Laporan Optik

BAB I

PENDAHULUAN

A. Tujuan

Percobaan :

1. Dapat mengetahui sifat bayangan yang terbentuk pada lensa

cembung.

2. Dapat mengetahui besar sudut bias kaca dan besar indeks bias

kaca.

B. Alat dan Bahan

Percobaan I :

1. Lilin,

2. Kertas,

3. Tempat lilin,

4. Penyangga lensa,

5. Lensa cembung.

Percobaan II :

1. Kaca plan paralel,

2. Gabus,

3. Jarum pentoel,

4. Kertas.

1

C. Langkah Kerja

Percobaan I :

1. Siapkan alat- alat serta bahan- bahan yang akan digunakan.

2. Hidupkan api pada ujung lilin dan taruh di tempat lilin,

3. Tempatkan lensa cembung di depan lilin, berilah penyangga pada lensa,

4. Untuk melihat hasilnya, peganglah kertas atau benda lainnya yang dapat

digunakan untuk melihat pantulan cahaya dari lilin,

5. Ukurlah jarak dari benda dengan lensa, juga dari lilin ke lensa,

6. Amatilah pantulan cahaya lilin ke kertas,

7. Lalukan secara berkala percobaan, kemudian catatlah!

Percobaan II :

1. Membuat garis lurus horizontal pada kertas grafik,

2. Menempatkan sisi balok kaca tepat pada garis lurus di kertas grafik.

3. Membuat garis sudut datang, kemudian jarum ditancapkan tepat pada

garis sudut datang.

4. Melihat posisi jarum dari sisi balok kaca yang lain, kemudian

menancapkan jarum pada titik sehingga kedudukan jarum berimpit

dengan jarum yang berada pada garis sudut datang.

5. Buatlah garis pada titik-titik jarum yang berimpit, garis tersebut

merupakan garis yang meninggalkan balok kaca.

6. Buatlah garis dari titik sudut datang pada batas sisi balok kaca dengan

titik pada batas titik balok kaca sinar yang meninggalkan balok kaca.

Garis yang berada dalam balok kaca disebut garis sinar bias.

7. Catat sudut datang = ….° dan sudut bias = ….°

8. Lakukan dengan besar sudut datang yang berbeda-beda kemudian

masukkan dalam bentuk tabel.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Landasan Teori

Percobaan I :

Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang bias. Lensa

Cembung (konveks) memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian

tepinya. Lensa cembung terdiri atas 3 macam bentuk yaitu lensa bikonveks

(cembung rangkap), lensa plankonveks (cembung datar) dan lensa konkaf

konveks (cembung cekung).

Lensa cembung disebut juga lensa positif. Lensa cembung memiliki sifat

dapat mengumpulkan cahaya sehingga disebut juga lensa konvergen. Apabila ada

berkas cahaya sejajar sumbu utama mengenai permukaan lensa, maka berkas

cahaya tersebut akan dibiaskan melalui satu titik.

Dari gambar (lampiran gb.01) terlihat bahwa sinar bias mengumpul ke

satu titik fokus di belakang lensa. Berbeda dengan cermin yang hanya memiliki

satu titik fokus, lensa memiliki dua titik fokus. Titik fokus yang merupakan titik

pertemuan sinar-sinar bias disebut fokus utama (F1) disebut juga fokus aktif.

Karena pada lensa cembung sinar bias berkumpul di belakang lensa maka letak

nya juga di belakang lensa. Sedangkan fokus pasif (F2) simetris terhadap . Untuk

lensa cembung, letak ini berada di depan lensa.

1. Sinar istimewa pada lensa cembung

3

Ada tiga tiga sinar istimewa pada lensa cembung. (lampiran Gb.02) :

a.Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus F.

b.Sinar melalui F dibiaskan sejajar sumbu utama.

c.Sinar melalui pusat optik tidak dibiaskan.

Titik fokus lensa cembung dapat ditentukan dengan suatu rumus yang

disebut rumus pembuat lensa (lens maker equation) seperti tertulis di bawah ini :

Keterangan:

f = jarak titik fokus lensa cembung.

n = indeks bias lensa.

R1 = radius kelengkungan permukaan 1 lensa.

R2 = radius kelengkungan permukaan 2 lensa.

Cara menentukan nilai R1 dan R2 apakah positif atau negatif dapat dilihat

pada aturan lensa. Berapapun nilai R1 dan R2 titik fokus dari lensa cembung

selalu positif.

2. Langkah-langkah pembentukan bayangan pada lensa cembung

a.Lukis dua buah sinar istimewa (agar lebih sederhana gunakan sinar

istimewa pada poin 1 dan 3)

4

b.Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan ke belakang lensa.

Perpanjangan sinar-sinar bias ke depan lensa dilukis sebagai garis putus-

putus.

c.Perpotongan kedua buah sinar bias yang dilukis pada langkah 1

merupakan letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari sinar bias,

terjadi bayangan nyata, tetapi jika perpotongan didapat dari perpanjangan

sinar bias, bayangan yang dihasilkan adalah maya.

Contoh: (lampiran Gb.03)

Sifat bayangan: Nyata, terbalik, diperbesar.

Selain dengan melukis bayangan , kita juga dapat menentukan sifat

bayangan dengan menggunakan metode penomoran ruang berdasarkan aturan

Esbach.

Seperti pada pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga digunakan

dalil Esbach untuk membantu menentukan posisi dan sifat-sifat bayangan yang

dibentuk oleh lensa positif. Untuk lensa nomor ruang untuk benda dan nomor

5

ruang untuk bayangan dibedakan. Nomor ruang untuk benda menggunakan angka

Romawi (I, II, III, dan IV), sedangkan untuk ruang bayangan menggunakan angka

Arab (1, 2, 3 dan 4).

Sama seperti pada pemantulan cahaya pada cermin lengkung, posisi

bayangan ditentukan dengan menjumlahkan nomor ruang benda dan nomor ruang

bayangan, yakni harus sama dengan lima. Misalnya benda berada di ruang II,

maka bayangan ada di ruang 3. Lengkapnya dalil Esbach untuk lensa dapat

disimpulkan sebagai berikut.

Dalil Esbach:

a. Jumlah nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan sama

dengan lima.

b. Untuk setiap benda nyata dan tegak:

i. Semua bayangan yang terletak di belakang lensa bersifat

nyata dan terbalik.

ii. Semua bayangan yang terletak di depan lensa bersifat maya

dan tegak.

c. Bila nomor ruang bayangan lebih besar dari nomor ruang benda,

maka ukuran bayangan lebih besar dari bendanya dan sebaliknya.

Percobaan II :

6

Kaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang

kedua sisinya dibuat sejajar

Berdasarkan gambar (lampiran Gb.04), cahaya yang mengenai kaca

planparalel akan mengalami dua pembiasan, yaitu pembiasan ketika memasuki

kaca plan paralel dan pembiasan ketika keluar dari kaca plan paralel.

Pada saat sinar memasuki kaca :

Sinar datang (i) dari udara (medium renggang) ke kaca (medium rapat) maka

akan dibiaskan (r) mendekati garis normal (N)

Pada saat sinar keluar dari kaca

Sinar datang (i') dari udara (medium renggang) ke kaca (medium rapat) maka

akan dibiaskan (r') menjauhi garis normal (N)

Selain itu, sinar yang keluar dari kaca plan paralel mengalami pergeseran

sejauh t dari arah semula, dan besarnya pergeseran arah sinar tersebut memenuhi

persamaan berikut :

Keterangan :

d = tebal balok kaca

7

i = sudut datang

r = sudut bias

t = pergeseran cahaya

B. Hasil Praktikum

Percobaan I :

No

.

Jarak Benda (So) Jarak Bayangan (Si) Sifat

1. 18 cm 39,5 cm Nyata, Terbalik, diperkecil.

2. 21 cm 36 cm Nyata, Terbalik, diperbesar.



5. 26 cm 27 cm Nyata, Terbalik, diperkecil.


7. 28 cm 28 cm Nyata, Terbalik, sama besar.



10. 39,5 cm 28,5 cm Nyata, Terbalik, diperbesar.

Percobaan II :

No. i1 r1 i2 r2

1. 40 27 25 50

2. 25 13 13 26

8

C. Pembahasan

Percobaan I :

Berdasarkan pada tiga sinar istimewa lensa cembung terjadi yaitu:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa, dibiaskan melalui titik

focus (f).

2. Sinar dating dari titik focus (f), dibiaskan sejajar sumbu utama.

3. Sinar dating melalui titik pusat optic (o), tidak dibiaskan

melainkan diteruskan.

Percobaan II :

Diketahui :

β = 15˚

AD = 1,8 cm

Ø = 6 cm

AL = 6 cm

AB = 6,7 cm

AL = cos r1

AB

6 = cos 266,7

0,9 = 0,9

AD = sin βAB

1,8 = sin 156,7

0,27 = 0,26

9

t = AB x sin (i1-r1)

1,8 = 6,7 x sin 13

1,8 = 6,7 x 0,22

1,8 = 1,5

Menentukan indeks bias kaca

Sin i = n kacaSin r = n udara

Sin 40 = n kacaSin 27 = 1

n kaca = 0,60,5

= 1,2

Diketahui :

β = 15˚

AD = 2,5 cm

AL = 6 cm

AB = 7,3 cm

T = 2,6

AL = cos r1

AB

6 = cos 137,2

0,83 = 0,97

10

AD = sin βAB

2,5 = sin 157,3

0,3 = 0,26

t = AB x sin (i1-r1)

2,6 = 7,3 x sin 12

2,6 = 1,5

Menentukan indeks bias kaca

Sin i = n kacaSin r = n udara

Sin 25 = n kacaSin 13 = 1

n kaca = 0,40,2

= 2

11

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Percobaan I

1) Pembiasan pada lensa cembung yaitu bersifat nyata dan tegak

sedangkan jarak benda dan bayangan dapat mempengaruhi

perbesaran atau pengecilan pada benda jika dilihat pada lensa.

2) Hasil penelitian sesuai dengan Dalil Esbach.

Percobaan II

1) Sinar yang melalui dua medium berbeda yaitu kaca dan

udara(dalam percobaan) akan mengalami perubahan kecepatan

dengan indikasi pembelokan sinar. Hal ini disebut pembiasan

cahaya.

2) Pergeseran sinar setelah melewati kaca plan paralel dalam

percobaan mendekati hasil perhitungan pergeseran sinar

dengan rumus.

12

Documents

Laporan Optik