BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tu Tujuan juan Percobaan Percobaan 1. Mengenal Mengenal dan memahami memahami sifat-sifat sifat-sifat pembiasan pembiasan cahaya cahaya pada lensa lensa 2. Menent Menentuka ukan n jara jarak k foku fokuss lens lensa. a. 3. Mengamati Mengamati cacat cacat bayang bayangan an (aberasi) (aberasi) dan dan penyeb penyebabny abnya. a. 4. Mengur Mengurang angii terjadiny terjadinyaa cacat-caca cacat-cacatt bayanga bayangan. n. 1.2 Dasar Te Teori
ensa adalah sebuah benda bening yang tembus cahaya dan dibatasi oleh dua bidang permukaan yang lengkung dua-duanya atau satu lengkung atau satu rata. !erdasarkan bidang batas ini lensa dibagi atas " 1. ens ensaa #emb #embun ung g (kon (kon$e $eks ks)) ensa ini bersifat mengumpulkan berkas cahaya kon$ergen% fokusnya positif dan bagian tengahnya lebih tebal dari bagian tepinya. &inar-sinar istime'a pada lensa ini adalah " a. &ina &inarr seja sejajar jar sumbu sumbu utama utama dibi dibiask askan an melalu melaluii titi titik k foku fokuss lens lensaa kedua. b. &inar melalui titik fokus utama akan dibiaskan sejajar sumbu utama. c. &ina &inarr yang yang melalu melaluii titik titik pusat pusat opti opticc lensa lensa akan akan diter diterus uska kan n tanp tanpaa pembiasan. 2. ens ensaa #ek #ekun ung g (o (onk nkaf) af) ensa ini bersifat menyebarkan berkas cahaya%fokusnya negati$e dan bagian tengahnya lebih tipis daripada bagian pinggirnya. pinggirnya. &inar-sinar istime'a pada lensa ini adalah " a. &ina &inarr yang yang data datang ng sejaj sejajar ar sumb sumbu u utam utamaa dibi dibiask askan an seola seolah-o h-olah lah berasal dari titik fokus kedua% b. &inar-sinar yang menuju titik fokus utama akan dibiaskan sejajar sumbu utama. c. &inar inar yang ang melal elalui ui pusa pusatt opti optik k len lensa akan akan dite diteru rusk skan an tan tanpa pembiasan. 1. Menentu Menentukan kan jarak jarak fokus fokus lensa lensa ositi ositiff !kon"er !kon"er#en$ #en$
&ebuah benda diletakan di sebelah kiri lensa positif dan bayangan * yang terbentuk disebelah kanan lensa dapat diamati pada sebuah layar. +ika m pembesaran bayangan (perbandingan panjang dan *) dan jarak antara benda dan bayangan (layar) maka jarak fokus lensa f dapat ditentukan dari persamaan "
F =
m.L ( 1 + M ) ²
,,,,,, (1-1)
+arak fokus f juga ditentukan "
F =
s ' 1 +m
,,,,,,. (1-2)
+ika & jarak bayangan (layar) terhadap lensa (gambar 1-1) dan m pembesaran bayangan. ihat gambar "
#ara lain untuk menentukan jarak fokus f sebuah lensa positif adalah sebagai berikt " sebuah benda diletakkan pada jarak dari layar ( tetap)% kemudian lensa positif yang akan ditentukan jarak fokusnya digeser-geseran antara benda dan layar% sehingga diperoleh kedudukan tersebut dapat diberikan bayangan yang jelas dari benda pada layar . bayangan yang satu diperbesar dan yang lain diperk diperkecil ecil.. +ika +ika e jarak jarak antra antra dua kedudu kedudukan kan lensa lensa yang yang dapat dapat member memberikan ikan bayangan yang jelas pada layar% maka jarak fokus f dari lensa menurut !essel dapat ditentukan dengan rumus "
L ² −e ² F = 4 L
.,,,,. (1-3) 2. Menentukan jarak fokus f lensa ne#ati"e !%i"er#en$ ihat gambar "
engan pertolongan lensa positif dapat dibuat sebuah bayangan dari benda pada layar (/ambar 1-3). 0empatkan lensa negati$e yang akan ditentukan jarak fokusnya antara lensa positif dan layar. !ayangan pada layar oleh lensa positif merupakan benda lensa negatif dengan jarak benda% & jarak antara negatif dan layar. /eser-geserkan layar sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar% maka jarak lensa negatif ke layar dalam hal ini merupakan jarak bayangan &*. +arak fokus lensa negati$e dapat ditentukan dengan persamaan "
F =
S . S ' S + S '
,,,,,, (1-4)
&. Menentukan 'okus Lensa Bersusun
+ika dua lensa tipis dengan jarak fokus masing-masing f1 dan f2 digabungkan (dirapatkan) akan diperoleh satu lensa bersusun yang jarak fokusnya f dapat ditentukan dengan persamaan "
1
f (. )acat Ba*an#an
1 =
f 1
1 =
f 2
,,,,,,,,.. (1-)
umus-rumus persamaan lensa yang telah diberikan dapat diturunkan dengan syarat hanya berlaku untuk sinar paraksial. +ika syarat tersebut dapat dipenuhi% maka akan terjadi cacat bayangan (aberasi).
BAB II ALAT DAN BAHAN
II.I Alat *an# %i#unakan
1. ensa positif kuat (55) &ebagai lensa yang dicari jarak fokusnya.
2. ensa positif lemah (5) &ebagai lensa yang dicari jarak fokusnya. 3. ensa negatif (-) &ebagai lensa yang dicari jarak fokusnya.
4. !enda yang berupa anak panah &ebagai benda yang menghasilkan bayangan. . ampu fijar untuk benda &ebagai sumber cahaya bagi benda.
6. ayar untuk menangkap bayangan
&ebagai bidang untuk menangkap bayangan. 7. iafragma &ebagai pengatur untensitas cahaya. 8. !angku optik &ebagai alat yang digunakan untuk meletakkan lensa dan benda atau layar.
9. abel-kabel penghubung dan sumber tegangan listrik &ebagai sumber listrik bagi lampu.
1.
BAB III MET+DE PE,)+BAAN
D1. Menentuksn -arak 'okus Lensa
1. iukur tinggi atau panjang anak panah yang dipergunakan sebagai 2.
3. 4. . 6. 7.
benda. isusun system optik berurutan sebagai berikut " a. !enda dengan lampu di belakangnya b. ensa positif lemah (tanda 5) c. ayar iambil jarak layar lebih besar dari satu meter. iukur dan dicatat jarak benda ke layar. igeser-geser lensa didapat bayangan yang jelas pada layar. icatat kedudukan lensa dan dikur tinggi bayangan pada layar. igeser lagi kedudukan lensa sehinffa didapat bayangan jelas yang lain
(jarak benda ke layar tidak dirubah). 8. iulangi percobaan no.3:7 beberapa kali (ditentukan asisten) dengan harga yang berlainan. 9. iulangi percobaan no.2:8 untuk lensa positif kuat (tanda 55). 1;.
D2. Men#aati )acat Ba*an#an 1.
lampu pijar sebagai benda (anak panda sebagai benda disingkirkan). 2. igeser-geser layar% maka akan dapat mengamati bah'a suatu kedudukan akan terdapat bayangan dengan tepi merah dan pada kedudukan lain bayangan dengan tepi biru. 3. icatat masing-masing kedudukan lensa yang memberikan bayangan dengan tepi berbeda 'arna.
4. ipasang diafragma di depan lampu pijar.
BAB I/ DATA PEN0AMATAN DAN PE,HITUN0AN I/.1 Data Pen#aatan ea%aan ruan#an
P !c$ H#
T! o )$
) !$
&ebelum =ercobaan
7%6 >g
27 o #
62 ?
&esudah =ercobaan
7%6 >g
28 o #
63?
1. Pa%a Lensa )ebun#
-. Ben%a
L
s1
1;;
89
1;;
No
ensa #embung
1
h
h'
11
1%3
8%8
74
26
1%3
4156
145
15&
S1
M 1
F 1
S2
S 2'
h2
M 2
F 2
6%76
1%41
87%7
1%
;%3
;%23
1;%1
3
2%3;
7%87
7
2
;%
;%38
18%1
657
(56&
(58(
126
356
35(2
1(51
(55) 2
(5)
∆
133
26
6
6
2. Pa%a Lensa )ekun#
No
-enis Ben%a
1
#ekung (--)
L
S
1;;
7
S'
h
2
1%3
h' M
3%1
f
2%38
7%396
&. Pa%a Lensa Bersusun
No
-enis Ben%a
1
!ersusun
(. No
S
S'
7
2
F
24%969
L
e
1;;
3%
Aberasi 9roatik :arna
L
S
S'
f
h
h'
M
1%3
3%3
2%3
&
1
!iru
1;;
87%
12%
1;%937
2
Merah
1;;
89
11
9%79
L
S
S'
f
6.
Astis#atise
No
Posisi
1
@ertikal
1;;
9%8
4;%2
24%;9
2
>oriAontal
1;;
62%3
37%7
23%48
I/.2 Per9itun#an 1. Pa%a Lensa )ebun# !;;$ a. < !-arak Ben%a$ S 1= L− S 1 ' &1 100−11
89 cm &2
S 2= L− S 2 ' 100−12 , 5
¿ ¿
87% cm
b. Men#9itun# M !Pebesaran$ h 1 ' ¿ M1 M1 h ¿
8 ,8 1, 3
¿
M2
M2
6 , 76
cm
h 2 ' h
¿
0 ,3
¿
1, 3
¿
0,23
cm
c. Men#9itun# ' !'okus$
B1
B1
¿
S 1 ' 1 + M 1
11 1 + 6,76
1%41 cm
B2
B2
¿
¿
S 2 ' 1 + M 2
12,5 1 + 0,23
1;%162 cm Pa%a Lensa )ebun# !;$ a. < !-arak Ben%a$ ' S 1= L− S 1 &1
100−26 74 cm &2
S 2= L− S 2 '
100−25
¿ ¿
7 cm
b. Men#9itun# M !Pebesaran$ h 1 ' ¿ M1 M1 h 3
¿
M2
M2
1,3
¿
2,30
¿
h 2 ' h
cm
0,5
¿
1,3 0,38
¿
cm
c. Men#9itun# ' !'okus$ S 1 ' ¿ B1 B1 1 + M 1 26
¿
1 + 2,30
7%87 cm
B2
B2
¿ ¿
S 2 ' 1 + M 2 25 1 + 0,38
18%11 cm
Men#9itun# rata=rata L
x 1+ x 2 n
100 + 100 2
Men#9itun# rata=rata <1
1;; cm
x 1+ x 2 n
89+ 74
81% cm
2
Men#9itun# rata=rata <1>
x 1+ x 2 n
11 + 26
18% cm
2
Men#9itun# rata=rata 9
x 1+ x 2 n
1,3 + 1,3
1%3 cm
2
Men#9itun# rata=rata 91>
x 1+ x 2 n
8,8 + 3
%9 cm
2
Men#9itun# rata=rata M1
x 1+ x 2 n
6,76 + 2,30
2
4%3 cm
Men#9itun# rata=rata f1
x 1+ x 2 n
1,41 + 7,87 2
4%64 cm
Men#9itun# rata=rata <2
x 1+ x 2 n
87,5+ 75 2
Men#9itun# rata=rata <2>
12 cm
x 1+ x 2 n
12,5 + 25
2 cm
2
Men#9itun# rata=rata 92
x 1+ x 2 n
0,3+ 0,5
;% cm
2
Men#9itun# rata=rata M2
x 1+ x 2 n
0,23+ 0,38
;%42 cm
2
Men#9itun# rata=rata f2
x 1+ x 2 n
10,162 + 18,115
14%13 cm
2
2. Pa%a Lensa )ekun# a. < !-arak Ben%a$
&
S = L −S '
100−25
7 cm b. Men#9itun# M !Pebesaran$ h' ¿ M M h ¿
¿
3,1 1,3 2,38
cm
c. Men#9itun# ' !'okus$ S ' ¿ B B 1 + M 25
¿
1 + 2,38
7%396 cm &. Pa%a Lensa Bersusun a. < !-arak Ben%a$
&
S = L −S '
100−25
7 cm b. Men#9itun# M !Pebesaran$ h' ¿ M M h 3,3
¿
1,3 2,53
¿
cm
c. Men#9itun# ' !'okus$ L ² −e ² ¿ B B 4 L ¿
100² − 3,5² 4.100
24%969 cm (. Abrasi 9roatik a. :arna Biru < !-arak Ben%a$ ' S = L −S &
100−12,5
87% cm Men#9itun# ' !'okus$ SxS' ¿ B B S+S
87,5 x 12,5
¿
87,5 + 87,5
1;%937 cm b. :arna Mera9 < !-arak Ben%a$ &
S = L −S '
100−11
89 cm Men#9itun# ' !'okus$ SxS' ¿ B B S+S 89 x 11
¿
89+ 89
9%79 cm 6. Asti#atise a. /ertikal < !-arak Ben%a$
&
S = L −S ' 100− 40,2
9%8 cm Men#9itun# ' !'okus$ SxS' ¿ B B S+S 59,8 x 40,2
¿
59,8 + 59,8
24%;9 cm b. Hori?ontal < !-arak Ben%a$
&
S = L −S '
100−37,7
62%3 cm Men#9itun# ' !'okus$ SxS' ¿ B B S+S
¿
62,3 x 37,7 62,3 + 62,3
@ 23%48 cm
BAB / PEMBAHA
Bisika merupakan ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang gejala alam melalui pengamatan atau obser$asi dan memperoleh kebenaran secara empiris melalui panca indera karena itu pengukuran merupakan bagian yang sangat penting dalam proses membangun konsep-konsep fisika. =engukuran dilakukan langsung untuk mengetahui kuantitas besaran-besaran fisika seperti yang sudah dibahas dalam besaran dan pengukuran. =ada percobaan sifat lensa dan cacat bayangan menggunakan 3 lensa yaitu cembung kuat (55)% cembung lemah (5) dan cekung (-). &ebelum melakukan percobaan dia'ali dengan mengukur bangku optik dari lampu pijar ke layar () dengan ketentuan lebih dari 1;; cm. iafragma di atur pada bentuk anak panah. =ada lensa cembung kuat (55) dan lemah (5) masing C masing diperlakukan satu per satu dengan meletakkan didepan diafragma sampai terlihat bayangan yang tegas di layar. iukur jarak (s) dari lampu pijar ke lensa dan (s*) dari lensa ke layar. iukur tinggi bayangan yang dihasilkan. =ercobaan ini dilakukan 2 kali dengan cara mendekatkan lensa hampir dekat dengan layar yang dihasilkan sebuah bayangan kecil daripada percobaan pertama dan tegas. ensa cembung menghasilkan bayangan nyata% terbalik% diperbesar. ensa cembung identik dengan menyebarkan (spread) cahaya.
=ercobaan selanjutnya menggunakan lensa cekung (-). iletakkan lensa cekung didepan diafragma sampai mendapatkan bayangan yang tegas dilayar. iukur jarak (s) dari lampu pijar ke lensa dan (s*) dari lensa ke layar. iukur tinggi bayangan yang dihasilkan. ensa cekung menghasilkan bayangan maya% tegak dan diperkecil karena lensa cekung identik dengan menyatukan atau memusatkan cahaya. =ada percobaan lensa bersusun% lensa yang pertama diletakkan adalah lensa cembung kuat (55). isini menggunakan lensa cembung kuat karena untuk mendapatkan bayangan yang lebih tegas daripada lensa cembung lemah (5). alu diletakan lensa cekung (-) sebagai pemusat cahaya. ensa cembung dan cekung dirapatkan agar pengaturan cahaya pada kedua lensa tersebut tidak keluar dari lebar lensa. ensa bersusun digerakkan menjauh dari lampu pijar agar mendapatkan bayangan yang tegas di layar. =engukuran (s) dan (s*) tetap.
E
ari percobaan% pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan% maka didapat kesimpulan sebagai berikut. 1. +arak bayangan yang terbentuk berbanding terbalik dengan jarak benda. &emakin besar jarak benda dari titik pusat optik () semakin kecil bayangan yang terbentuk. 2. ensa cembung menghasilkan bayangan nyata% terbalik dan diperbesar karena lensa cembung menyebarkan cahaya. 3. ensa cekung menghasilkan bayangan maya% terbalik dan diperkecil karena lensa cekung memusatkan cahaya. 4. #acat bayangan (aberasi) terjadi karena adanya penghalang cahaya seperti kaca garis yang tidak meratakan bayangan diakibatkan permukaan kaca garis yang tidak merata. . ensa cembung mengurangi cacat bayangan dengan cara memfokuskan cahaya lalu dipantulkan ke kaca garis. +ika lensa cembung didekatkan ke lampu pijar% akan didapatkan bayangan $ertikal dan sebaliknya.
DA'TA, PU
Dchya .M% “Fisika untuk SMA/MA XI” Enter =lus% +akarta% 2;;7. Dchya .M% “Fisika untuk SMA/MA XI” Enter =lus% +akarta% 2;;7. Endrajit% udi “Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk XI SMA/MA IPA” =.0 &etia =urna En$es% !andung% 2;;7. Fo$itasari% Dsih “Pintar Fisika Tanpa Bimbel SMA X, XI, XII” =.0 !entang =ustaka% Gogyakrta% 2;1.
LAMPI,AN
Lairan 2 TU0A< AHI,
&emua hasil pengukuran dan perhitungan di ba'ah ini supaya diberi ketidak pastiannya dengan menggunakan teori kesalahan. 1. >itunglah jarak fokus lensa positif lemah (5) dan lensa positif kuat (5 5) dengan persamaan (1-3) H ik " 1;; I 3% it " B,,,.J 2 2 L −e +a'ab " f = 4 L
(100 )² −3,5² ¿ 4 ( 100 ) (10.000 )−12,25 ¿ 400
¿
9987,75 400
¿ 24,96
cm