Laporan Praktikum Fisika Dasar 2 Pembiasan Cahaya Pada Lensa Dosen Pengasuh : Jumingin, S.Si
Disusun Oleh : sri rum Sari !2222"!#
$adris %iologi Fakultas $arbiyah $arbiyah &nstitut gama &slam 'egeri (aden Fatah Palembang 2"!)
1
DAFTAR ISI
............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ............... ......... Daftar Isi..........
!
Latar Belakang.......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .....
2
Tujuan Praktikum.......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............ ................. ................... ............ ...
2
Tinjauan Pustaka.......... ............... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .............. ............ ...
)
Alat.......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ................ .............. ....
!!
Prosedur Praktikum.......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ............... ............... ......
!2
............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ............... ................... ............ .. Hasil dan Pembahasan..........
!)
............... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............ ....... Kesimulan..........
!*
Lamiran Daftar ustaka
2
!" Latar Belakang
Lensa merupakan benda tembus +ahaya bening- dengan dua bidang permukaan, salah satu atau keduanya merupakan bidang lengkung. Dari bentuk kelengkungannya, lensa dibedakan menadi 2 ma+am, yaitu lensa +embung dan lensa +ekung. Sesuai dengan si/at +ahaya yang mengenai benda tembus +ahaya, maka +ahaya akan diteruskan bukan dipantulkan. Lensa tidak harus terbuat dari ka+a yang penting ia merupakan benda bening tembus +ahaya- sehingga memungkinkan teradinya pembiasan +ahaya. Oleh karenanya ika kita berbi+ara mengenai lensa, maka yang berlaku disini adalah hukum pembiasan bukan pemantulan. 0engingat pada lensa sinar melalui dua benda yang kerapatan optiknya berbeda, maka sinar akan dibiaskan. 1ukum ini berlaku baik pada lensa +embung maupun lensa +ekung. Lensa +embung adalah lensa yang bagian tengah lebih tebal dibandingkan sisi tepinya. Prinsip lensa tidak berbeda dengan +ermin. Lensa uga membentuk bayangan seperti +ermin. %ayangan itu tampak sebagai pembiasan bukan pemantulan. eberadaan lensa +embung hampir sama dengan +ermin +ekung, sedangkan lensa +ekung hampir sama dengan +ermin +embung. Lensa +ekung berbentuk tipis di bagian tengah dan tebal di bagian tepi. Lensa +ekung atau konka/ disebut uga lensa di3ergen karena sinar4sinar yang melaluinya akan dibiaskan menyebar. 1al4 hal tersebut dapat diketahui dengan melakukan per+obaan mengenai pembiasan +ahaya pada lensa, lensa yang digunakan ialah lensa +embung.
#" Tujuan Praktikum dapun tuuan yang akan di+apai setelah melakukan praktikum adalah: !. 0emahami konsep pembiasan pada lensa. 2. 0enentukan si/at4si/at bayangan yang akan dihasilkan oleh lensa. ). 0enetukan arak /okus lensa.
$" Tinjauan Pustaka $"! Pembiasan
3
Pembiasan adalah persiti5a pembelokan +ahaya yang teradi karena +ahaya mele5ati batas medium yang berbeda indeks biasnya. %anyak keadian sehari4hari yang dapat dielaskan dengan konsep pembiasan, seperti dasar bak mandi yang berisi air terlihat lebih ikan4ikan dan karang di
pantai terlihat lebih elas
dari atas perahu, dan sebagainya
6ian+oli.D.C,2""!Pembiasan +ahaya pada bidang 2 medium disebabkan oleh ke+epatan +ahaya dalam kedua medium yang berbeda. %esarnya ke+epatan penalaran +ahaya dalam suatu medium ditentukan oleh indeks bias mutlaknya, yang dide/insikan sebagai berikut: karena +7)8!"9 ms selalu lebih besar daripada ke+epatan +ahaya dalam medium v, maka indeks bias mutlak suatu medium n selalu lebih besar dari !. Jadi indeks bias mutlak adalah indeks bias relati/ suatu medium relati/ terhadap indeks bias udara +ahaya berasal dari udara menuu medium tersebut-. Sedangkan indeks bias relati/ dide/insikan sebagai rasio indeks bias mutlak dari dua medium. %erikut peranian tandanya : n12=
n2 n1
artinya : indeks bias medium 2 relati/ terhadap medium !, +ahaya berasal dari medium ! ke medium 2.
n21=
n1 n2
artinya : indeks bias medium ! relati/ terhadap medium 2, +ahaya berasal dari medium 2 ke medium ! nonim,2""9Syarat4syarat teradinya pembiasan : !- +ahaya melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya; 2- +ahaya datang tidak tegaklurus terhadap bidang batas sudut datang lebih ke+il dari <"o %eberapa +ontoh geala pembiasan yang sering diumpai dalam kehidupan sehari hari diantaranya :
4
!. Dasar kolam terlihat lebih dangkal bila dilihat dari atas. 2. a+amata minus negati/- atau ka+amata plus positi/- dapat membuat elas pandangan bagi penderita rabun auh atau rabun dekat karena adanya pembiasan. ). $eradinya pelangi setelah turun huan nonim,2""9-. rah pembiasan +ahaya dibedakan menadi dua ma+am yaitu : a. 0endekati garis normal Cahaya dibiaskan mendekati garis normal ika +ahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat, +ontohnya +ahaya merambat dari udara ke dalam air.
Skema embiasan dari udara ke air
b.
0enauhi garis normal Cahaya dibiaskan menauhi garis normal ika +ahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, +ontohnya +ahaya merambat dari dalam air ke udara Jim %reithaupt,2""<-.
5
Skema embiasan dari air ke udara $"# Hukum Snellius dan Pemantulan Semurna
Pada sekitar tahun !*2!, ilmu5an %elanda berna ma =illebrord Snell !>
Persamaan umum Snellius tentang pembiasan se+ara umum adalah : Jika +ahaya terpantul keluar sebuah permukaan batas dimana n1 @ nr proses tersebut disebut pemantulan eksternal. $etapi ikan ni A nr , proses ini disebut pemantulan internal. Contoh dari pemantulan internal adalah +ahaya datang yang berasal dari air medium optik lebih rapat- menuu ke udara medium optik kurang rapat- dibiaskan menauhi garis normal. Pada sudut datang tertentu, maka sudut biasnya akan <" o dan dalam hal ini berkas bias akan berimpit dengan bidang batas berkas K -. Sudut datang dimana hal ini teradi dinamakan sudut kritis sudut batas-. pabila sudut
6
datang yang telah menadi sudut kritis diperbesar lagi, maka +ahaya biasnya tidak lagi menuu ke udara, tetapi seluruhnya dikembalikan ke dalam air dipantulkan-. Peristi5a inilah yang dinamakan pemantulan internal sempurna. Syarat teradinya pemantulan internal sempurna : a. Cahaya datang berasal dari Bat yang lebih rapat menuu ke Bat yang lebih renggang. b. Sudut datang lebih besar dari sudut kritis 1eru =iaya,2"!!-
Pemantulan Semurna
%eberapa peristi5a pemantulan sempurna dapat kita umpai dalam kehidupan sehari4hari, diantaranya : a. b. +. d. e.
$eradinya /atamorgana &ntan dan berlian tampak berkilauan $eropong prisma Periskop prisma Serat optik, digunakan pada alat telekomunikasi atau bidang kedokteran.
$"$ Pembiasan Pada Lensa Tiis
Lensa adalah benda bening yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat membiaskan atau meneruskan hampir semua +ahaya yang melaluinya. da tiga enis lensa yaitu lensa cembung atau lensa positif , lensa cekung atau lensa negatif dan datar plan- 1eru =iaya,2"!!-. $"$"!
Penomoran ruang ada Lensa Tiis
ntuk lensa nomor ruang untuk benda dan nomor4ruang untuk bayangan dibedakan. nomor ruang untuk benda menggunakan angka (oma5i &, &&, &&&, dan &-, sedangkan untuk ruang bayangan
7
menggunakan angka rab !, 2, ) dan #- seperti pada gambar berikut ini: Surya,2"!"-
%ntuk ruang benda berlaku &
ruang & antara titik pusat opti+ O- dan F 2, ruang && antara F2 dan 2F2 ruang &&& di sebelah kiri 2F 2, ruang & benda untuk benda maya- ada di belakang lensa. %ntuk ruang ba'angan berlaku &
ruang ! antara titik pusat opti+ O- dan F !, ruang 2 antara F! dan 2F! ruang ) di sebelah kanan 2F !, ruang # untuk bayangan maya- ada di depan lensa. Berlaku ula & R benda ( R ba'angan ) * +elukis embentukan ba'angan ada lensa
ntuk melukis pembentukan bayangan pada lensa tipis +ukup menggunakan
minimal
dua
berkas
mendapatkan titik bayangan. ,ontoh melukis embentukan ba'angan"
8
sinar
istime5a
untuk
%enda berada di (uang && Si/at4si/at bayangan yang terbentuk: 'yata, terbalik, diperbesar
$"$"#
Lensa ,embung
Lensa ini termasuk kon3ergen memusat atau positi/-, dimana bagian tengahnya lebih tebal dibandingkan pinggirnya dan akan memusatkan berkas +ahaya seaar ke suatu /okus nyata. Setiap lensa mempunyai dua buah titik /okus di sebelah kiri dan kanannya, tetapi ke dua arak /okus ke lensanya sama Jim %reithaupt,2""<-
Lensa -embung bersifat mengumulkan sinar
gar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang teradi, maka perhatikan bagian4bagian lensa +embung di ba5ah ini:
dapun tiga sinar istime5a pada lensa +embung: a. Sinar datang seaar sumbu utama S- akan dibiaskan melalui titi api /okus/-;
9
b. Sinar datang melalui titik api /- akan dibiaskan seaar sumbu utama S-;
+. Sinar datang melalui titik pusat optik lensa O- tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
Persamaan hubungan benda dan bayangan untuk lensa +e mbung : 1 1 1 = + '
f
s
s
S adalah arak benda s’ adalah arak bayangan f adalah arak /okus lensa Edapun perbesaran bayangan pada lensa +embung adalah: ' ' y − s M T = = y s y dan y positi/ ika banyangan dan benda menghadap ke atas tegak-. 0$ negati/ ika bayangan terbalik. $"$"$
Lensa ,ekung
Lensa +ekung bersi/at seperti +ermin +embung, akan tetapi mempunyai titik api /okus- yang dinyatakan dengan negati/. gar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang teradi, maka
10
perhatikan
bagian4bagian lensa
+ekung di
ba5ah ini:
Jim
%erithaupt,2""<-
dapun tiga sinar istime5a pada lensa +ekung: a. Sinar datang seaar sumbu utama S- akan dibiaskan seolah4 olah dari titik api /!-
b. Sinar datang seolah4olah menuu titik api /2- akan dibiaskan seaar sumbu utama S-;
+. Sinar datang melalui titik pusat optik lensa O- tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
.
Alat
lat yang digunakan dalam praktikum ini adalah : !. Lampu !9 5att ! buah
11
Lampu ber/ungsi untuk memberikan penerangan atau +ahaya pada arah yang kita inginkan. 2. (el presisi 2 buah (el presisi ber/ungsi untuk meletakkan benda, dia/ragma, dan lensa serta untuk menentukan arak benda dan arak bayangan dengan lensa. ). Penyambung rel presisi ) buah Penyambung rel presisi ber/ungsi untuk menghubungkan antar rel presisi satu dengan rel presisi lainnya. #. Pemegangan kotak +ahaya Pemegangan kotak +ahaya ber/ungsi untuk memasang kotak +ahaya pada rel presisi. >. Catu daya ! buah Catu daya ber/ungsi untuk mengontrol kestabilan tegangan output dengan mengubah4ubah lebar untuk menyaklarkan transitor penyaklar dan sebagai sumber arusPL'. *. abel penghubung 5arna merah ! buah dan 5arna hitam ! buah abel penghubung 5arna merah dan 5arna hitam ber/ungsi s ebagai penghubung ke rangkaian.
G. Lensa +embung 2 buah Lensa +embung ber/ungsi untuk membiaskan +ahaya
yang
bersi/at
mengumpulkan +ahaya.
9. $umpakan penepit ) buah ntuk memasang dan mendudukan posisi lensa pada rel presisi. <. Dia/ragma anak panah ! buah Dia/ragma anak panah ber/ungsi sebagai pembentuk bayangan berbentuk anak panah.
!". Layar ! buah Layar ber/ungsi untuk melihat bayangan yang ditimbulkan oleh +ahaya lensa dan sebagai titik ukur arak antara lensa ke layar *
Prosedur Praktikum !. Persiapkan semua peralatan yang dibutuhkan konsultasikan dengan dosen
pengasuh atau asisten2.
Susun rangkaian aeperti pada skema gambar diba5ah ini :
12
).
1idupkan +atu daya, berikan tegangan masukkan !2 3olt,
#.
$entukanlah arak antara lensa dengan benda s>. 6eser4geserlah layar mendekati atau menauhi lensa untuk mendapatkan bayangan yang elas,
*.
Catat arak antara lensa kelayar s-
G.
langi langkah ),#,> dan * untuk s yang lain sebanyak > kali.
/ Hasil dan Pembahasan /"! Hasil %erdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan diperoleh hasil
sebagai berikut: • $abel 1asil Pengamatan pada / 7 > +m ' o
s
sH
s E sH
s. sH
!
* +m
#> +m
>!
2G"
>,)
2
9 +m
29 +m
)*
22#
*,2
!" +m
!# +m
2#
!#"
>,9
#
!2 +m
!" +m
22
!2"
>,#
>
!# +m
< +m
2)
!2*
>,>
)
Jarak Fokus Lensa /-
f praktek
> +m
f =¿ 28,2
∑¿
Pengolahan Data (ata4(ata: ∑ f ´f praktek = n
13
¿
28,2 5
¿ 5,64
Presentasi esalahan: F t − ´f p x 100 = F t
|
|
|
¿
5 −5,64 5
|
¿ 0,128 x 100
¿ 12,8 •
$abel 1asil Pengamatan pada / 7 !" +m
'
Jarak /okus lensa
o
/-
sE
f praktek
s
sH
sH
s. sH
!
!) +m
!!* +m
!2<
!>"9
!!,G
2
!> +m
*> +m
9"
!2,2
!G +m
)G +m
>#
*2<
!!,*
#
!< +m
)" +m
#<
>G"
!!,*
>
2! +m
2> +m
#*
>2>
!!,#
)
!" +m
f =¿ 58,5
∑¿ Pengolahan Data (ata4(ata: ∑ f ´f praktek = n ¿
58,5 5
¿ 11,7
Presentasi esalahan:
14
|
=
|
F t − ´f p x 100 F t
|
¿
10 −11,7 10
|
¿ 0,17 x 100 ¿ 17
/"#
Pembahasan Dari hasil praktikum diatas, dapat diketahui pada arak /okus lensa
/-, >" mm atau > +m,benda diletakkan pada arak s * +m, maka diperoleh bayangan yang berarak #> +m, dalam hal ini menurut teori apabila benda diletakkan pada ruang && maka bayangan akan atuh pada ruang &&&. Si/at bayangan yang diperoleh adalah diperbesar, terbalik dan nyata. Lalu benda terletak pada arak 9 +m dari /, diperoleh bayangan pada 29 +m, benda terletak pada ruang &&, dan bayangan atuh pada ruang &&&, dengan si/at bayangan diperbesar, terbalik dan nyata. emudian pada per+obaan ketiga,benda terletak !" +m dari /, benda terletak di ruang &&&, bayangan yang diperoleh berarak !# +m,maka benda atuh pada ruang &&, dengan si/at bayangan diperke+il, nyata dan terbalik, 'amun pada dasar teori harusnya ika benda terletak pada batas akhir ruang && si/at bayangan nya harus sama besar tetapi hasilnya berbeda pada saat praktikum. Selanutnya pada per+obaan ke empat benda terletak di ruang &&&, yang tepat pada arak !2 +m maka diperoleh arak !" +m, sehingga bayangan atuh pada ruang && , dengan si/at bayangan diperke+il, nyata dan terbalik. Dan per+obaan terakhir untuk arak /okus !# +m, adalah benda berada pada ruang &&&, sehingga diperoleh bayangan yang berarak < +m, bayangan atuh pada ruang &&, dan diperoleh hasl bayangan diperke+il, terbalik dan nyata. Sedangkan pada /okus !"" mm atau pada !" +m, pada pe+obaan yang pertama, benda berada pada ruang &, sehingga bayangan atuh pada ruang &, dan si/at bayangan maya, diperbesar dan terbalik. emudian
15
pada per+obaan kedua benda terletak pada ruang &, dan bayangan atuh pada ruang &, sehingga si/at bayangan maya, diperbesar dan terbalik. Pada per+obaan ketiga, benda terletak pada ruang &, dan bayangan atuh pada ruang &, dan si/at bayangan sama dengan per+obaan sebelumnya. Pada per+obaan keempat, benda terletak pada ruang &&, dan bayangan atuh pada ruang &&&, sehingga bayangan diperbesar, maya, dan terbalik. Dan pada per+obaan kelima, benda terletak pada ruang &&, sehingga bayangan atuh pada ruang &&&. Sehingga si/at bayangan diperbesar, maya dan terbalik. Dengan ini telah diketahui letak bayangan dan si/at4si/atnya, namun teradi perbedaan antara hasil praktikum dengan teori yang telah ada. 1al ini disebabkan oleh beberapa /aktor diantaranya /aktor lingkungan, baik dari kondisi alat4alat yang digunakan maupun tempat praktikum.seperti +ahaya yang kurang terang. Lensa yang kurang baik dalam hal ini karena lensa itu sendiri dibuat oleh manusia mungkin ada kekurangan pada saat pembuatan lensa tersebut dan kabel yang kurang sempurna dan uga /a+tor yang lain yaitu dari manusia itu sendiri yaitu dalam penempatan layar pada saat menentukan bayangan yang kurang tepat. 0
Kesimulan Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bah5a, Pembiasan adalah
persiti5a pembelokan +ahaya yang teradi karena +ahaya mele5ati batas medium yang berbeda indeks biasnya. Pembiasan pada lensa +embung teradi apabila benda di ruang &, maka bayangan diruang &, apabila benda diruang &&, maka bayanagan diruang &&&, sedangkan pada benda dengan ruang &&& maka bayangan terletak pada ruang &&. Si/at bayangan yang terbentuk dari lensa +embung gabungan adalah nyata, terbalik, dan diperbesar, namun ika arak antara lensa dengan dia/ragma semakin auh maka si/at bayangannya adalah Si/at bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperke+il.
16
lampiran 6ambar lat Praktikum
lampiran 12aluasi
!. Lukiskan dan tentukan si/at bayangan yang dihasilkan oleh lensa +embung, ika benda diletakkan di: a. (uang &
17
b. (uang && +. (uang &&& 2. Sebuah benda ditempatkan pada arak !9 +m dari sebuah layar .a- pada dua titik yang manakah lensa kon3ergen dengan panang /o+us ) +m dapat ditempatkan untuk mendapatkan sebuah bayangan pada layar ituI b berapakah perbesaran dari bayangan untuk setiap posisi lensa ituI Ja5ab, !. a-. (uang &
benda F!
α
F2 %ayangan
Si/atnya adalah: diperbesar,terbalik dan nyata b-. (uang &&
benda F!
α
F2
Si/at bayangan adalah diperbesar,terbalik dan nyata.
+-. (uang &&&
18
benda F!
F2
Si/at bayangannya adalah: diperke+il,terbalik dan nyata. 2. Diketahui: s 7 !9 +m / 7 ) +m ditanya:, a. dimana letak titik bayangan bendaI Ja5ab, 1
f
1 1 = + '
1
s
'
s
=
s
1 3
=
1 18
+
1
s
'
1
=
1
s ' 18
−
1 3
−5 18
'
s =3,6 mm
b. perbesaran dari bayangannya adalah pada arak ),* mm pada ruang &.
DAFTAR P%STAKA
nonim.2""9.http:stati+.s+hoolra+k.+om/iles2#2"9)"#2)#)4Optika 6eometri&&.pd/ Diakses pada Selasa, 2! 0ei 2"!) Pukul !<.)" =&% %reithaupt, Jim.2""<. Swaddik Fisika. Pakar (aya,%andung 6ian+oli.D.C.2""!. Fisika Jilid 2 Edisi Kelima.rlangga.Jakarta Surya,Kohanes.2"!".Listrik Dan 0agnet. P$.andel.$anggerang.
19
=iaya,1eru.2"!!http:modulbelaar.in/oupload/iles2"!!"#!>b>)+p b!"pembiasan+ahayalensa.pd/ . Diakses pada Selasa, 2! 0ei 2"!) Pukul !<.)" =&%
20
