LAPORAN
PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL
Disusun oleh :
Dynar Ekrismoniarti Purnami (11)
Eka Aprilia (12)
Ferdian Savendra (13)
Fitri Widyaningrum (14)
Humairah Azzahra (15)
Kelas: XII MIPA 2
SMA NEGERI 1 GENTENG
TAHUN 2015/2016
BAB I
Pendahuluan
Latar Belakang
Apabila cahaya merambat mengenai bidang batas dua medium, maka rambatan cahaya tersebut akan mengalami pembelokan. Peristiwa tersebut disebut pembiasan cahaya. Banyak kegiatan sehari-hari yang dapat menjelaskan peristiwa pembiasan tersebut. Sebagai contoh, dasar bak mandi yang berisi air terlihat lebih dangkal.
Praktikum ini menggunakan peralatan praktikum yaitu kaca plan paralel berwarna bening, kertas, jarum pentul, busur derajat dan alat tulis lainnya. Praktikum ini dilakukan dengan cara menggambar garis normal pada kertas A4, meletakan kaca plan paralel tegak lurus pada garis normal, melakukan pengamatan pada kaca plan paralel dengan sudut yang telah ditentukan, serta menggambar sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan sinar bias terhadap garis normal.
Tujuan percobaan
1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan pembiasan
2. Mengetahui pembiasan Kaca Plan Pararel
3. Mengetahui pergeseran sinar pada Kaca Plan Pararel
4. Mengetahui indeks bias Kaca Plan Pararel
BAB II
Landasan Teori
Pengertian pembiasan
Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :
Mendekati garis normal
Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat.
Contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.
Menjauhi garis normal
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat.
Contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara.
Syarat-syarat terjadinya pembiasan :
Cahaya melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya
Cahaya datang tidak tegak lurus terhadap bidang batas (sudut datang lebih kecil dari 90O)
Beberapa contoh gejala pembiasan yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari diantaranya :
Dasar kolam terlihat lebih dangkal bila dilihat dari atas.
Kacamata minus (negatif) atau kacamata plus (positif) dapat membuat jelas pandangan bagi penderita rabun jauh atau rabun dekat karena adanya pembiasan.
Terjadinya pelangi setelah turun hujan.
Pembiasan pada Kaca Plan Pararel
Kaca plan-paralel adalah benda optik yang dibatasi oleh dua bidang yang rata dan sejajar. Berkas sinar datang dari udara dengan indeks bias n1 menuju kaca dengan indeks bias n2 dan membentuk sudut i, kemudian berkas sinar dibelokkan mendekati garis normal dengan sudut r. Sinar lalu diteruskan menuju udara kembali dengan membentuk sudut i' dan dibiaskan menjauhi garis normal dengan sudut r'. Telihat bahwa berkas sinar yang datang dan berkas sinar yang keluar dari kaca plan-paralel sejajar. Sehingga dapat diperoleh:
Pergeseran sinar pada kaca plan parare
Kaca plan-paralel adalah sekeping kaca yang kedua sisi panjangnya dibuat sejajar. Kaca planparalel dapat digunakan untuk mengamati jalannya sinar yang mengalami pembiasan dan untuk menentukan indeks bias kaca tersebut.
Sinar datang dari udara melewati kaca setebal d cm, kemudian menuju medium udara kembali. Pada proses tersebut, tampak pada gambar di atas, sinar mengalami pergeseran dari arah sinar semula. Besarnya pergeseran sinar tersebut dapat dihitung sebagai berikut. Perhatikan ΔAOB.
sin (i1 – r1) = AB/OB = t/OB, jadi:
Berdasarkan ΔOBD, diperoleh
cos r1 = OD/OB = d/OB, maka:
Berdasarkan persamaan OB diperoleh:
sehingga pergeseran sinar (t) adalah :
Keterangan:
.i1 = sudut datang
r1 = sudut bias
d = tebal kaca plan paralel
t = besar pergeseran sinar
Indeks Bias
Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) : "Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias."
Secara matematis dapat dirumuskan :
Table indek bias beberapa zat
Medium
n = c / v
Udara haampa
1,0000
Udara (pada
STP)
1,0003
Air
1,333
Es
1,31
Alcohol Etil
1,36
Gliserol
1,48
keterangan :
n = indeks bias
c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 108 m/s)
v = laju cahaya dalam zat
Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n 1), dan nilainya untuk beberapa zat. Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591 –1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :
- Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
- Hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.
Ketika cahaya melintas dari suatu medium ke medium lainnya, sebagian cahaya datang dipantulkan pada perbatasan. Sisanya lewat ke medium yang baru. Jika seberkas cahaya datang membentuk sudut terhadap permukaan (bukan hanya tegak lurus), berkas tersebut dibelokkan pada waktu memasuki medium yang baru. Pembelokan ini disebut Pembiasan.
Sudut bias bergantung pada laju cahaya kedua media dan pada sudut datang. Hubungan analitis antara i1 dan r1 ditemukan secara eksperimental pada sekitar tahun 1621 oleh Willebrord Snell (1591-1626). Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Snell dan dituliskan:
n1 sin r1 = n2 sin i2
i1 adalah sudut datang, dan r1 adalah sudut bias (keduanya diukur terhadap garis yang tegak lurus permukaan antara kedua media). n1 dan n2 adalah indeks-indeks bias materi tersebut. Berkas-berkas datang dan bisa berada pada bidang yang sama, yang juga termasuk garis tegak lurus terhadap permukaan. Hukum Snell merupakan dasar Hukum pembiasan.
Jelas dari hukum Snell bahwa jika n2 > n1, maka r1 > i1, artinya jika cahaya memasuki medium dimana n lebih besar (dan lajunya lebih kecil), maka berkas cahaya dibelokkan menuju normal.
BAB III
HASIL PERCOBAAN & ANALISIS DATA
Alat:
Kaca plan paralel
Kertas putih polos
Jarum pentul
Busur derajad
Pensil
Pulpen Warna
Penggaris
Langkah Percobaan
1. Membuat garis PQ dan RS, yaitu garis-garis kaca plan paralel.
2. Menentukan berkas sinar sembarang yaitu berkas sinar datang i yang melalui titik 1 dan 2,
3. Mengamati dengan arah pengamatan (1,2) atau dari (3,4) dengan pandangan mata sejajar dengan prisma untuk menentukan titik 3 dan 4. Apabila keempat titik tersebut terletak dalam satu garis lurus, maka dengan mudah dapat dilukiskan berkas sinar i yaitu berkas sinar yang melalui titik 3 dan 4.
4. Dengan demikian berkas sinar i dapat dilukis pula.
5. Melukis terlebih dahulu garis normal melalui B dan C, mengukur sudut-sudut i dan r,
6. Mengulangi beberapa kali percobaan
7. Melihat gambar 1. Lalu membuat garis perpanjangan CD. Kemudian buat garis BE yang tegak lurus dengan CD dan menuju titik B.
8. Mengukur panjang BE dengan mistar sebagai pergeseran berkas sinar (t) setelah melewati kaca plan paralel.
Hasil Percobaan
No.
i
r
n1
d
36
7
1
6,4 cm
22
4,5
1
6,4 cm
54
10
1
6,4 cm
77
20
1
6,4 cm
Dari hasil percobaan di atas, kita dapat mencari indeks bias pada kaca plan paralel dan pergeseran sinar yang ditimbulkan. Untuk mencari indeks bias pada kaca plan paralel dapat digunakan Hukum Snellius : n2n1 = sini sinr , dan untuk menghitung pergeseran sinar dapat digunakan rumus :
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(36-7)cos7t= 6,4 sin29cos7t= 6,4 . 0,480,99=3,10t= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(36-7)cos7t= 6,4 sin29cos7t= 6,4 . 0,480,99=3,10Analisis data
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(36-7)cos7
t= 6,4 sin29cos7
t= 6,4 . 0,480,99=3,10
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(36-7)cos7
t= 6,4 sin29cos7
t= 6,4 . 0,480,99=3,10
Untuk percobaan 1 :
n2n1=sini sinr
n21=sin36 sin7
n2=0,58 0,12
n2=4,83
t= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(17,5)cos4,5t= 6,4 x 0,30,99t= 1,93 cmt= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(17,5)cos4,5t= 6,4 x 0,30,99t= 1,93 cmUntuk percobaan 2 :
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(17,5)cos4,5
t= 6,4 x 0,30,99
t= 1,93 cm
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(17,5)cos4,5
t= 6,4 x 0,30,99
t= 1,93 cm
n2n1=sini sinr
n21=sin22 sin4,5
n2=0,37 0,07
n2=5,2
t= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(44)cos10t= 6,4 x 0,690,98t= 4,5 cmt= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(44)cos10t= 6,4 x 0,690,98t= 4,5 cmUntuk percobaan 3 :
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(44)cos10
t= 6,4 x 0,690,98
t= 4,5 cm
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(44)cos10
t= 6,4 x 0,690,98
t= 4,5 cm
n2n1=sini sinr
n21=sin54 sin10
n2=0,8 0,17
n2=4,7
t= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(57)cos20t= 6,4 x 0,830,93t= 5,7 cmt= d sin(i1- r1)cosr1t= 6,4 sin(57)cos20t= 6,4 x 0,830,93t= 5,7 cmUntuk percobaan 4 :
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(57)cos20
t= 6,4 x 0,830,93
t= 5,7 cm
t= d sin(i1- r1)cosr1
t= 6,4 sin(57)cos20
t= 6,4 x 0,830,93
t= 5,7 cm
n2n1=sini sinr
n21=sin77 sin20
n2=0,97 0,34
n2=2,85
No.
i
r
n1
n2
d
t
36
7
1
4,83
6,4 cm
3,10 cm
22
4,5
1
5,2
6,4 cm
1,93 cm
54
10
1
4,7
6,4 cm
4,5 cm
77
20
1
2,85
6,4 cm
5,7 cm
BAB IV
KESIMPULAN
Dari analisis data yang telah diberikan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:
Cahaya dapat dibiaskan,
Sudut sinar yang masuk kedalam kaca plan-paralel akan dibiaskan sejajar (sudut deviasi nol) dengan sudut keluar sinar tersebut,
Semakin besar sudut datang semakin besar juga pergeseran sinar tersebut.
Pergeseran tersebut juga dipengaruhi oleh indeks bias
Saat pembiasan terjadi, bayangan obyek tersebut tidak lurus tetapi membelok.
