1

PEMANFAATAN KAMERA DIGITAL UNTUK MENGGAMBAR PANJANG GELOMBANGSPEKTRUM BERBAGAI JENIS LAMPU

Bidayatul Armynah1,*, Paulus Lobo Gareso1, Hardiyanti Syarifuddin

1Universitas Hasanuddin

UTILIZATION DIGITAL CAMERATO DRAWSPECTRUMWAVELENGTH VARIOUS

KIND OF LAMPS

Bidayatul Armynah1,*, Paulus Lobo Gareso1, Hardiyanti Syarifuddin

1Hasanuddin University

Penelitian panjang gelombang spektrum dari berbagai jenis lampu, yaitu lampu Pijar (putih, orange, kuning, hijau, biru), LampuNeon (Spiral, Esensial), dan Lampu Halogen dilakukan dengan menggunakan Software Matlab. Masing-masing garis pada spektrummemiliki panjang gelombang yang berbeda-beda. Penelitian ini memanfaatkan kisi untuk melihat garis-garis spektrum dan kameradigital untuk merekam garis-garis spektrum kemudian dianalisis. Hasil analisis masing-masing lampu memiliki panjang gelombangdan intensitas yang berbeda-beda. Panjang gelombang dari lampu Pijar dari 381,5nm sampai dengan 751,2 nm, lampu Neon dari351,4 nm sampai dengan 698,2 nm dan pada lampu halogen memiliki panjang gelombang dari 371,3 nm sampai dengan 697,7 nm.Kata Kunci: Lampu, Garis Spektrum, Kisi, Kamera Digital

The wavelength of several lamps; Incandescent lamps (white, orange, yellow, green, and blue), neon lamps (spiral, essential) andhalogen lamps have been investigated using a Matlab Software. Each line of the spectrum have a different wavelength. In this study,the lattice was utilized to look the spectral lines as well as a digital camera was used to record the spectral lines. The result showedthat each of lamp has different wavelength and intensity. The wavelength of incandescent lamp was varried from 381.5 nm to 751.2nm, neon lamps from 35.4 nm to 698.2 nm, while the halogen lamp has the wavelength from 371.3 nm to 697.7 nm.

Keywords: Lamp, Line Spectral, Lattice, Digital Camera

PENDAHULUAN

Cahaya putih adalah kombinasi cahaya dari panjanggelombang yang berbeda. Ketika melewati prisma,cahaya putih menyebar berdasarkan panjanggelombang penyusunnya dan menghasilkan sebuahspektrum.[1]

Lampu pijar merupakan sumber cahaya buatan yangdihasilkan melalui penyaluran arus listrik lewatfilamen, yang kemudian memanas dan menghasilkancahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panastersebut menghalangi udara untuk berhubungandengannya, sehingga filamen tidak akan langsungrusak akibat teroksidasi.[2]

Lampu halogen merupakan sebuah lampu pijardimana sebuah filamen wolfram disegel didalamsampul transparan kompak yang diisi dengan gaslembam dan sedikit unsur halogen seperti iodin ataubromin.[3]

Lampu neon yang berisi tiga jenis zat kimia yaknineon, argon, dan krypton merupakan salah satutabung gas yang memancarkan cahaya.[4]

Penggambaran spektrum cahaya dapat dilakukandengan metode lebih sederhana dibandingkandengan spektrometer terkini, yaitu denganmenggunakan kisi dan kamera digital dimanapanjang gelombang dan intensitas lampu tergantungwarna dan terangnya suatu spektrum lampu.Penelitian ini dilakukan berdasarkan pemanfaatanspektrum panjang gelombang dari berbagai jenislampu.

TEORI

A. Warna

Warna dapat didefinisikan sebagai bagian

dari pengalamatan indera pengelihatan, atau

sebagai sifat cahaya yang dipancarkan. Proses

terlihatnya warna adalah dikarenakan adanya

cahaya yang menimpa suatu benda, dan benda

2

tersebut memantulkan cahaya ke mata (retina)

kita hingga terlihatlah warna.

B. Lampu

a. Lampu Pijar

Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan

yang dihasilkan melalui penyaluran arus

listrik melalui filamen yang kemudian

memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca

yang menyelubungi filamen panas tersebut

menghalangi udara untuk berhubungan

dengannya sehingga filamen tidak akan

langsung rusak akibat teroksidasi. Lampu

pijar dipasarkan dalam berbagai macam

bentuk dan tersedia untuk tegangan (voltase)

kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt

hingga 300 volt.[5]

b. Lampu Halogen

Lampu halogen pada hakikatnya adalah

sebuah variasi atas lampu pijar standar,

bukan lampu pendar. Sebuah lampu pijar

berisi sebuah filamen tungsten yang

dilindungi oleh sebuah bola kaca yang juga

diisi gas. Ketika arus listrik dinaikkan,

filamen mengalami pemanasan sangat tinggi

sampai berpijar dan memancarkan cahaya

putih. Dalam bola lampu pijar biasa, gas di

dalamnya adalah gas lembab (tidak reaktif)

seperti argon atau kripton dengan tambahan

sedikit nitrogen. Tugas halogen dalam bola

lampu pijar adalah menurunkan laju

penguapan tungsten dengan cara yang sangat

menarik. Mula-mula uap Iodium bereaksi

dengan atom-atom tungsten yang menguap

sebelum mereka sempat mengembun di

bawah permukaan kaca kemusian mengubah

merekan menjadi tungsten iodida, senyawa

kimia berwujud gas. Molekul-molekul

tungsten iodida selanjutnya melayang-

layang dalam bola lampu sampai bertemu

dengan filamen yang sedang berpijar.[6]

c. Lampu Neon

Lampu neon atau lampu pendar, juga disebut

neon adalah lampu yang menghasilkan

cahaya seperti lampu uap raksa bertekanan

rendah dan yang biasanya digunakan untuk

penerangan rumah tangga dan industri.

Keuntungan utama dibandingkan jenis lain

seperti lampu pijar, adalah efisiensi energi.[7]

C. Kisi

Kisi difraksi merupakan suatu piranti atau alat

optik yang terdiri dari serangkaian aperatur dan

digunakan untuk mengubah atau menghasilkan

panjang gelombang yang didifraksikan dengan

cara mengatur perioda atau jarak antar celah

atau sudut cahaya datang.[8]

D. Matlab R2010a

a. Signal Processing

Signal processing toolbox berfungsi untuk

menyederhanakan banyak komputasi yang

diperlukan untuk menyelesaikan masalah-

masalah umum dimana akan membahas

konsep dasar dengan mengorganisasikan

fungsi-fungsi yang ada.

b. Image processing

.Operasi image processing dibagi menjaditiga kelas berbasiskan informasi yangdibutuhkan untuk melakukan transformasi.Dari tingkat yang paling kompleks ke yangsederhana, yaitu :

- Transform. Mewakili nilai pixel akan tetapipada bentuk yang masih sama. Transformdapat berefek pada algoritma yang sangatcepat dan efisien.

- Neighbourhood processing. Mengubahgreylevel pada masing-masing pixel.

- Point Operation. Mengubah nilai dari greyvalue pada masing-masing pixel

c. Citra RGBRGB2GRAY merupakan konversi gambar RGBatau colormap ke Grayscale. RGB2GRAY akanmengkonversi gambar ke grayscale denganmenghilangkan saturasi warna dan informasisementara, tapi akan tetap mempertahankanpencahayaan.[9]

METODE PENELITIAN

Pada eksperimen ini kamera digital dipasang tepatpada sudut kisi difraksi. Kemudian lampu beradapada jarak 3 cm dari kisi. Sumber cahaya yangsudah segaris dilihat dari sinar utama yang masukmengenai kisi difraksi. Lensa di letakkan di dekatkisi untuk memfokuskan cahaya agar berkas cahayanya tidak menyebar. Dengan demikian, spektrumcahaya dapat diterima oleh kamera digital. Posisikamera, kisi difraksi, dan sumber cahaya dipasangtetap. Setelah semuanya dipasang, kemudian sumbercahaya dinyalakan. Pancaran cahaya yang sejajar

3

masuk ke lensa kamera digital kemudian direkamdalam bentuk digital. Eksperimen ini dilakukansecara bergantian dari beberapa sumber cahayadengan posisi tetap. Hasil dari rekaman kameradigital disimpan dalam bentuk file kemudiandianalisis menggunakan Matlab. Analisismenggunakan matlab mengubah foto spektrummenjadi grafik intensitas terhadap pixel. Kemudiandikalibrasi menggunakan standar panjanggelombang dari sumber cahaya sehingga didapatkangrafik intensitas terhadap panjang gelombang.

Gambar 1. Susunan alat penelitian

HASIL DAN DISKUSI

Pada gambar IV.2, IV.3, IV.4 menunjukkan adanyaperbedaan warna-warna yang muncul dari lampu-lampu atom setelah melewati kisi 100 mm/lines.Spektrum lampu pijar, neon, halogen pada gambarIV.4,IV.5,IV.6 di analisis ke dalam matlab denganmengkonversi gambar sehingga didapatkan grafikperbandingan intensitas terhadap nomor pixel.

Spektrum Lampu Pijar

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)Gambar IV.2. Hasil Spektrum cahaya yang diambil

menggunakan kamera digital Sonydengan ukuran gambar 5 megapikseldengan menggunakan lampu pijarPhilips 15 watt. (a) Lampu Pijar putih,(b) Lampu Pijar Orange, (c) LampuPijar Kuning, (d) Lampu Pijar Hijau,

(e) Lampu Pijar Biru. (Gambar telahdiperkecil dan dipotong)

Spektrum Lampu Neon

(a)

(b)Gambar IV.3. Hasil Spektrum cahaya lampu neon

yang diambil menggunakan kameradigital Sony dengan ukuran gambar 5megapiksel. (a) Lampu neonphilipsjenis Spiral sebesar 20 watt, (b)Lampu neonphilips jenis Esensialsebesar 18 watt. (Gambar telahdiperkecil dan dipotong)

Spektrum Lampu Halogen

Gambar IV.4. Hasil Spektrum cahaya lampuHalogen 25 watt yang diambilmenggunakan kamera digital Sonydengan ukuran gambar 5 megapiksel.(Gambar telah diperkecil dan dipotong)

Grafik Intensitas terhadap nomor pixel pada lampupijar

IV.5(a)

(b)

4

(c)

(d)

(e)

Gambar IV.5. Grafik Intensitas terhadap nomorpixel (a) Lampu Pijar putih, (b)Lampu Pijar Orange, (c) Lampu PijarKuning, (d) Lampu Pijar Hijau, (e)Lampu Pijar Biru.

Grafik Intensitas terhadap nomor pixel pada lampuNeon

IV.6 (a)

(b)Gambar IV.6. Grafik Intensitas terhadap nomor

pixel (a) Lampu Pijar putih, (a)Lampu neon berjenis spiral, (b) lampuneon berjenis essential

Grafik Intensitas terhadap nomor pixel pada lampuHalogen

Gambar IV.7. Grafik Intensitas terhadap nomorpixel lampu halogen.

Pada Gambar IV.5, IV.6, IV.7 Memperlihatkan hasilgrafik spektrum warna yang dihasilkan pada masing-masing lampu dari titik 0 sampai 256 memilikiintensitas yang berbeda-beda, tergantung terang nyamasing-masing warna spektrum. Untukmendapatkan grafik intensitas terhadap panjanggelombang terlebih dahulu dicari fungsi grafikpanjang gelombang terhadap nomor pixel. Dimanadiperoleh dari referensi panjang gelombangmasing-masing lampu yaitu lampu pijar,neon danhalogen dengan memenuhi fungsi grafik axe +bx+c.

5

Grafik Intensitas terhadap panjang gelombanglampu pijar.

IV.8 (a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Gambar IV.8. Grafik Intensitas terhadap panjanggelombang (a) Lampu Pijar putih, (b)Lampu Pijar Orange, (c) Lampu PijarKuning, (d) Lampu Pijar Hijau, (e)Lampu Pijar Biru.

Grafik Intensitas terhadap panjang gelombanglampu neon.

IV.9 (a)

0

100

200

300

400

500

600

700

38

1.5

43

5.1

48

8.8

54

2.4

59

6.1

64

9.7

70

3.4

inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampu PijarPutih

0

50

100

150

200

250

300

350

38

1.5

42

7.9

47

4.3

52

0.7

56

7.1

61

3.5

65

9.9

70

6.3

Lampu Pijar Orange

Lampu PijarOrange

0

100

200

300

400

38

1.5

43

5.1

48

8.8

54

2.4

59

6.1

64

9.7

70

3.4

Inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampu PijarKuning

0

50

100

150

200

250

300

350

400

38

1.5

43

5.1

48

8.8

54

2.4

59

6.1

64

9.7

70

3.4

Inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampu PijarHijau

050

100150200250300350400450500

38

1.5

43

5.1

48

8.8

54

2.4

59

6.1

64

9.7

70

3.4

Inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampu PijarBiru

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

35

1.4

40

9.8

46

8.3

52

6.8

58

5.3

64

3.8

Inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampu NeonSpiral

6

(b)Gambar IV.9. Grafik Intensitas terhadap panjang

gelombang (a) Lampu neon berjenisspiral. (b) lampu neon berjenisessensial.

Grafik Intensitas terhadap panjang gelombanglampu halogen.

Gambar IV.10. Grafik Intensitas terhadap panjanggelombang pada lampu halogen.

Terlihat jelas grafik IV.8, IV.9, dan IV.10menunjukkan bahwa spektrum mempunyai panjanggelombang yang berbeda-beda tergantung pada garisspektrum lampu masing-masing lampu. Dimanasetiap garis spektrum pada lampu pijar, neon, danhalogen masing-masing memiliki nilai puncakgelombang yang berbeda-beda. Hal ini disebabkankarena terangnya warna spektrum pada masing-masing lampu tersebut diantara warna spektrumyang lainnya.

KESIMPULAN

Telah dimanfaatkan kamera digital untukmerekam spektrum dari berbagai jenis lampu yaitulampu Pijar ( Putih, orange, kuning, hijau, biru) ,Lampu Neon (Spiral dan Esensial) dan LampuHalogen.

Panjang gelombang spektrum yang dihasilkandari berbagai jenis lampu bermacam-macam, dimanapanjang gelombang pada jenis lampu pijar yaitu dari381,5nm sampai dengan 751,2 nm, pada lampuNeon mulai dari 351,4 nm sampai dengan 698,2 nmdan pada lampu halogen memiliki panjanggelombang dari 371,3 nm sampai dengan 697,7 nm.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Endarko, dkk. 2008. Fisika Jilid 3 Teknologi.Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah MenengahKejuruan, Direktorat Jenderal ManagemenPendidikan Dasar dan Menengah, DepartemenPendidikan Nasional.

[2] Romario, Frans. 2012. Pengaturan IntensitasCahaya Menggunakan Transistor. Fakultas Teknik.Universitas Sultan Ajeng Tirtayasa.

[3] Djafar, Ilham. 2012. Lampu. Diakses tanggal 23April 2013.

[4] Afriadi,Meiriza. 2012. Sifat Partikel dariCahaya. Universitas Sriwijaya. Diakses tanggal 23April 2013.

[5] SN, Wan Muhammad. 2010. Lampu Pijar.Diakses tanggal 23 April 2013.

[6] Amirla L, Kuswanto H, Purwanto A. SpektrumCahaya. Yogyakarta: Jurusan Fisika FMIPAUNY,2006.

[7] Rusdi,Putu Ariawan.2010. Sifat dan ManfaatGas Neon. Universitas Udayana: Jurusan TeknikElektro. Diakses tanggal 2 Mei 2013.

[8] Halliday, David dan Resnick. Fisika Jilid 1.Jakarta : Erlangga.

[9] Wijaya, Marvin dan Agus Prijono. 2008.Pengolahan Citra Digital Menggunakan Matlab.Bandung.

0

200

400

600

800

35

1.4

40

1.7

45

2.0

50

2.3

55

2.6

60

3.0

65

3.3

Inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampuEsensial

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

37

1.3

41

8.6

46

6.0

51

3.4

56

0.7

60

8.1

65

5.4

Inte

nsi

tas

Panjang Gelombang (nm)

SpektrumLampuHalogen

7