Spektrometer : Pengertian, Jenis, dan Fungsi Spektrometer
Anda mungkin tidak familiar dengan istilah "spektrometer", terutama jika Anda lebih familiar dengan mikroskop dalam bidang ilmu alam seperti kimia, fisika, dan astronomi. Alat optik yang digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan intensitas cahaya adalah spektrometer.
Spektrometer : Pengertian, Jenis, dan Fungsi Spektrometer
Pengertian Spektrometer
Alat optik yang digunakan untuk menganalisis spektrum cahaya sebuah substansi adalah spektrometer. Karena spektrum cahaya setiap substansi berbeda, alat ini memungkinkan kita untuk mengetahui komposisi kimia substansi tersebut. Suatu bahan harus dipanaskan hingga menjadi gas, yang akan menyoroti cahaya putih untuk mendapatkan spektrum cahayanya.
Perlu diingat bahwa orang sering bingung antara spektrometer dan spektrofotometer karena meskipun keduanya digunakan dengan cara yang sama, spektrometer memiliki cakupan yang lebih luas daripada spektrofotometer.
Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang spektrometer, mari kita pelajari beberapa istilah yang terkait:
1. Spektrometri
Spektrometri, termasuk spektrometri sinar gamma, spektrometri sinar-X, spektrometri UV-Vis, spektrometri IR, spektrometri Resonansi Magnetik Inti (NMR), spektrometri Raman, dan lainnya, adalah metode yang menggunakan spektroskopi untuk mengukur jumlah atau konsentrasi suatu substansi.
2. Spektroskopi
Spektrum astronomi, spektroskopi serapan atom, spektroskopi reflektansi, spektroskopi elektron paramagnetik, spektroskopi elektron, spektroskopi Fourier transform, spektroskopi laser, spektroskopi massa, spektroskopi Raman, dan spektroskopi sinar-X adalah beberapa contoh spektroskopi.
3. Spektrofotometri
Spektrofotometri, yang termasuk dalam spektroskopi elektromagnetik, adalah teknik yang mirip dengan spektrometri tetapi berfokus pada panjang gelombang tertentu seperti ultraviolet (UV), visible (VIS), dan inframerah (IR).
4. Spektrofotometri
Metode kolorimetri terdiri dari metode standar seri (seperti metode Nessler), metode kesetimbangan, metode pengenceran, dan metode standar sintetis. Metode kolorimetri menggunakan cahaya polikromatis sebagai detektor dan mata manusia sebagai detektor.
5. Fotografi
Metode analisis yang dikenal sebagai fotometri menggunakan detektor fotosel untuk mengukur absorbansi cahaya monokromatis oleh larutan berwarna. Ini digunakan untuk mengurangi kesalahan yang mungkin disebabkan oleh pengukuran visual yang dilakukan oleh mata manusia.
6. Alat Spektrometer
Dalam metode spektrometri, spektrometer digunakan untuk memecah cahaya putih menjadi spektrum cahaya melalui prisma.
7: Perangkat Spektrofotometer
Alat yang digunakan dalam teknik spektrofotometri menggabungkan prinsip fotometri dan spektrometer. Ini dapat dibagi menjadi spektrofotometer satu sinar dan dua sinar.
Sejarah Spektrometer
Ketika William Hyde Wollaston menemukan pada abad ke-19 bahwa spektrum optik matahari terdiri dari ratusan celah sempit yang tidak terhubung, sejarah spektrometer dimulai. Newton dan Von Fraunhofer kemudian melakukan penelitian yang mendukung temuan ini. Garis Fraunhofer adalah garis hitam yang diukur oleh Fraunhofer dalam spektrum matahari. Gustav Kirchhoff dan Robert Bunsen kemudian menemukan bahwa garis-garis hitam ini disebabkan oleh penyerapan elemen kimia dalam lapisan atas matahari.
Spektrometer sederhana pertama ditemukan pada tahun 1905. Ini memecah cahaya menjadi spektrum optik dengan menggunakan gesekan difraksi.
Jenis Spektrometer
Spektometer terbagi menjadi dua kategori utama: spektrometer berbasis prisma dan spektrometer pandang langsung. Kategori ini didasarkan pada bagian pendispersinya.
Dengan menggunakan prisma untuk memecah cahaya, spektrometer berbasis prisma harus dikalibrasi sebelum digunakan, tetapi mereka menghasilkan spektrum cahaya yang terang dan jelas. Nilai yang dihasilkan, bagaimanapun, tidak selalu linear.
Dengan hanya melihat spektrum melalui celah, spektrometer pandang langsung lebih sederhana. Meskipun resolusi yang dihasilkan sangat bagus, tidak semua warna cocok untuk foto.
Fungsi Spektrometer
Jenis spektroskopi menentukan fungsi spektrometer. Ini mengidentifikasi molekul atau atom, dan setiap molekul atau atom memiliki spektrum garis tersendiri. Alat ini sangat penting untuk menganalisis sampel dalam industri makanan, medis, dan kecantikan. Spektometer digunakan di bidang astronomi untuk mengumpulkan informasi tentang asal usul alam semesta dan menganalisis komposisi kimia planet dan bintang.
Komponen Spektrometer
Beberapa bagian penting terdiri dari :
- Teleskop yang terdiri dari lensa okuler dan lensa objektif untuk melihat spektrum cahaya.
- Lensa kolimator untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk.
- Meja spektrometer sebagai wadah prisma dengan sekrup pengatur.
- Skala utama dan skala nonius untuk menunjukkan sudut dispersi cahaya dan tingkat ketelitian.
Prinsip Kerja Spektrometer
Prinsip kerja spektrometer sederhana adalah bahwa cahaya putih ditembakkan melalui prisma, yang kemudian memecah cahaya menjadi spektrum cahaya.
Cara Menggunakan Spektrometer
Spektometer modern dengan fitur otomatis yang memudahkan pengguna tersedia saat ini. Namun, orang yang mungkin baru menggunakan spektrometer harus tahu cara menggunakannya terlebih dahulu. Sebagai contoh, cara menggunakan spektrometer adalah sebagai berikut:
- Pastikan kondisi sumber cahaya dalam keadaan optimal, dan sebagai referensi, Anda dapat memanfaatkan lampu jenis natrium.
- Pastikan bahwa spektrometer ditempatkan dengan presisi di depan sumber cahaya untuk memastikan cahaya dapat menuju langsung ke lensa kolimator.
- Lakukan proses kalibrasi.
- Lakukan pengukuran indeks bias dengan meletakkan cermin prisma.
- Pastikan garis spektrum terlihat dengan jelas pada setiap panjang gelombang dengan mengatur teleskop.
- Silakan sesuaikan posisi teleskop hingga benang silang dan garis spektrum menjadi berimpitan.
- Jika cahaya spektrum sudah terlihat dengan jelas, segera catat sudut dispersi yang terbentuk.
- Langkah terakhir, Anda dapat menghitung panjang gelombang dan indeks bias pada cermin prisma.