SPEKTROSKOPI

KONSEP DASAR SPEKTROSKOPI 

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Radiasi cahaya atau elektromagnet dapat dianggap menyerupai gelombang. Beberapa sifat fisika cahaya paling baik diterangkan dengan ciri gelombangnya, sedangkan sifat lain diterangkan dengan sifat partikel. Jadi cahaya dapat bersifat ganda. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana “cahaya tampak” digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisis kualitatif dan kuantitatif. Diagram suatu gelombang yang ditandai dengan ciri yang penting dapat dilihat dalam gambar berikut :

 

·         λ = panjang gelombang, yaitu jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu siklus (Cycle), dengan satuan : satuan panjang/ siklus

·         A = amplitude gelombang, yaitu perpindahan maksimum dari poros horizontal, satuan : satuan panjang

·         T = periode, waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus sempurna, satuan : detik/ siklus

·         Ʋ = frekuensi osilasi, jumlah siklus dalam tiap detik, satuan : siklus/detik atau Hertz. 

Hubungan antara panjang gelombang (λ) dan frekuensi (Ʋ) gelombang cahaya adalah:

Ʋ λ = c,

dimana c adalah kecepatan cahaya (3,0 x 108 m/s)

 

Cahaya yang dapat dilukiskan sebagai gelombang osilasi dapat juga dianggap sebagai aliran paket energi atau foton. Enegi foton dapat dirumuskan melalui persamaan Planck sebagai :

E = h Ʋ

dimana h adalah tetapan Planck, nilainya 6,63 x 10-34 joule sekon

 

Selanjutnya bilangan gelombang Ʋ , adalah ciri gelombang yang berbanding lurus dengan energi, sebagai jumlah gelombang percentimeter :

Ʋ = 1/ λ

Radiasi elektromagnet dibagi dalam beberapa daerah yang disebut daerah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, sinar tampak, ultraviolet, dan sinar-X. Hubungan antara panjang gelombang, bilangan gelombang, frekuensi, dan energi dengan tiap daerah ini dapat dilihat pada gambar di bawah :

 

Gambar Spektrum Cahaya Tampak (Visible Light)

 

 

Jika cahaya continue (yaitu cahaya yang terdiri dari semua panjang gelombang yang mungkin, misal cahaya matahari) dilewatkan melalui sebuah prisma, cahaya akan terdispersi. Jika panjang gelombang terdispersi ini dilewatkan melalui sel yang mengandung sampel atom atau molekul, cahaya yang keluar tidak continue lagi. Beberapa dari gelombang cahaya berantaraksi dengan dan terabsorpsi oleh atom atau molekul yang terdapat dalam sel. Panjang gelombang yang hilang dapat dideteksi dengan menjatuhkan sinar yang keluar dari sel sampai pada pelat fotografi atau alat pendeteksi lainnya. Cara ini disebut spektroskopi absorpsi dan gambar yang tercatat adalah spektrum. Suatu garis spektrum adalah panjang gelombang dimana cahaya telah diabsorpsi.

Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya.

Beberapa macam teknik spektroskopi cahaya dasar:

• ·Spektroskopi emisi : pengukuran spektrum frekuensi suatu sumber cahaya
• Spektroskopi absorbsi : pengukuran spektrum serapan cahaya dari suatu atom, molekul atau bahan