Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

PEMBIASAN CAHAYA PADA KACA PLAN PARALEL LAPORAN PRAKTIKUM OPTIK

Disusun oleh: Nita Nurtafita 107016300115

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 1431 H/2010 M

PERCOBAAN 2 PEMBIASAN CAHAYA PADA KACA PLAN PARALEL

A. Judu Judull Perc Percob obaa aan n Pembiasan cahaya pada kaca plan paralel

B. Tuju Tujuan an Perc Percob obaa aan n Tujuan

percobaan

ini

yaitu

untuk

menyelidiki

dan

menentukan nilai indek bias dari kaca palan paralel dan air.

C. Teo Teori Dasa Dasar r Perb Perbed edaa aan n cepa cepatt ramb rambat at caha cahaya ya anta antarr satu satu medi medium um dengan medium lain menyebabkan peristiwa perubahan arah ramb rambat at (pem (pembe belo loka kan) n) caha cahaya ya pada pada bata batas s dua dua medi medium um tersebut. Jika seberkas cahaya melalui bidang batas antara dua dua buah buah medi medium um yang yang berb berbed eda a ting tingka katt kera kerapa pata tann nnya ya,, caha cahaya ya akan akan meng mengal alam amii

peru peruba baha han n

arah arah rama ramabt bt atau atau

dibelokkan. dibelokkan. Peristiwa pembelokkan pembelokkan cahaya cahaya pada batas dua medium disebut pembiasan. Jadi, pembiasan cahaya adalah peristiwa

pembelokan

arah

rambat

cahaya

setela elah

mengalami perubahan medium. Jika seberkas sinar menuju permukaan kaca plan paralel, maka sinar akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali. Pemb Pembia iasa san n pert pertam ama a terj terjad adii keti ketika ka caha cahaya ya masu masuk k ke kaca kaca.. Pembiasan

kedua

terjadi

ketika

cahaya keluar dari kaca ke udara. Ketika cahaya dari udara masuk ke

kaca,

cahaya

akan

dibiaskan

mendekati normal. Setelah itu, cahaya

akan akan keluar keluar dari dari kaca kaca dan dibias dibiaskan kan oleh oleh udara udara menjau menjauhi hi normal. Perjalanan cahaya yang mengalami pembiasan dua kali dapat dilihat pada gambar disamping.

Besarnya pergeseran sinar (t) pada kaca paln paralel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan seperti berikut: d=sin(θi-θr)cosθr

Keterangan: d = pergeseran sinar t = tabel kaca plan paralel θi = sudut datang θr = sudut bias

D. Rangka Rangkaian ian Percob Percobaa aan n

E. Ala Alat da dan Bah Baha an 1. Kaca plan paralel

2. Air di dalam wadah wadah plastik plastik bening 3. Kertas Kertas A4 yang diberi diberi garis 4. Kertas Kertas A4 polos polos 5. Jarum pentul pentul 4 buah 6. Pengga Penggaris ris 7. Busur Busur derajat derajat 8. Pensil Pensil / pena pena 9. Catu Catu daya daya

A. Pros Prosed edur ur Per Perco coba baan an 1. Siapkan Siapkan peralatan peralatan seperti seperti terlihat terlihat pada pada gambar gambar rangkaian rangkaian percobaan. 2. Bula Bulatl tlah ah gari gariss-ga gari ris s yang yang memb membag agii kert kertas as A4 menj menjad adii empat bagian yang sama dengan menggunakan pena. 3. Garislah Garislah tepi-tepi tepi-tepi kaca dengan dengan mengguna menggunakan kan pensil/pen pensil/pena a sehingga ukuran kaca tercetak sama persis di atas kertas A4. 4. Posisikan Posisikan mata mata kamu kamu di depan depan kaca kaca plan plan paralel. paralel. 5. Leta Letakk kkan anla lah h jaru jarum m pent pentul ul yang yang pert pertam ama a di deka dekatt tepi tepi kertas kertas A4, jarum pentul pentul kedua letakka letakkan n pada satu satu garis lurus diantara jarum pertama dengan kaca plan paralel. 6. Posisikan Posisikan mata mata kamu kamu di belakang belakang kaca kaca plan paralel. paralel. 7. Letakkan jarum pantul yang ketiga sejajar dengan jarum

pertama dan kedua di tepi kertas ((dekat dekat dengan mata). mata).

Sedangkan jarum ke empat di letakkan di antara jarum ketiga dengan kaca plan paralel. 8. Setela Setelah h diangg dianggap ap sejajar sejajar semua, semua, cabutla cabutlah h keempa keempatt jarum jarum tadi. 9. Buatlah

garis

lurus

yang

sangat

panjang

yang

menghubungkan lubang jarum pertama dan kedua hingga mengenai pola kaca plan paralel garis ini dapat disebut sebaga sebagaii garis garis berkas berkas sinar sinar datang datang(i) (i),, dengan dengan cara yang yang sama sama hubung hubungkan kanlah lah lubang lubang jarum jarum ketiga ketiga dan keempa keempatt sehi sehing ngga ga meng mengen enai ai pola pola kaca kaca plan plan para parale lel, l, gari garis s ini ini disebut garis berkas sinar paantul (r). 10. Ukur dan catatlah sudut sinar datang ( ∠ i) dan sudut sinar

pantul (∠ r) pada tabel pengamatan. 11.Re 11.Reka kaml mlah ah

geja gejala la yang yang terj terjad adii

deng dengan an meng menggu guna naka kan n

kamera yang kamu miliki. 12.Ulangi percobaan sebanyak tiga kali, pada kertas berbeda untuk

posisi

jarum

yang

berbeda-beda

(sudut

kemiringannya terhadap kaca plan paralel). 13.Lampirkanlah berkas gambar pola cahaya yang kamu buat pada percobaan ini di laporan.

A. Data Data Has Hasil il Perc Percob obaa aan n Jenis bahan pembiasan : kaca plan paralel No.

∠i

∠r

Sin i

Sin r

n

d

1

30°

21°

0,5

0,358

1,396

0,569 cm

2

45°

28°

0,707

0,469

1,507

1,125 cm

3

60°

35°

0,866

0,573

1,5113

1,754 cm

Jenis bahan pembiasan : air

No.

∠i

∠r

Sin i

Sin r

n

d

1

30°

26°

0,5

0,438

1,141

0,318 cm

2

45°

37,5°

0,707

0,608

1,162

0,674 cm

3

60°

49°

0,866

0,754

1,148

1,192 cm

B. Pengol Pengolaha ahan n dan Analis Analisis is Data Data Pergeseran sinar No.

X

1

X

X − X

X − X

0,569

1,149

-0,58

0,336

2

1,125

1,149

-0,024

0,000576

3

1,754

1,149

0,605

0,366

1) Harga rata-rata :

=i=1nXn

=1, 149

X

2) Penyimpangan deviasi : ∆X=X1-

= -0,58 X

= -0,024

∆X=X2 X

(d)

2

pada

kaca aca

plan paralel

= 0,605

∆X=X3 X

n×100%

3) Kesalahan relatif tiap percobaan Kr = Kr = X1 X

=19,33% n×100% =0,8%

Kr = Kr = X2 X

n×100%

Kr = Kr = X3 X

=20,16% 4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = Kr = i=1nKrn = 19,33+0,8+20,163 = 13,43% 5) Kesalahan mutlak pengukuran Km = ∆XX1×100%= -0,580,569×100%=101,93%

Km = ∆XX2×100% = -0,0241,125×100%= 2,133%

Km = ∆XX3×100% = 0,6051,754×100%= 34,49%

Indeks bias pada kaca plan paralel (n)

No.

X

1

2

X

X − X

X − X

1,396

1,471

-0,075

0,005

2

1,507

1,471

0,036

0,0012

3

1,5113

1,471

0,0403

0,0016 1) Harga

rata-rata :

=i=1nXn

=1, 471

X


= -0,075 X

= 0,036

∆X=X2 X

= 0,0403

∆X=X3 X

n×100%


=2,5% n×100% =1,2%

Kr = Kr = X2 X

n×100%

Kr = Kr = X3 X

=1,3433% 4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = Kr = i=1nKrn

=

2,5+1,2+1,34333

= 1,681% 5) Kesalahan mutlak pengukuran Km = ∆XX1×100% = -0,0751,396×100% =5,372%

Km = ∆XX2×100% = 0,0361,507 ×100% = 2,388%

Km = ∆XX3×100% = 0,04031,5113×100% = 2,666%

Pergeseran sinar No.

X

1

2

X

X − X

0,318

0,728

-0,41

0,168

2

0,674

0,728

-0,054

0,0029

3

1,192

0,728

0,464

0,215


=i=1nXn

X − X

pada air

= 0,728

X


= -0,41 X

= -0,054

∆X=X2 X

= 0,464

∆X=X3 X

n×100%


=13,66% n×100% =1,8%

Kr = Kr = X2 X

(d)

n×100%

Kr = Kr = X3 X

=15,46% 4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = Kr = i=1nKrn = 13,66+1,8+15,463 = 10,30% 5) Kesalahan mutlak pengukuran Km = ∆XX1×100% = -0,410,318 ×100% =128,93%

Km = ∆XX2×100% = -0,0540,674 ×100% = 8,011%

Km = ∆XX3×100% = 0,4641,192 ×100% = 38,92%

Indeks bias pada air (n) No.

X

1

2

X

X − X

1,141

1,150

-0,009

0,000081

2

1,162

1,150

0,012

0,000144

3

1,148

1,150

-0,002

0,000004


=i=1nXn

X − X

=1, 150

X


= -0,009 X

= 0,012

∆X=X2 X

= -0,002

∆X=X3 X

n×100% =


0,3% n×100% = 0,04%

Kr = Kr = X2 X

n×100% =

Kr = Kr = X3 X

0,066% Kr = i=1nKrn 4) Kesalahan relatif rata-rata Kr =

=

0,3+0,04+0,0663

= 1,135% 5) Kesalahan mutlak pengukuran Km = ∆XX1×100% = -0,0091,141×100% =0,788%

Km = ∆XX2×100% = 0,0121,162 ×100% = 1,032%

Km = ∆XX3×100% = -0,0021,148×100% = 0,174%

A. Hasi Hasill Perc Percob obaa aan n Pada bahan pembias kaca plan paralel saat θi=30°

Sin θi Sin θr =n2n1 Sin 30°Sin 21°=n2n1 0,50,358=n21 n2=1,396 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(30°-21°)Cos 21°×3,4=0,569

Pada bahan pembias kaca plan paralel saat θi=45°


Pada bahan pembias kaca plan paralel saat θi=60°


Pada bahan pembias air saat θi=30°

Sin θi Sin θr =n2n1 Sin 30°Sin 26°=n2n1

0,50,438=n21 n2=1,141 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(30°-26°)Cos 26°×4,1=0,318


Sin θi Sin θr =n2n1 Sin 45°Sin 37,5°=n2n1 0,7070,608=n21 n2=1,162 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(45°-37,5°)Cos 37,5°×4,1=0,674


Sin θi Sin θr =n2n1

Sin 60°Sin 49°=n2n1 0,8660,754=n21 n2=1,148 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(60°-49°)Cos 49°×4,1=1,192

B. Tugas Akhir 1. Tentukan indeks bias masing-masing bahan pembias! Jawab:

Untuk bahan pembias kaca plan paralel: Sin θiθr=n2n1

0,50,358=n21

n2=1,396

Sin θiθr=n2n1

0,7070,469=n21

n2=1,507

Sin θiθr=n2n1

0,8660,573=n21

n2=1,5113

Untuk bahan pembias air: Sin θiθr=n2n1

0,50,438=n21

n2=1,141

Sin θiθr=n2n1

0,7070,608=n21

n2=1,162

Sin θiθr=n2n1

0,8660,754=n21

n2=1,148

2. Tentukanlah pergeseran sinar pada masing-masing bahan! Jawab:

Bahan pembias kaca plan paralel d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(30°-21°)Cos 21°×3,4=0,569 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(45°-28°)Cos 28°×3,4=1,125 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(60°-35°)Cos 35°×3,4=1,754

Bahan pembias air d=Sinθi-θrCos θrt=Sin30°-26°Cos 26°×4,1=0,318 d=Sinθi-θrCos θrt=Sin45°-37,5°Cos 37,5°×4,1=0,674 d=Sin(θi-θr)Cos θrt=Sin(60°-49°)Cos 49°×4,1=1,192 3. Bagaimanakah hubungan antara indeks bias bahan terhadap pergeseran

sinar?

Jawab:

Indeks Indeks bias nilainya haruslah tetap dan tidak berubah, berubah, sedangkan nilai pada pergeseran sinar dipengaruhi oleh sinar datang yang ditentukan. Semakin Semakin besar sudut sinar sinar datang dan sinar pantul pantul maka semakin besar besar pula nilai pergeseran pergeseran sinarnya. sinarnya. Begitu juga sebaliknya, sebaliknya, semakin semakin kecil sudu sudutt sina sinarr data datang ng dan dan sina sinarr pant pantul ul maka maka sema semaki kin n keci kecill pula pula nila nilaii pergeseran pergeseran sinarnya. sinarnya. Jadi, hasil indeks indeks bias dan pergeseran pergeseran sinar sangat sangat dipengaruhi besar kecilnya sudut sinar datang dan sinar pantul.

4. Bandingkan nilai indeks bias yang kamu peroleh dengan indeks bias

bahan bahan pembia pembiass pada pada buku-b buku-buku uku referen referensi. si. Tentuk Tentukan an nilai nilai present presentase ase kesalahan relatifnya! Jawab:

Indeks bias kaca plan paralel No.

Indeks Bias Percobaan Kaca Plan Paralel

Indeks Bias Kaca Plan Paralel pada Buku Referensi

1

1,396

1,5

2

1,507

1,5

3

1,5113

1,5

Nilai presentasi kesalahan relatifnya adalah: X=1,396-1,51,5×100%=6,933% X=1,507-1,51,5×100%=0,466% X=1,5113-1,51,5×100%=0,753%

Indeks bias air No.

Indeks Bias Percobaan Air

Indeks Bias Air pada Buku Referensi

1

1,141

1,33

2

1,162

1,33

3

1,148

1,33

Nilai presentasi kesalahan relatifnya adalah: X=1,141-1,331,33×100%=14,21% X=1,162-1,331,33×100%=12,63% X=1,148-1,331,33×100%=13,68%

A. Ke Kesi simp mpul ulan an dan dan Sara Saran n Kesimpulan

Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya cahaya melewa melewati ti bidang bidang batas batas dua medium medium yang yang berbed berbeda a indeks biasnya. Pada setiap percobaan yang memiliki sinar datang dan sudut pantul yang berbeda-beda maka akan menghasilkan indeks bias dan pergeseran sinar yang berbeda pula. Dari percobaan tersebut dapat juga dilihat bahwa tiap-tiap sudut datang dan sudut pantul memiliki perbedaan pada nilai pergeseran sinar dan perbedaan indeks bias yang digunakan sesuai dengan bahan yang digunakan. Semakin kecil sudut sinar datang dan sinar pantul maka indeks bias dan pergesaran sinarnya makin kecil. Begitu juga sebaliknya. Jadi, hasil indeks bias dan pergeseran sinar sangat dipengaruhi besar kecilnya sudut sinar datang dan sinar pantul. Saran

Dalam Dalam melalu melalukan kan percob percobaan aan,, hendak hendaknya nya mengik mengikuti uti prosed prosedur ur pengam pengamata atan n dengan baik agar mendapatkan hasil atau data yang maksimal.

Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

Recommend Documents