03_Pendahuluan Spektroskopi

  • View
    111

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of 03_Pendahuluan Spektroskopi

ANALISIS INSTRUMEN IPENDAHULUAN SPEKTROSKOPI

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Spektroskopi Spektroskopi : Ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi Jenis Spektroskopi : Absorpsi Emisi Refleksi Scattering Fluorosensi dan Fosforesensi

Analisis Instrumen I

Arie BS Arie BS

Radiasi Elektromagnetik (cahaya) : mempunyai sifat dualisme, sebagai GELOMBANG dan PARTIKEL (disebut foton atau quanta)

Pendahuluan Spektroskopi Jenis Spektroskopi :

Analisis Instrumen I

ABSORPSI

EMISI

REFLEKSI Arie BS Arie BS

SCATTERING

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Wavelength (amplitude): tinggi gelombang Frequency: jumlah gelombang per detik

Long waves = low frequency, low energy Short waves = high frequency and high energy y y yzz z x x x Electric Field Electric Field

Magnetic Field

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 1. Parameter Gelombang+

Wavelength ( )

Electric Field

Amplitude (A)

0

Periode (p)

Time or Distance

waktu yg diperlukan untuk oleh satu gelombang. Frequency ( ) jumlah gelombang tiap detik. = 1/p ( s-1 = Hz ) Amplitude (A) tinggi gelombang maksimum. Wavelength ( ) jarak antara 2 titik identik dalam satu gelombang.

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 2. Spektrum Elektromagnetik (EM)

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 2. Spektrum Elektromagnetik (EM)

E = hArie BS Arie BS

=c/

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 2. Spektrum Elektromagnetik (EM) Jenis metode spektroskopi berdasarkan radiasi EM:

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 3. Deskripsi Matematik Gel. EMGelombang elektromagnetik adalah fungsi sinus, bersifat aditif.

y = A sin (2 t + )

y1 = A sin 2 tField Strength (y)

y = electrical or magnetic field strength A = amplitude n = frequency t = time f = phase angle (0 - 360 or 0 - 2 radians)

y2 = A sin 2 t 90

0

2

3 2

2

5 2

Arie BS Arie BS

2 gelombang dengan = 90 or /2

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 4. Superposition of Waves Principle of superposition jika 2/lebih gelombang melewati pada space yg sama, akan terjadi interferensi yg bersifat aditif.

2 buah gelombang pada frekuensi sama, ttp berbeda dalam fase dan amplitudo.

y0

y0

Time Constructive Interference [ (f2 f1) = 0 or 360]

Timeterjadi jika 2 gelombang tsb fasenya sama

Destructive Interference beda [ (f2 f1) is 180]

terjadi jika 2 gelombang tsb fasenya

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 4. Superposition of Waves 2 gelombang EM yg beda frekuensi

The beat period (P) is dependent upon the difference in wavelengths (1/).

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 4. Superposition of Waves Jean Fourier (1768 1830) menunjukkan bahwa beberapa gerakan gelombang dapat dideskripsikan sbg jumlahan dari gel. SINUS dan COSINUS.

Contoh: square wave

Fourier TransformArie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 5. Diffraction of RadiationDiffraction -jika suatu gelombang melalui celah sempit, gelombang akan dibelokkan.

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 5. Diffraction of Radiation Thomas Young mendemonstrasikan sifat gelombang cahaya pada th 1880 menggunakan difraksi.

n = BC sin Arie BS Arie BS

atau

BC DE n = OE

n = order of interference

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 6. Coherence of Radiation 2 berkas sinar disebut KOHEREN, jika:

1.

Mempunyai panjang gelombang yg sama.

2.

Fasenya sama.

Field Strength (y)

0

2

3 2

2

5 2

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 7. Transmission of Radiation Bila gelombang cahaya memasuki material cair atau padat, maka kecepatannya akan melambat. Hal ini desebabkan karena osilasi medan listrik berinteraksi dengan elektron dari media, sehingga gelombang akan melambat.

Index of refraction ( i) ukuran tingkat interaksi antara zat dan radiasi yg ditransmisikan melalui zat tsb.i

= c/vi (>1)

rasio antara kecepatan dalam vakum dan media.

i = index of refraction c = speed of light (3.00 x 108 m/s) vi = velocity in the medium

bergantung pada frekuensi Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 7. Refraction of Electromagnetic media yg berbeda Bila radiasi EM Radiation akanmelintasi antardan kecepatannya. indeks biasnya ( ) berkas berubah arahi

1

M1

M2

2

sin v1 Hukum Snell 1 = = v2 sin 2 Jika dalam ruang 2 sin hampa (vakum) = 1, maka: 1 1 = sin 2 2 berlaku juga jika 1 adalah udara karena1

Arie BS Arie BS

vu ak m

= 1.00027

u ara d

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 8. Reflection of RadiationTerjadi bila radiasi EM datang pada interface diantara 2 media yg berbeda indeks biasnya pada arah 90, sebagian cahaya akan dipantulkan.

Ir I0 Ir

( 2= )2 I0 ( 12+ )2

1

I0 = intensitas radiasi yg datang Ir = intensitas radiasi yg dipantulkan

Arie BS Arie BS

Pendahuluan Analisis Spektroskopi Instrumen I A. RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 9. Scattering of RadiationPs Ps Ps Ps

Ps

Ps

Arie BS Arie BS

Tyndall Scattering - by colloids or very large molecules Rayleigh Scattering - by molecules or aggregates - same frequency - proportional to 4th power of freq. Raman Scattering - by molecules

Pendahuluan Spektroskopi B. ENERGY LEVELS

Analisis Instrumen I

Arie BS Arie BS

Materi selanjutnya.

ANALISIS INSTRUMEN ISPEKTROSKOPI UV-VIS