Apa Itu Spektrometer? Penggunaan, Jenis, dan Fungsi Spektrometer

Spektrometer - Mungkin Anda belum akrab dengan istilah "spektrometer," terutama jika Anda lebih familiar dengan mikroskop dalam konteks ilmu alam seperti astronomi, kimia, dan fisika. Spektrometer adalah alat optik yang digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan intensitas cahaya. Artikel ini akan memberikan informasi lebih rinci tentang alat ini.

Pengertian Spektrometer

Spektrometer adalah alat optik yang digunakan untuk menganalisis spektrum cahaya dari sebuah substansi. Hal ini memungkinkan kita untuk menentukan komposisi kimia substansi tersebut, karena setiap substansi memiliki spektrum cahaya yang unik.

Untuk mendapatkan spektrum cahaya suatu substansi, substansi tersebut harus dipanaskan hingga berubah menjadi gas, kemudian cahaya putih akan disorot kepadanya.

Perlu diperhatikan bahwa seringkali orang bingung antara spektrometer dan spektrofotometer, meskipun keduanya memiliki kesamaan dalam penggunaan, spektrometer memiliki cakupan yang lebih luas daripada spektrofotometer.

Untuk memahami lebih baik tentang spektrometer, mari kita kenali beberapa istilah terkait:

1. Spektrometri

Spektrometri adalah teknik yang digunakan untuk mengukur jumlah atau konsentrasi suatu substansi berdasarkan spektroskopi. Ini mencakup spektrometri sinar gamma, spektrometri sinar-X, spektrometri UV-Vis, spektrometri IR, spektrometri Resonansi Magnetik Inti (NMR), spektrometri Raman, dan lainnya.

2. Spektroskopi

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi, energi, sinar, dan benda. Jenis spektroskopi termasuk spektroskopi astronomi, spektroskopi serapan atom, spektroskopi reflektansi, spektroskopi elektron paramagnetik, spektroskopi elektron, spektroskopi Fourier transform, spektroskopi laser, spektroskopi massa, spektroskopi Raman, dan spektroskopi sinar-X.

3. Spektrofotometri

Spektrofotometri adalah teknik yang mirip dengan spektrometri, tetapi terfokus pada panjang gelombang tertentu, seperti ultraviolet (UV), visible (VIS), dan inframerah (IR). Ini termasuk dalam spektroskopi elektromagnetik.

4. Kolorimetri

Kolorimetri adalah teknik analisis kimia yang berdasarkan kesamaan warna antara larutan standar dan sampel dengan menggunakan sumber cahaya polikromatis dan mata manusia sebagai detektor. Metode kolorimetri meliputi metode standar seri (misalnya, metode Nessler), metode kesetimbangan, metode pengenceran, dan metode standar sintetis.

5. Fotometri

Fotometri adalah teknik analisis yang berdasarkan pengukuran absorbansi cahaya monokromatis oleh larutan berwarna menggunakan detektor fotosel. Ini digunakan untuk mengurangi kesalahan yang mungkin disebabkan oleh pengukuran visual dengan mata manusia.

6. Spektrometer

Spektrometer adalah alat yang digunakan dalam teknik spektrometri. Ini memecah cahaya putih menjadi spektrum cahaya melalui prisma.

7. Spektrofotometer

Spektrofotometer adalah alat yang digunakan dalam teknik spektrofotometri, menggabungkan prinsip spektrometer dan fotometri. Ini dapat dibagi menjadi spektrofotometer single beam dan double beam.

Sejarah Spektrometer

Sejarah spektrometer dimulai pada abad ke-19, ketika William Hyde Wollaston menemukan bahwa spektrum optik matahari terdiri dari ratusan celah sempit yang tidak terhubung. Temuan ini kemudian diperkuat oleh penelitian Isaac Newton dan Josef Von Fraunhofer. Fraunhofer mengukur panjang gelombang dari garis-garis hitam dalam spektrum matahari, yang disebut garis Fraunhofer. Gustav Kirchhoff dan Robert Bunsen kemudian mengaitkan garis-garis hitam ini dengan elemen kimia, menunjukkan bahwa mereka disebabkan oleh penyerapan elemen-elemen kimia dalam lapisan atas matahari.

Pada tahun 1905, spektrometer sederhana pertama ditemukan, menggunakan gesekan difraksi untuk memecah cahaya menjadi spektrum optik.

Jenis-Jenis Spektrometer

Berdasarkan bagian pendispersinya, spektrometer dapat dibagi menjadi dua jenis utama: spektrometer berbasis prisma dan spektrometer pandang langsung.

Spektrometer berbasis prisma menggunakan prisma untuk memecah cahaya. Prisma ini harus dikalibrasi sebelum digunakan, tetapi spektrometer ini menghasilkan spektrum cahaya yang jelas dan terang. Namun, nilai yang dihasilkan tidak selalu linear.

Spektrometer pandang langsung lebih sederhana, dengan hanya melihat spektrum melalui celah spektrometer. Resolusi yang dihasilkan sangat baik, tetapi tidak semua warna cocok untuk pengambilan gambar.

Fungsi Spektrometer

Spektrometer memiliki berbagai fungsi, tergantung pada jenis spektroskopinya. Ini digunakan untuk mengidentifikasi molekul atau atom, dan setiap molekul atau atom memiliki spektrum garis yang unik. Alat ini sangat penting dalam industri makanan, medis, dan kecantikan untuk menganalisis sampel. Di bidang astronomi, spektrometer digunakan untuk menganalisis komposisi kimia bintang dan planet serta mengumpulkan data tentang asal usul alam semesta.

Bagian-Bagian Spektrometer

Spektrometer terdiri dari beberapa bagian penting:

• 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 cahaya putih ditembakkan melalui prisma, yang kemudian memecahnya menjadi spektrum cahaya.

Cara Menggunakan Spektrometer

Saat ini sudah banyak tersedia spektrometer modern dengan fitur otomatis yang memudahkan penggunanya. Tetapi, bagi orang yang mungkin baru menggunakan spektrometer tentu harus mengetahui terlebih dahulu cara penggunaannya. 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.

Semoga penjelasan ini membantu Anda memahami spektrometer dengan lebih baik. Jika Anda memiliki pertanyaan atau ingin berdiskusi lebih lanjut, jangan ragu untuk meninggalkan komentar.