Laporan Penentuan ketebalan rambut

PENENTUAN KETEBALAN RAMBUT DENGAN MENGGUNAKAN DIFRAKSI SINAR LASER

 

A.  LATAR BELAKANG

 

                 Rambut merupakan biomaterial berserdabut  yang tumbuh dari folikel dan di temukan dalam dermis. Biomaterial penting pada rambut terdiri dari protein terutama keratin. Salah satu hal yang mempengaruhi terhadap sifat mekanik rambut adalah diameter serat rambut tersebut. Manusia memiliki diameter rambut yang bervariasi dan di klasivikasi berdasarkan ukuran yang tipis, sedang dan tebal.

                 Difraksi merupakan pembelikan arah sinar ketika melalui celah atau penghalang sempit. Untuk memperoleh efek difraksi yang terukur, di butuhkan sumber cahaya secara stabil yaitu laser dengan panjang gelombang 632, 816 nM.

                 Salah satu penggunaan laser yaitu untuk mengukur diameter rambut dengan metode difraksi.metode difraksi menggunakan pengukuran tidak langsung dengan memanfaatkan berkas cahaya. Pengukuran diameter rambut dilakukan dengan menempatkan sehelai rambut pada slide holder secara vertical di depan laser, kemudian mengukur diameter laser dan di adakannya praktikum ini supaya mengetahui akurasi pengukuran rambut menggunakan difraksi laser.

 

B.  TUJUAN

 

Tujuan yang akan dicapai pada percobaan kali ini adalah sebagai berikut:

1.      Untuk menentukan ketebalan rambut dengan menggunakan sinar laser yang ditembakkan ke rambut

2.      Untuk mengetahui cara pengukuran ketebalan rambut menggunakan sinar laser

 

C.  LANDASAN TEORI

 

Gejala difraksi dapat dipandang sebagai peristiwa hamburan yang disebabkan oleh gangguan yang berkaitan dengan kehadiran suatu permukaan dengan sifat permukaan. Contoh sederhana kasus tersebut dapat dilihat dengan cara menempatkan kertas putih di bawah lampu dan meletakkan kertas berwarna lain diantara lampu dan kertas putih. Sinar lampu harus mengenai sisi kertas. Akibatnya akan muncul pola terang gelap pada kertas putih karena sisi jam dari kertas yang melenturkan cahaya dan cahaya hasil lenturan tersebut yang membentuk pola terang gelap.

Jika gelombang cahaya tunggal dijatuhkan pada permukaan yang halus seperti pada rambut, maka gelombang akan mengalami difraksi oleh efek permukaan rambut dimana pada sisi samping kiri dan kanan rambut akan mengalami lenturuan yang oleh Huigens dianggap sebagai kehadiran 2 sumber baru pada sisi samping kiri dan kanan rambut sehingga superposisi gelombang yang berasal dari kedua sisi dapat menghasilkan pola terang gelap pada layar. Pola gelap menunjukkan superposisi gelombang yang destruktif sedangkan pola terang menunjukkan superposisi gelombang yang bersifat konstruktif (Anonim, 2011: 45).

Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens. Pada animasi pada gambar sebelah kanan atas terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling berinterferensi satu sama lain. Untuk menganalisa atau mensimulasikan pola-pola tersebut, dapat digunakan Transformasi Fourier atau disebut juga dengan Fourier Optik (Anonim, 2011).

Difraksi adalah peristiwa dimana gelombang dilenturkan atau melebar di tepi celah dan pinggiran penghalang cahaya. Cahaya tidak lagi merambat menurut garis lurus, dan hal ini menyebabkan terjadinya interferensi hingga tepi-tepi bayangan menjadi tidak tajam melainkan kabur. Peristiwa difraksi juga membatasi kecilnya benda yang dapat dilihat, serta membatasi ketepatan hasil pengukuran (Bueche, 2000: 310).

 

D.  ALAT DAN BAHAN

 

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan kali ini adalah sebagai berikut:

     Tabel 7.1 Alat dan bahan  pada percobaan penentuan ketebalan rambut dengan menggunakan difraksi sinar laser.

No.	Nama Alat dan Bahan	Kegunaan
1.	Meja optik	Meletakkan laser
2.	Rel presesi	Meletakkan bahan amatan
3.	Tumpukan berpenjepit	Tumpukan objek amatan
4.	Sumber sinar laser	Sebagai sumber cahaya
5.	Penggaris logam	Mengukur jarak
6.	Kertas gambar folio/layar	Menampilkan objek yang diamati
7.	Rambut	Bahan/objek amatan
8.	Satu set statif	Bahan/objek amatan

 

 

E.  PROSEDUR PERCOBAAN

 

Prosedur percobaan yang dilakukan pada praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

1.      Menyiapkan alat seperti pada gambar berikut:

 

 

 

 

 

 

 

2.      Meletakkan rangkaian seperti pada gambar berikut:

Gambar 7.2 Rangkaian percobaan penetuanketebalan rambut dengan menggunakan difraksi sinar laser.

 

3.      Mengusahakan agar sinar laser yang keluar dari sumber tepat jatuh menyentuh rambut

4.      Mengukur jarak antara posisi rambut dengan layar

5.      Mengukur jarak antara pola terang pertama sampai kelima

6.      Dengan menggunakan rumusan persamaan (1) atau (2) dan data-data yang diperoleh, menentukan ketebalan rambut

 

F.   HASIL PENGAMATAN

 

Tabel 7.2 hasil pengamatan percobaan penentuan ketebalan rambut dengan menggunakan difraksi sinar laser

NO	x (cm)	y (cm)
1.	0,5	0,0221
2.	0,6	0,024
2.	0,7	0,3

Dengan n =5, λ = 523 x 10^-9 cm

 

 

 

 

 

 

  

G. ANALISIS DATA

 

1.      Menentukan  sudut

θ =

θ = Arc tan

   = Arc tan

   = Arc tan 0,0442

    = 2, 5308

Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat di lihat pada tabel berikut:

Tabel 7.3  menetukan sudut

No	X (M)	Y (M)	θ
1..	0,6	0,024	0,2291
2.	0,7	0,23	2,454

 

      b. menentukan difraksi maksimum (dmax)

d (max) =      dimana n = 5,  λ = 523 x 10^-9 cm

untuk θ  = 2.5308

d (max) =

d (max) =

d (max) =  5,9431 x 10^-9 cm

a.       Menentukan  difraksi Minimum(dmin)

d (min) =  

d (min) =           

d (min) =

d (min) = 6,5363 x 10^-5 cm

b.      Menentukan Ketebalan Rambut (d)

d = d (min) – d (max)

d = 6,5363x 10^-5 – 5,9431 x 10^-5 cm

d = -0,5923 m

        dengan cara yang sama untuk data  selanjutnya dapat di lihat pada table berikut:

Tabel 7.4 menentukan difrasi maximum dan minimum

No	dmax(m)	dmin(m)	d (m)
1	6,705 x 10-5	7,3743 x 10-5	0,6692
2	6,1098 x 10-5	6,7196 x 10-5	0,6098

 

1.    PEMBAHASAN

 

Pada kesempatan kali ini yaitu praktikum 7 mengenai penentuan ketebalan rambut dengan menggunakan difraksi sinar laser. Sebagaimana yang kita ketahui bahwa sinar laser merupakan sinar yang dapat memperkuat cahaya. Laser dapat mengambil berkas cahaya yang lemah dan membuat berkas yang kuat. Beberapa laser menghasilkan berkas yang sangat kuat sehingga dapat membakar lubang kecil di dalam selembar besi dalam waktu kurang dari satu detik.

Difraksi gelombang adalah lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah sempit. Celah bertindak sebagai sumber gelombang berupa titik, dan muka gelombang yang melalui celah dipancarkan berbentuk lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya. Interferensi gelombang adalah penggabungan dua gelombang atau lebih yang koheren (beda fasenya tetap, amplitudo dan frekuensinya sama) sehingga menghasilkan gelombang baru. Jika suatu titik dua gelombang tersebut memiliki fase yang sama, maka terjadi penguatan simpangan di titik tersebut, sebaliknya jika pada suatu titik dua gelombang tersebut saling melemahkan.

Rambut yang merupakan objek pengamatan dalam percobaan kali ini merupakan benda yang sangat kecil dan tipis oleh sebab itu kami menggunakan laser untuk mengukur ketebalan rambut sehingga tingkat kesalahan dalam pengukuran juga dapat diminimalkan ini juga dapat dikatakan bahwa karena sangat kecil maka pengukurannya menggunakan skala yang kecil. Ketebalan rambut juga merupakan selisih dari antara interferensi maksimum dan interferensi minimum.

Dari hasil analisis θ adalah 2,5308^o  difraksi  maksimum yang diperoleh dari rumus d sin θ = n x λ bernilai  5,9431x 10^-5 cm sedangkan interferensi minimum bernilai 68146,292 x 10^-10 cm ini diperoleh dari rumus d sin θ =

Nilai ketebalan rambut yang diperoleh dari hasil analisis adalah berkisar 10,02 cm dan dari tabel hasil analisis dari beberapa data menunjukkan bahwa ketebalan rambut terletak antara 10,02 cm sampai 110,965 cm. Hal ini membuktikan bahwa interferensi berbanding lurus dengan jarak benda ke layar. Dimana semakin jauh benda dari layar maka nilai interferensi akan semakin besar. Begitupula ketebalan rambut, di sini dapat juga terlihat bahwa ketebalan rambut berbanding lurus dengan nilai ordenya dan panjang gelombangnya.

 

2.    KESIMPULAN

 

Kesimpulan yang dapat ditarik dari pengamatan percobaan kali ini adalah sebagai berikut:

1.      Rambut yang berukuran sangat kecil dapat diukur ketebalannya dengan menggunakan laser karena laser merupakan alat ukur yang skalanya kecil, dan proses yang terjadi dalam penentuan ketebalan rambut yaitu difraksi dan interferensi

2.      Cara pengukuran ketebalan rambut menggunakan sinar laser adalah dengan menembakkan cahaya terhadap sasaran (rambut). Kemudian melihat pola interferensi pada layar.

 

3.    SARAN

 

Adapun saran yang dapat disampaikan dalam percobaan ini yaitu agar praktikan serius dalam melakukan percobaan agar hasil yang diperoleh maksimal.

 

  DAFTAR PUSTAKA

 

Anonim, 2011, Penuntun Praktikum Gelombang dan Optik, Universitas Haluoleo, Kendari

Bueche J. Frederick, 2000, Fisika Edisi Kedelapan. ITB: bandung.

http://eprints.undip.ac.id/1627/1/Difraksi_Fraunhofer_Sebagai_Metode_Alternatif_Sederhana_untuk_Spektroskopi.pdf