suatu jurnal ilmiah Inggris dinyatakan bahwa radiasi ultraviolet UV dibagi atas empat
bagian utama. Vacuum UV, UV-C. UV-B dan UV-A. Vacuum UV adalah radiasi dengan
panjang gelombang kurang dari 200 nm. UV-C yaitu radiasi pada rentang 200-280 nm.
Baik vacuum UV maupun UV-C tidak ada yang mencapai permukaan bumi karena
adanya hamburan Rayleigh di atmosfer dan absorbsi ozon. UV-B yaitu gelombang
elektromagnetik yang menurut literatur ilmiah memiliki panjang gelombang 280-320 nm dan
menurut ICI International Commision on Illumination
memiliki rentang
panjang gelombang 280-315 nm. Radiasi UV-B
mengakibatkan kerusakan yang tidak separah UV-C. Sedangkan UV-A mempunyai rentang
panjang gelombang 315-400 nm. UV-A relatif tidak mengalami atenuasi sehingga dapat
mencapai permukaan bumi.
9
UV dibagi menjadi tiga yaitu : UV-dekat 400 - 300 nm, UV-jauh 300-200 nm dan
UV-ekstrim di bawah 200 nm, ketiganya biasa dikenal juga sebagai UV-A, UV-B dan
UV-C. Sumber alamiah terpenting untuk radiasi
UV adalah
matahari yang
memancarkan gelombang elektromagnetik semua panjang gelombang. Radiasi UV dari
matahari terutama ada di UV-dekat dan sedikit di UV-jauh.
8
UV-C memiliki
efek radiasi
yang berbahaya dan mematikan, terutama terhadap
kehidupan organisme bersel satu seperti bakteria dan protozoa. Sifat ini kemudian
dimanfaatkan dalam proses strelisasi di bidang industri maupun kedokteran. Jika dosisnya
berlebihan maka mikroorganisme seperti plankton terhambat seluruh kegiatannya, hal
ini sangat berbahaya terhadap kesetimbangan ekosistem mengingat plankton adalah sumber
makanan kehidupan laut. Dapat dibayangkan apa yang terjadi pada organisme lain yang
berada dalam rantai makanannya. Bagi manusia UV-C dapat menimbulkan eritema,
yaitu memerahnya kulit. Jika dosisnya berlebihan, UV-C dapat menimbulkan kanker
kulit, katarak dan menurunnya daya tahan tubuh.
8
Vacuum UV secara alamiah banyak berasal dari ruang antar bintang, panjang
gelombangnya dapat mencapai 90 nm. Tidak ada pengaruh vacuum UV sebagai sinar
kosmis terhadap kehidupan di bumi karena semua gas dalam atmosfer mampu menahan
seluruh radiasinya.
8
Sumber UV buatan misalnya adalah lampu merkuri. Panjang gelombangnya berkisar
antara 320 - 400 nm, jadi termasuk dalam UV-A atau biasanya dikenal sebagai cahaya
hitam. UV-A di dalam lampu ini mampu
membuat zat-zat pada dinding lucutannya berpendar mengeluarkan cahaya tampak
sebagai lampu penerangan.
8
2.6 Sensor Kristal Fotonik
Kristal fotonik adalah material dielektrik yang memiliki indeks bias atau permitivitas
berbeda secara periodik, sehingga dapat mencegah
perambatan cahaya
dengan frekuensi dan arah tertentu.
10
Kristal fotonik paling sederhana terbuat dari dua medium
berseling yang transparan dengan indek bias yang berbeda.
11
Kristal fotonik
dalam penjalaran
gelombangnya dapat dibedakan menjadi kristal fotonik satu dimensi, dua dimensi dan
tiga dimensi seperti terlihat pada Gambar 2.
12
Gambar 2. Bentuk kristal fotonik berdasarkan arah penjalaran gelombang
12
Gambar 3. Hubungan transmitansi kristal fotonik satu dimensi tanpa defect
13
Gambar 4. Model kristal fotonik satu dimensi dengan dua defect
14
Gambar 5. Hubungan transmitansi kristal fotonik satu dimensi dengan defect
13
Gambar 6. Ilustrasi perangkat sensor kristal fotonik mendeteksi larutan
14
Kedua defect pada kristal fotonik 1 dimensi menunjukkan posisi photonic pass
band PPB dan photonic band gap PBG yang dapat divariasikan dengan mengubah
nilai indeks bias dan ketebalan masing-masing defect. Defect berperan sebagai regulator dan
reseptor. Dengan mengubah defect yang berperan
sebagai regulator,
dapat menyebabkan terjadinya perubahan panjang
gelombang yang dilewatkan oleh kristal fotonik
perubahan PPB.
Sedangkan perubahan pada defect yang berfungsi sebagai
reseptor mengubah nilai transmitansi. Aplikasi kristal fotonik satu dimensi yang diterapkan
adalah fenomena PPB dengan variasi indeks bias defect kedua reseptor yang berupa
sampel gas.
15
2.7
Metode Spektroskopi dan Hukum Beer-Lambert
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. Interaksi dari energi radiasi dengan bahan adalah
merupakan dasar dari teori spektroskopi. Radiasi yang berasal dari sinar terdiri dari
beberapa panjang gelombang dari yang sangat pendek sampai yang sangat panjang.
16
Spektrofotometer adalah instrumen yang digunakan untuk menghasilkan spektrum
optik, baik
spektrum emisi,
spektrum absorpsi, spektrum transmisi dari sebuah
benda atau objek.
17
Spektroskopi UV-Vis
adalah teknik
analisis spektroskopik yang memakai sumber REM radiasi elektromagnetik ultraviolet
dekat 190-380 nm dan sinar tampak 380-780 nm dengan memakai instrumen
spektrofotometer.
Spektroskopi UV-Vis
melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga
spektroskopi UV-Vis lebih banyak dipakai untuk
analisis kuantitatif
dibandingkan kualitatif.
18
Susunan komponen dan prinsip kerja dari spektrofotometer ditunjukan pada Gambar 7
sumber cahaya polikromatik dihasilkan dari sumber cahaya, kemudian dilewatkan pada
monokromator prisma atau kisi difraksi sehingga menjadi cahaya monokromatik,
cahaya diteruskan pada sampel sehingga intensitas cahaya berkurang karena adanya
penyerapan oleh sampel kemudian dideteksi oleh fotodetektor dan diproses beserta
ditampilkan pada interface komputer.
17
Menurut hukum beer-lambert, serapan berbanding lurus dengan ketebalan bahan
yang disinari dan hanya berlaku untuk cahaya monokromatik dan larutan yang encer.
19
Berkas cahaya yang datang pada medium dengan daya Po dan yang menembus medium
dengan daya P. Jumlah sinar yang diserap atau diteruskan
oleh suatu
larutan adalah
merupakan suatu fungsi eksponensial dari konsentrasi larutan dan ketebalan larutan yang
disinari.
16
Transmitansi didefinisikan sebagai nisbah daya cahaya yang ditransmisikan melewati
sampel terhadap daya cahaya datang, yang diukur pada panjang gelombang yang sama
Gambar 2.
….. 2.1 Keterangan :
T = Transmitansi P = Daya
cahaya setelah
menembus medium atau bahan watt
Po = Daya cahaya yang datang watt
Gambar 7. Pengaturan alat spektrofotometer
17
Gambar 8. Prinsip penyerapan cahaya
20
