Cahaya dapat melintas melalui medium hampa dan medium

tidak hampa. Bila cahaya melintas melalui medium tidak

hampa, kecepatannya lebih kecil dari pada dalam medium

hampa [1].

Gelombang elektromagnetik dalam bentuk persamaan yang

dikenal dengan persamaan Maxwell. Maxwell menunjukan

bahwa gelombang elektromagnet yang merambat terdiri dari

medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus pada

arah rambatnya. Didapat bahwa gelombang elektromagnet

yang merambat di ruang hampa mempunyai kecepatan yang

sama dengan kecepatan cahaya.

Optika mempelajari tentang cahaya atau gelombang

elektromagnetik, karena cahaya termasuk gelombang

elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik adalah

gelombang yang terdiri dari gelombang magnet dan listrik

yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah amplitudo

kedua gelombang tersebut [2]. Apabila seberkas cahaya atau

sinar (gelombang elektromagnetik) mengenai suatu medium

atau berpindah dari medium satu ke medium yang lain, maka

akan mengalami dua gejala yaitu pembiasan dan pemantulan

[3]. Hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh

Snellius yaitu apabila seberkas cahaya mengenai permukaan

bidang datar yang rata, maka berlaku: 1) sinar datang, garis

normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar, 2)

sudut datang sama dengan sudut pantul [4]. Sedangkan,

pemantulan sempurna pada suatu medium dapat terjadi

apabila sudut datang lebih besar dari sudut kritisnya [5]

Jenis medium dapat dibagi menjadi dua yaitu medium yang

bersifat listrik dan bersifat magnet. Medium tersebut akan

memberi respon terhadap gelombang elektromagnetik yang

mengenainya. Respon ini disebut kerentanan bahan.

Kerentanan sebagai bentuk respon suatu bahan terhadap

medan listrik disebut kerentanan listrik, sedangkan bentuk

respon suatu bahan terhadap medan magnet disebut

kerentanan magnet. [6].

Atas dasar ini eksperimen instrumen karakterisasi laser untuk

mengukur sempel dalam kuvet dilakukan. Dimana material

air dan NaCl sebagai sampel dalam medium kuvet disinari

dengan cahaya (laser merah) yang memiliki panjang

gelombang 632 nm. Ketika cahaya mengenai sampel dan

akan diteruskan melewati sempel yang dapat diukur adalah

Ii/I0 perbandingan cahaya datang dengan cahaya setelah

melewati sampel dinyatakan dengan hukum Lambert-Beer.

Page 3: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 3 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Pada penelitian ini, penulis menggunakan metode ekperimen

dan simulasi didapat data intensitas cahaya dan distribusi

temperatur pada hasil eksperimen. Kemudian penjalaran

gelombang untuk mengetahui profil gelombang

elektromagnetik (EM) pada medium dan transfer panas

untuk menentukan distribusi temperatur dalam simulasi

software comsol multiphysics 5.5.

Metode

Metode penelitian pada eksperimen yang didasarkan pada

besarnya nilai intensitas cahaya dan studi profil suatu zat

terhadap gelombang EM pada medium. Prinsip kerja

instrumentasi karakterisasi laser berdasarkan hukum Lambert-

Beer, bila sumber cahaya melalui suatu media (larutan) maka

sebagian cahaya tersebut diserap, sebagian dipantulkan, dan

sebagian lagi dipancarkan. Cahaya yang terserap oleh bahan

atau komponen kimia tertentu pada panjang gelombang

tertentu sehingga akan memberikan warna tertentu terhadap

bahan. Cahaya yang dimaksud berupa laser merah dan

mempunyai panjang gelombang 632 nm.

Konsentrasi dari dalam larutan bisa ditentukan dengan

mengukur nilai intensitas cahaya dan studi profil suatu zat

terhadap gelombang EM pada medium dengan panjang

gelombang 632 nm menggunakan hukum Lambert-Beer.

Analisis kualitatif adalah analisis di mana zat diidentifikasi

atau diklasifikasikan atas dasar kimia atau sifat fisik.

Pengukuran fraksi radiasi elektromagnetik yang dapat

diserap atau dikirimkan oleh sampel. Pada eksperimen uji

karakterisasi kekeruhan ini terdapat beberapa tahapan yaitu:

1. Persiapan Sampel

Sampel yang digunakan yaitu variasi air (0) dan NaCl 0,01,

0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07 (mol) yang akan dimasukkan

ke dalam kuvet berukuran 2.5 mL sebelum dimasukan

kedalam kuvet sempel di tumbuk ke dalam galas ukur

berukuran 250 mL.

2. Variasi jarak laser ke kuvet dan kuvet ke lux meter

Pada pengukuran lux meter menggunakan satuan (lx) dalam

1lx = 1 lm/m2 = 1cd.sr/m2 satuan flux dari 1000 lumen,

terkonsentarasike area 1 meter persegi yang menerangi satu

meter persegi dengan pencahayaan 1000 lux. Untuk variasi

jarak yang digunakan dalam eksperimen alat instrumen

karakterisasi laser dapat dilihat pada tabel 1 dan gambar 1

sebagai berikut:

Tabel 1. Variasi pada jarak

No. Laser ke kuvet Kuvet ke lux meter

1 15 cm 25 cm

2 20 cm 20 cm

3 25 cm 15 cm

Gambar 1. Variasi pada jarak (Tampak Atas)

3. Variasi temperatur suhu

Pada variasi temperatur suhu untuk mengkur transfer panas

(temperatur suhu) pada pengaruh sumber cahaya gelombang

elektromagnetik yang digunakan dalam eksperimen

instrumen karakterisasi yaitu pada temperatur awal kuvet,

temperatur tengah kuvet dan temperatur akhir kuvet dapat

dilihat pada gambar 2. sebagai berikut:

Page 4: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

4 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545 Title of Manuscript

Gambar 2. Pengukuran temperatur suhu (Tampak Atas)

4. Optimasi panjang gelombang

Optimasi panjang gelombang pada laser merah dengan

konsentrasi kuvet berukuran 2.5 ml yang telah dibuat diukur

intensitas cahaya pada panjang gelombang 632 nm.

5. Prinsip kerja instrumen karakterisasi laser

Pada eksperimen prinsip kerja instrumen karakterisasi laser

yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

Gambar 3. Prinsip Kerja Instrumen Karakterisasi Laser

(Tampak Samping)

Instrumen karakterisasi laser yang terdiri dari lima komponen

utama, yaitu catu daya, sumber cahaya, wadah sampel

(kuvet), jarak dan dudukan wadah sempel, lux meter sebagai

detektor. Ketika cahaya dari sumber radiasi diteruskan

menuju wadah sempel (kuvet) detektor menerima cahaya

dari sampel secara bergantian secara berulang-ulang, sinyal

listrik dari detektor diproses, diubah ke digital dan dilihat

hasilnya.

6. Simulasi Comsol

Metode pemodelan simulasi yang digunakan yaitu metode

elemen hingga teknik numerik yang memberikan solusi

perkiraan untuk persamaan diferensial yang memodelkan

masalah yang muncul dalam fisika dan teknik. Metode

elemen hingga memerlukan permasalahan yang didefinisikan

dalam ruang geometris (atau domain), untuk dibagi lagi

menjadi sejumlah batasbatas wilayah yang lebih kecil (mesh).

Pilihan konsep, persamaan, koefisien dan parameter relevan

lainnya menentukan keakuratan hasil akhir. Modul

Electromagnetik Wave, Beam Envelope dan Heat Transfer in

Solid, Radiative Beam in Absorbing Media, Electromagnetic

Heating dalam comsol multiphysics 5.5 berkaitan dengan

setiap aspek fisika yang terlibat. Metode Pemodelan Simulasi

dapat ditunjukkan pada Gambar 4. sebagai berikut:

Gambar 4. Model geometri kuvet 2D

3.5.3 Model Parameter

Model parameter fisis didefinisikan pada jendela Global

Definition di simulasi comsol dengan parameter di masukkan

secara manual. Beberapa parameter yang telah dipilih seperti

ditunjukkan pada tabel 2 sebagai berikut:

Page 5: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 5 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Tabel 2. Model Parameter

No. Parameter Nilai

1 Kuvet lebar 12.5(mm)

2 Kuvet tinggi 45(mm)

3 Bahan lebar 10(mm)

4 Bahan tinggi 43.75(mm)

5 Laser daya 5 (W)

6 Panjang gelombang 632 (nm)

7 Frekuensi 474 (THz)

8 Indeks bias kuvet 1.45

Parameter yang berpengaruh pada geometri simulasi terdiri

dari diameteri kuvet pada eksperimen yang diterapkan dalam

geometri 2D dalam simulasi pada panjang dan tinggi kuvet

12,5mm x 45mm serta diameter dalam kuvet 10mm x

43.75mm dan parameter yang berpengaruh dalam kuvet

tersebut yaitu power laser merah, panjang gelombang,

frekuensi laser merah, titik radiasi dan indeks bias pada kuvet

untuk mendefinisikan simulasi yang berada pada keseluruhan

simulasi yang berada pada kuvet tersebut.

Meshing

Meshing pada tahapan ini merupakan tahap akhir yang

menentukan berjalan atau tidak simulasi yang telah

dimodelkan. Pada tahapan meshing proses ini membagi

geometri menjadi bagian-bagian kecil agar penyelesaian

matematis yang dilakukan sesuai dengan kondisi

sesungguhnya. Dalam mest terdiri dari bagian parameter,

material, geometri, model physis dan studi physis yang dibagi

mendi bagian kecil pada mesting. Jenis mesh yang

disimulasikan pada simulasi ini yaitu triangular mesh dan

jumlah distribusing mesh berjumal 29667. Untuk model

meshing yang telah disimulasikan dapat dilihat pada gambar

5 sebagai berikut:

Gambar 5. Model meshing pada kuvet

Diagram Alir Penelitian

Pada bagian ini disusun untuk memberikan gambaran yang

jelas mengenai proses pembuatan (gambaran) eksperimen

dan simulasi yang akan dilakukan. Diagram alir dalam

langkah-langkah eksperimen dan simulasi menggunakan

comsol pada penelitian tugas akhir ini.

Gambar 6. Diagram alir eksperimen

Page 6: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

6 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545 Title of Manuscript

Gambar 7. Diagram alir simulasi

Hasil dan Pembahasan Eksperimen pada uji karakterisasi tingkat kekeruhan air

dalam nilai intensitas cahaya dengan variasi air murni (0),

NaCl 0,01, 0,02, 0,03, 0.04, 0,05, 0,06, 0,07 (mol) pada jarak

laser ke kuvet 15cm, 20cm, 25cm dan kuvet ke lux meter pada

jarak 15cm, 20cm, 25cm. Untuk intensitas cahaya air dan

NaCl dapat direpresentasikan pada tabel 4.1 dan gambar 4.1

sebagai berikut:

Tabel 3. Intensitas cahaya pada jarak 15cm:25cm, jarak

20cm:20cm, jarak 25cm:15cm

Air dan

NaCl

(mol)

Jarak

(15:25)

%T

Jarak

(20:20)

%T

Jarak

(25:15)

%T

No

.

1 0 (murni) 0,751 0,734 0,796

2 0,01 0,610 0,597 0,630

3 0,02 0,572 0,578 0,569

4 0,03 0,458 0,463 0,494

5 0,04 0,414 0,424 0,436

6 0,05 0,332 0,350 0,383

7 0,06 0,309 0,323 0,345

8 0,07 0,305 0,320 0,341

Untuk intensitas cahaya air dan NaCl diproleh kurva intensitas

cahaya terhadap variasi jarak yang digambarkan sebagai

berikut:

Gambar 8. Kurva intensitas cahaya pada jarak 15cm:25cm,

jarak 20cm:20cm, jarak 25cm:15cm

Pada umumnya setiap larutan memiliki nilai transmitansi

yang berbeda yang dikenai cahaya. Perbedaan nilai

trasmitansi tersebut dikarenakan jenis zat terlarut dalam

larutan tersebut. Pada penelitian eksperimen ini, jenis larutan

yang digunakan yakni larutan NaCl, tetapi diperoleh nilai

transmitansi yang berbeda disetiap pengukuran. Perbedaan

Page 7: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 7 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

nilai transmitansi tersebut disebabkan oleh pengaruh

konsentrasi NaCl dan suhu larutan NaCl.

Pelarutan NaCl dalam air menyebabkan molekul NaCl terurai

menjadi ion Na+ dan Cl-. Dengan adanya ion-ion Na+ dan Cl-

tersebut dapat menyerap radiasi sinar. Hal inilah yang

menyebabkan nilai transmitansi dalam larutan NaCl lebih

kecil dibandingkan dengan nilai transmitansi pelarut murni.

Sesuai dengan teori yang ada bahwa suatu atom atau molekul

menyerap radiasi elektromagnetik lebih mudah bila frekuensi

gelombang elektromagnetik sama dengan salah satu

frekuensi spektrum pancaran atom atau molekul. Apabila

pada molekul dikenakan radiasi elektromagnetik maka akan

terjadi eksitasi elektron ke tingkat energi lebih tinggi.

Disamping itu, Peningkatan konsentrasi NaCl dalam larutan

mengakibatkan bertambahnya molekul NaCl yang larut

dalam larutan sehingga ion-ion Na+ dan Cl- bertambah

banyak. Oleh sebab itu, semakin tinggi konsentrasi larutan

NaCl menyebabkan nilai trasmitansinya semakin kecil karena

semakin banyak ion-ion Na+ dan Cl- yang menyerap sumber

sinar. Hal ini sesuai dengan Hukum Lambernt-Beer yang

menyatakan jumlah radiasi cahaya (ultraviolet, inframerah

dan sebagainya) yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu

larutan merupakan suatu fungsi eksponen dari konsentrasi

zat dan tebal larutan.

1 Bentuk profil terhadap kuvet

Profil penjalaran gelombang EM disimulasikan dalam bentuk

studi profil gelombang EM pada medium yaitu merujuk pada

eksperimen uji karakterisasi menggunakan sempel air dan

NaCl pada material dalam medium, zat cair merupakan

bagian yang memiliki sifat penyerapan panaspada distribusi

temperatur. Untuk daya serap panas dari setiap material

berbeda, tergantung pada fungsi dari material-material

tersebut. Sumber cahaya gelombang EM yang mengarah

langsung ke medium kuvet pada eksperimen dapat dilihat

pada gambar sebagai berikut:

Gambar 9. Air (0) pada kuvet eksperimen

Gambar 10. Air dan NaCl 0,03 kuvet pada eksperimen

Page 8: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

8 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545 Title of Manuscript

Gambar 11. Air dan NaCl 0,05 kuvet pada eksperimen

Gambar 12. Air dan NaCl 0,07 kuvet pada eksperimen

Berdasarkan Gambar 9. Air murni pada kuvet sumber cahaya

gelombang tersebut terus melintas pada sempel yang

berisikan material air murni dan gelombang yang masuk dan

keluar terhadap medium kuvet tersebut posisinya sedikit

terhambur melitasi kuvet tersebut, sedangkan pada Gambar

10, Gambar 11, Gambar 12, Air bercampur NaCl pada kuvet

gelombang yang masuk kedalam kuvet terlihat seperti

menyebar dibandingkan pada Gambar 9, Air murni dan

gelombang yang merambat keluar sama pada perambatan

pada Gambar 10, Gambar 11, Gambar 12, tetapi pada

perambatan sempel air murni tidak terjadi penyebaran

seperti sempel air bercampur NaCl.

Telah dilakukan pemodelan geometri pada simulasi comsol

untuk mendapatkan bentuk profil gelombang

elektromagnetik sebagai sumber cahaya untuk dapat

mengambarkan profil perambatan gelombang yang masuk

serta keluar pada kuvet dalam sempel air dan NaCl, zat cair

pada meterial yang merupakan bagian yang memiliki sifat

menyerapan panas distribusi temperatur pada penjalaran

sebuah gelombang. Untuk bentuk profil simulasi perambatan

gelombang tersebut dapat dilihat pada gambar simulasi

berikut:

Gambar 13. Profil air (0) pada simulasi

Gambar 14. Profil NaCl 0,03 pada simulasi

Page 9: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 9 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Gambar 15. Profil NaCl 0,05 pada simulasi

Gambar 16. Profil NaCl 0,07 pada simulasi

Temperatur suhu pada kuvet dalam eksperimen

Dapat dilihat perbedaan dan proses terjadinya transfer panas

pada distribusi temperatur yang ditunjukkan pada kurva dan

bentuk simulasi pada gambar sebagai berikut:

Gambar 17. Kurva Air + NaCl pada jarak laser ke kuvet 15cm

dan kuvet ke lux meter 25cm

Gambar 18. Kurva Air + NaCl pada jarak laser ke kuvet 20cm

dan kuvet ke lux meter 20cm

Gambar 19. Kurva Air + NaCl pada jarak laser ke kuvet 25cm

dan kuvet ke lux meter 15cm

Page 10: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

10 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx e-ISSN: 2581-0545 Title of Manuscript

Penghantaran energi panas ditransmisikan dengan emisi

gelombang elektromagnetik radiasi panas terjadi karena

pergerakan acak momentum dan atom akibat radiasi

elektromagnetik. Setiap benda akan mengluarkan radiasi

termal, bergantung dari panas yang dimiliki berdasarkan

ekperimen dan simulasi yang telah dilakukan. Bahwa

berdasarkan sumber cahaya (laser merah) yang mengenai

kuvet akan diserap oleh kuvet pada sempel yang berada pada

kuvet akan terjadi transfer panas dari sumber cahaya yang

mengenai kuvet dan sumber cahaya akan diteruskan (keluar

kuvet).

Temperatur suhu pada kuvet dalam simulasi

Berdasarkan dari bentuk simulasi yang telah dilakukan bahwa

Berdasarkan dari bentuk simulasi yang telah dilakukan bahwa

pengantar panas (temperatur suhu) yang dihasilkan arah

rambat transfer panas dari rqadiasi gelombang (laser merah)

ke awalan kuvet dengan suhu 25 oC setelah rambatan

tersebut masuk tempeatur suhu naik menjadi 26 oC, 27 oC dan

28 oC kemudian setelah berada pada tengah kuvet

temperatur suhu tersebut kembali seperti semula hingga

suhu 25 oC dapat dilihat pada gambar simulasi sebagai

berikut:

Gambar 20. Distribusi temperatur kuvet sempel air (0)

Gambar 21. Distribusi temperatur kuvet sempel NaCl 0,03

Gambar 22. Distribusi temperatur kuvet sempel NaCl 0,05

Gambar 23. Distribusi temperatur kuvet sempel NaCl 0,07

Distribusi temperatur proses perpindahan energi antara

permukaan benda padat dan cairan atau gas. Perpindahan

Page 11: rofil Gelombang Elektromagnetik Pada Uji Karakterisasi ...repo.itera.ac.id/assets/file_upload/SB2009100042/... · mengukur tingkat kekeruhan air. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 11 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

energi dari suatu permukaan yang suhunya di atas suhu

molekul zat sekitarnya berlangsung dalam beberapa tahap.

Pertama, panas akan mengalir dari sumber ke molekul zat

yang berbatasan. Energi yang berpindah dengan cara

demikian akan menaikkan suhu dan energi dalam molekul.

Kemudian molekul zat tersebut akan bergerak ke daerah yang

bersuhu rendah didalam molekul di mana mereka akan

bercampur dan memindahkan sebagian energinya pada

partikel zat larut lainnya. Pengaruh energi pada molekul zat

diangkut sebagai akibat gerakan massa molekul- molekul

tersebut. Mekanisme ini untuk operasinya tidak tergantung

hanya pada beda suhu dan oleh karena itu tidak secara tepat

memenuhi definisi perpindahan panas. Tetapi karena

terjadinya dalam arah gradien suhu maka digolongkan dalam

suatu perpindahan panas [7].

Perpindahan panas antara batas benda padat dan cair terjadi

dengan adanya suatu gabungan dan massa. Jika batas

tersebut bertemperatur lebih tinggi dari zat, maka panas

terlebih dahulu mengalir dari benda padat ke partikel zat di

dekat dinding. Energi yang di pindahkan meningkatkan energi

di dalam zat dan terangkut oleh gerakan molekul zat. Bila

molekul yang terpanaskan itu mencapai daerah temperatur

lebih rendah, maka panas berpindah dari molekul zat yang

lebih panas ke molekul zat yang lebih dingin [8].

Kesimpulan

Berdasarkan data yang didapat dan dimodelkan dapat

disimpulkan bahwa:

1. Berdasarkan hasil pengukuran diketahui bahwa

intensitas cahaya yang di pengaruhi oleh material

yang divariasikan pada medium air dan campuran

konsentrasi NaCl semakin besar maka intensitas

luaran akan menurun diakibatkan pengaruh zat

pelarut yang bercampur pada larutan tersebut.

2. Didapatkan studi profil gelombang EM pada medium

semakin besar campuran konsentrasi NaCl yang

terlarut pada sempel maka gelombang

elektromagnetik semakin terhambur pada

penjalaran gelombang ketika melewati medium.

3. Pada transfer panas pada distribusi temperatur yang

berada pada medium dapat diketahui bahwa

medium yang terkena gelombang EM tidak terjadi

transfer panas yang signifikan pada medium air dan

NaCl yang ditransmisikan.

Ucapan Terima Kasih

Ucapan terima kasih kepada Bapak Okky Fajar Tri Maryana,

Bapak Herman, Bapak Vico Luthfi Ipmawan, Ibu Deska

Lismawenning, dan Bapak Mahardika Yoga yang telah

memberikan arahan dan bimbingan hingga selesainya

penulisan laporan ini.

Referensi [1] Sears, Zemansky. (1982). Fisika Universitas Jilid 2. Bandung: Bina

Cipta Susono. (2013). Penemuan Laju Cahaya Dan Perambatannya.

[2] Sarojo, G. A. 2011. Gelombang dan Optika. Salemba Teknika.

Jakarta. hal. 336

[3] Soetrisno. 1979. Fisika Dasar Seri Gelombang dan Optik. ITB Press.

Bandung. hlm. 156.

[4] Young, H. D., dan Freedman, R. A. 2004. Fisika Universitas Edisi 10

Jilid II.

Erlangga. Jakarta. hlm 708.

[5] Giancoli, Douglas C. 2014. Physics: Principles with Appplications 7th

Edition

Volume I. perarson Prentice Hall. United States of America. hal 983.

[6] Husein, A. S., Roniyus, MS., dan Suciyati, S. W. 2012. Theoretical

Analysis of Reflection and Refraction of Electromagnetic Waves on

an Anisotropic, Inhomogeneous and Linear Medium. Physics-

Optics. 1: 1-12.

[7] Ambarita, Himsar. 2011. Perpindahan Panas Konveksi dan

Pengantar Alat Penukar Kalor. Medan: Departemen Teknik Mesin

FT USU.

[8] Buchori, luqman. 2011. Perpindahan Panas. Semarang : UNPID.