Intensitas cahaya adalah istilah yang digunakan untuk mengukur kekuatan atau jumlah cahaya yang dihasilkan oleh sumber lampu tertentu. Intensitas cahaya menggambarkan ukuran kekuatan tertimbang panjang gelombang yang dipancarkan oleh sumber cahaya.
Umumnya, intensitas cahaya diukur dengan menggunakan fotometer. Fotometer adalah jenis alat ukur yang digunakan untuk mengukur kekuatan radiasi elektromagnetik dalam rentang dari ultraviolet hingga inframerah, termasuk spektrum visible.
Alat ini umumnya merupakan transduser yang mengubah arus listrik menjadi indikasi mekanis, misalnya penunjuk yang bergerak melintasi dial (indikator).
Sumber arus berasal dari sel selenium, yang menghasilkan arus ketika cahaya jatuh di atasnya, atau mungkin sumber permanen, seperti baterai, dimana arus melewati sel cadmium sulfida dengan resistensi yang bervariasi dengan jumlah cahaya yang jatuh di atasnya.
Ada 4 jenis fotometer yang umum digunakan, diantaranya:
1. Visible Light Reflectance Photometer
Visible Light Reflectance Photometer adalah fotometer yang mengukur reflektansi permukaan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Permukaan umumnya disinari dengan cahaya putih, dan cahaya yang dipantulkan diukur setelah melewati monokromator.
Jenis pengukuran pada fotometer ini biasanya diaplikasikan pada industri cat untuk mengkarakterisasi warna permukaan secara objektif.
2. UV-Visible Photometer
UV-Visible Photometer adalah jenis fotometer untuk mengukur penyerapan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada zat berwarna dalam larutan.
Dalam jenis fotometer ini, hukum Beer digunakan untuk menghitung konsentrasi zat berwarna dalam larutan. Alat ini merupakan instrumen utama yang digunakan khususnya dalam bidang biokimia dan kimia analitik.
Panjang gelombang yang dapat diterima oleh alat ini adalah sekitar 240 nanometer (nm) hingga 750 nm. Prinsip kerja dari alat ini adalah cahaya monokromatik dibiarkan melewati wadah (yang mengandung sel/komponen tertentu) dengan jendela datar optik berisi larutan.
Kemudian cahaya yang tembus dideteksi oleh detektor cahaya, yang kemudian akan mengukur intensitas cahaya lalu membandingkannya dengan pembanding berupa cairan pelarut murni tanpa mengandung bahan-bahan atau komponen lain (umumnya dikenal sebagai blanko).
Ada dua jenis fotometer UV-Visible yang umum digunakan, yaitu:
Spektrofotometer UV-Vis
Pada spektrofotometer UV-Vis, monokromator (dengan prisma atau kisi) digunakan untuk mendapatkan cahaya monokromatik dari satu panjang gelombang tertentu. Spektrofotometer memiliki keunggulan dibandingkan fotometer filter, diantaranya:
- Dapat dengan mudah diatur untuk mengukur absorbansi pada panjang gelombang yang berbeda.
- Dapat digunakan untuk memindai spektrum zat penyerap.
- Memberikan kemurnian optik yang lebih tinggi dari analisis cahaya, sehingga lebih disukai untuk digunakan dalam penelitian.
Fotometer Filter
Pada fotometer filter, filter optik digunakan untuk memberikan cahaya monokromatik. Fotometer untuk plat mikrotiter disebut sebagai fotometer filter. Kelebihan fotometer filter dibandingkan spektrofotometer diantaranya:
- Lebih kuat
- Lebih murah
- Lebih mudah digunakan untuk analisis rutin.
3. Infrared Photometer
Infrared photometer atau disebut juga sebagai spektrofotometer infrared adalah fotometer yang digunakan untuk mempelajari struktur zat. Fotometer ini akan memberikan penyerapan pada panjang gelombang yang ditentukan. Dalam proses kerjanya, spektrofotometer infrared tidak menggunakan air, berbeda dengan spektrofotometer UV-Visible.
Hal ini dikarenakan air dapat menyerap cahaya infrared dengan kuat dalam beberapa rentang panjang gelombang. Sehingga spektrofotometri inframerah umumnya menggunakan senyawa dalam fase gas (untuk zat yang mudah menguap) atau dengan zat yang ditekan ke dalam tablet bersama dengan garam yang transparan dalam kisaran infrared.
Umumnya gas yang digunakan sebagai pengganti pelarut adalah kalium bromida (KBr). Prinsip kerja dari alat ini adalah pertama, zat yang diuji, dicampur dengan KBr murni lalu ditekan ke dalam tablet transparan dan ditempatkan di berkas cahaya.
Perbedaan lainnya dari alat ini jika dibandingkan dengan spektrofotometer UV-Visible adalah pada alat ini pengukuran tidak menggunakan cahaya monokromator, melainkan dengan menggunakan interferometer. Untuk menganalisa pola interferensi, digunakan algoritma transformasi Fourier.
Dengan cara tersebut, seluruh rentang panjang gelombang dapat dianalisis secara bersamaan, sehingga lebih menghemat waktu dan juga lebih murah dibandingkan monokromator.
Cahaya yang diserap di wilayah infrared umumnya tidak sesuai dengan eksitasi elektronik dari zat yang dipelajari, melainkan untuk berbagai jenis eksitasi vibrasi. Eksitasi vibrasi adalah karakteristik dari kelompok yang berbeda dalam sebuah molekul.
Spektrum infrared biasanya memiliki garis serapan yang sangat sempit, yang membuat alat ini tidak cocok untuk analisis kuantitatif tetapi memberikan informasi yang sangat rinci mengenai molekul.
Frekuensi dari mode getaran yang berbeda bervariasi dengan isotop, dan karena itu isotop yang berbeda memberikan puncak yang berbeda. Hal tersebut memungkinkan spektrofotometer Infrared untuk mempelajari komposisi isotop sampel.
4. Atomic Absorption Photometer
Atomic Absorption Photometer adalah fotometer yang digunakan untuk mengukur intensitas cahaya dari nyala api yang sangat panas.
Jenis fotometer ini umum digunakan dalam analisis kandungan logam tertentu. Prinsip kerjanya adalah larutan yang akan dianalisis disuntikkan ke dalam nyala api pada laju yang konstan dan diketahui.
Logam dalam larutan hadir dalam bentuk sebaran atom dalam nyala api. Dalam fotometeri ini, cahaya monokromatik dihasilkan oleh lampu pelepasan, dimana pelepasan terjadi dalam gas dengan logam yang akan ditentukan. Pancaran kemudian memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang sesuai dengan garis spektral logam.
Filter pada alat ini dapat digunakan untuk mengisolasi salah satu garis spektral utama dari logam yang akan dianalisis. Dalam prosesnya, cahaya akan diserap oleh logam dalam nyala api, dan penyerapan digunakan untuk menentukan konsentrasi logam dalam larutan aslinya