Pembiasan Cahaya

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR II

PEMBIASAN CAHAYA

 

Disusun Oleh: IRA SILVIANA RAHMAN 11221028 Dosen Pembimbing: Jumingin, S.Si

FAKULTAS TARBIYAH

JURUSAN TADRIS MATEMATIKA

IAIN RADEN FATAH PALEMBANG

TAHUN 2012

Kata Pengantar

Dengan mempersembahkan puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Hasil Praktikum mengenai Pembiasan Cahaya sesuai dengan waktu yang ditentukan. Laporan ini disusun sebagai syarat penilaian pada mata kuliah Fisika Dasar II.

Dalam penyelesaian laporan ini, penulis banyak mengalami kesulitan, terutama di sebabkan oleh kurangnya ilmu pengetahuan, namun berkat bimbingan dari berbagai pihak, akhirnya laporan ini dapat diselesaikan walaupun masih banyak kekurangannya. Karena itu sepantasnya jika penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Jumingin, S.Si, selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan hingga terselesaikannya laporan ini. Terimakasih juga tak lupa penulis ucapkan atas kerja samanya rekan-rekan mahasiswa terutama kelompok IV, semoga kita semua kelak menjadi mahasiswa yang sukses dan unggul nantinya serta samua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung.

            Penulis menyadari sebagai seorang mahasiswa yang pengetahuannya belum seberapa dan masih perlu banyak belajar dalam penulisan laporan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang positif agar laporan ini menjadi lebih baik dan berguna di masa yang akan datang.

Palembang,   April 2012

Penulis

 

Daftar Isi

Kata Pengantar                                                                                                  i

Daftar Isi                                                                                                            ii

Bab I  Pendahuluan

1.1.      Latar Belakang ...........................................................................   1

1.2.      Tujuan Praktikum ......................................................................   1

Bab II  Tinjauan Pustaka ..............................................................................   2

Bab III Metodologi

3.1.      Waktu dan Tempat .................................................................... 9

3.2.      Alat dan Fungsi .......................................................................... 9

3.3.      Prosedur ...................................................................................... 9

Bab IV Hasil dan Pembahasan

4.1.      Hasil .............................................................................................  11

4.2.      Pembahasan ................................................................................  12

Bab V Kesimpulan ........................................................................................  14

Daftar Pustaka ...............................................................................................  15

Lampiran  ....................................................................................................... 16

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman semu dan pemantulan sempurna. Sedangkan lensa adalah benda optik yang salah satu atau keduanya merupakan bidang lengkung. Lensa merupakan peralatan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Mikroskop menggunakan susunan lensa untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang. Kamera menggunakan susunan lensa agar dapat merekam obyek dalam film. Teleskop juga memanfaatkan lensa untuk melihat bintang-bintang yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari bumi.

Akan tetapi tiap lensa mempunyai jarak fokus yang berbeda, sehingga perlu melakukan penelitian untuk menentukan jarak fokus dan titik fokus lensa tersebut. Hal inilah yang melatarbelakangi penulis dalam melakukan praktikum mengenai “Pembiasan cahaya”.

1.2  Tujuan Praktikum

Tujuan dilakukannya praktek mengenai pembiasan cahaya ini adalah untuk menentukan jarak fokus lensa.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Hukum Snell

Jika seberkas cahaya datang dan membentuk sudut terhadap permukaan (bukan hanya tegak lurus), berkas tersebut dibelokkan pada waktu memasuki medium yang baru. Pembelokan ini disebut pembiasan. Jika cahaya merambat dari satu medium ke medium kedua dimana lajunya lebih besar, berkas dibelokkan menjauhi normal, untuk berkas cahaya yang merambat dari air ke udara. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta.

θ₁ adalah sudut datang dan θ₂ adalah sudut bias, n₁ dan n₂ adalah indeks-indeks bias materi tersebut. Hukum Snell merupakan dasar hukum pembiasan. Jika n₂ > n₁, maka θ₂ < θ₁ , artinya jika cahaya memasuki medium dimana n lebih besar (dan lajunya lebih kecil), maka berkas cahaya dibelokkan menuju normal. Dan jika n₂ < n₁, maka θ₂ > θ₁ , sehingga berkas dibelokkan menjauhi normal.

                                                                                                   

Pantulan Internal Sempurna

Apabila cahaya melintas dari suatu materi ke yang lainnya dimana indeks biasnya lebih kecil, cajaya dibelokkan menjauhi normal. Pada sudut datang tertentu, sudut bias akan 90°, dan dalam hal ini berkas bias akan berhimpitan dengan permukaan. Sudut datang dimana hal ini terjadi disebut sudut kritis, θ_c. Dari hukum Snell, θ_c dinyatakan dengan :

Dimana n_{1 >} n₂

θc

                                                                                   

                                                                  MEDIUM RENGGANG (n₂)

                                                            MEDIUM RAPAT (n₁)

Untuk semua sudut datang yang lebih kecil dari θ_c akan ada berkas bias, walaupun sebagian cahaya juga akan dipantulkan pada perbatasan. Pantulan internal sempurna hanya terjadi jika cahaya menimpa batas dimana medium sesudahnya memiliki indeks bias yang lebih kecil.

Lensa Tipis

Sumbu lensa merupakan garis lurus yang melewati pusat lensa dan tegak lurus terhadap kedua permukaannya.

a.    Lensa-lensa Konvergen

Lensa yang lebih tebal di tengah daripada ditepinya akan membuat berkas-berkas paralel berkumpul ke satu titik, dan disebut lensa konvergen.

                                                                                                    

Cembung ganda                        Cembung datar                   Meniskus cembung

(a)

(b)

Gambar 1. (a) (b) Berkas-berkas paralel difokuskan oleh lensa tipis konvergen

b.   Lensa-lensa Divergen

Lensa yang lebih tipis di tengah daripada di sisinya disebut lensa divergen karena membuat cahaya paralel menyebar.

                                                                       

Cekung ganda                         Cekung datar                       Meniskus cekung

Gambar 2. Lensa divergen

Titik fokus merupakan titik bayangan untuk benda pada jarak tak hingga pada sumbu utama. Titik fokus lensa bisa ditemukan dengan menentukan titik dimana berkas-berkas cahaya dibentuk menjadi bayangan yang tajam. Jarak titik fokus dari pusat lensa disebut jarak fokus f . Kebalikan dari panjang fokusuntuk menentukan kekuatan lensa kacamata (kontak) disebut kuat lensa, P,

Kekuatan Lensa                               

satuan untuk kekuatan lensa adalah dioptri (D)

Gambar 3. Tiga sinar utama pada lensa cembung. (1) berasal dari puncak benda paralel dengan sumbu utama, kemudian dibiaskan melalui titik fokus. (2) paralel dengan sumbu utama di luar lensa. (3) lurus melalui pusat lensa (dianggap sangat tipis).

Persamaan Lensa

Persamaan yang menghubungkan jarak bayangan dengan jarak benda dan panjang fokus lensa akan membuat penentuan posisi bayangan lebih cepat dan lebih akurat dibandingkan dengan penelusuran berkas, untuk lensa konvergen (dianggap sangat tipis), sehingga

Karena panjang AB = h_o, dengan demikian

Kita samakan ruas kanan persamaan-persamaan ini, bagi dengan d_i, dan susun kembali untuk mendapatkan

Persamaan Lensa                                        

Ini disebut persamaan lensa. Persamaan ini menghubungkan jarak bayangan d_i dengan jarak benda d_o dan panjang fokus f .

Gambar 4. Penurunan persamaan lensa untuk lensa konvergen

Persamaan lensa untuk lensa divergen adalah sama, berarti

Jika kedua persamaan ini disamakan dan disederhanakan, maka didapatkan

Gambar 5. Penurunan persamaan lensa untuk lensa divergen

Perbesaran lateral, m, sebuah lensa didefinisikan sebagai perbandingan tinggi bayangan dengan tinggi benda, maka didapatkan

Perbesaran lateral lensa               

Untuk bayangan tegak, perbesaran positif. Dan untuk bayangan terbalik, m bernilai negatif.

BAB III

METODOLOGI

3.1.      Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada

Hari       : Selasa

Tanggal : 10 April 2012

Tempat : Laboratorium MIPA IAIN Raden Fatah Palembang

Pukul    : 08.00 – 10.00 WIB

3.2.      Alat dan Fungsi

a.    Diafragma, berfungsi untuk mencegah over exposure pada saat memotret benda dekat (macro).

b.   Lensa, berfungsi untuk memfokuskan cahaya dan untuk melihat bayangan yang telah dibiaskan oleh lensa.

c.    Rel presisi, berfungsi untuk meletakkan benda dan lensa serta untuk menentukan jarak benda dan jarak bayangan dengan lensa.

d.   Catu daya, berfungsi sebagai pengontrol kestabilan tegangan output dengan merubah-rubah lebar pulsa untuk menyaklarkan transistor penyaklar.

3.3.      Prosedur

1.      Susun rangkaian seperti gambar berikut :

  _{sumber      diafragma                                 lensa                                   tabir/layar}

                                                                                                               _{rel presisi}                                                                                                               

                                    s                                      s’                                                             

2.      Gunakan lensa +50 mm.

f  = +50 mm = 5 cm

M = 2f 

Ruang benda              Jarak Fokus (f )

Ruang I       :           0 – f                              0 – 5

Ruang II      :           f  - M                           5 – 10

Ruang III     :           > M                             > 10

Ruang IV    :           Benda Maya

                    

3.      Berikan tegangan masukan 12 volt.

4.      Tetapkan S dan ukur S’ , masukkan dalam tabel.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

a.        Hasil

Dalam praktikum kali ini terdapat 3 jenis lensa yang digunakan, yaitu 5 cm, 10 cm, dan 20 cm. Ruang benda yang dipakai adalah Ruang II dan Ruang III, hal ini dikarenakan jika benda berada di ruang II maka bayangan berada di ruang III, sehingga

R_bayangan > R_benda → diperbesar

Untuk mencari nilai  f , maka digunakan rumus :

a.a. Untuk f  = 5 cm, maka M = 2f  = 10 cm

No.	S	S’	S + S’	S x S’	f
1.	6	29	35	174	4,9
2.	8	18	26	144	5,5
3.	10	12	22	120	5,4
4.	12	10	22	120	5,4
5.	14	9	23	126	5,4
∑ f					26,6