I. TUJUAN1. Mempelajari rumus-rumus lensa.2. Mempelajari cacat-cacat lensa.

II. DASAR TEORI2.1 Pegertian OptikOptik merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang konsep cahaya. Optika terbagi ke dalam 2 bagian yaitu Optik Geometris dan Optik Fisis. Optik Geometris membahas tentang pemantulan dan pembiasan. Sedangkan Optik Fisis membahas tentang sifat-sifat cahaya, interferensi cahaya, hakikat cahaya dan pemanfaatan sifat-sifat cahaya. Optik geometris atau optik sinar menjabarkan perambatan cahaya sebagai vektor yang disebut sinar. Sinar adalah sebuah abstraksi atau instrumen yang digunakan untuk menentukan arah perambatan cahaya. Sinar sebuah cahaya akan tegak lurus dengan muka gelombang cahaya tersebut, dan ko-linear terhadap vektor gelombang.

2.2 LensaSecara umum lensa dibagi menjadi dua, yaitu lensa positif (lensa cembung) dan lensa negatif (lensa cekung).A. Lensa Positif (Lensa Cembung)Lensa cembung memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian tepinya. Sifat dari lensa ini adalah mengumpulkan sinar sehingga disebut juga lensa konvergen. Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, diperbesar. Tiga sinar istimewa pada lensa cembung:

Gambar 1. (1) Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1, (2) Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama, (3) Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

B. Lensa Negatif (Lensa Cekung)Lensa cekung memiliki permukaan pemantul yang bentuknya melengkung atau membentuk cekungan. Garis normal pada cermin cekung adalah garis yang melalui pusat kelengkungan, yaitu di titik M atau 2F. Sinar yang melalui titik ini akan dipantulkan ke titik itu juga. Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar pantul atau konvergen. Ketika sinar-sinar sejajar dikenakan pada cermin cekung, sinar pantulnya akan berpotongan pada satu titik. Titik perpotongan tersebut dinamakan titik api atau titik fokus (F). Ketika sinar-sinar datang yang melalui titik fokus mengenai permukaan cermin cekung, ternyata semua sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Akan tetapi, jika sinar datang dilewatkan melalui titik M (2F), sinar pantulnya akan dipantulkan ke titik itu juga.

Gambar 2. (1) Sinar datang sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus aktif F1, (2) Sinar datang seakan-akan menuju titik fokus pasif F2 akan dibiaskan sejajar sumbu utama, (3) Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

2.3 Lensa GabunganLensa gabungan merupakan gabungan dari dua atau lebih lensa dengan sumbu utamanya berhimpit dan disusun berdekatan satu sama lain sehingga tidak jarak antara lensa yang satu dengan lensa yang lain (d = 0). Untuk mendapatkan persamaan gabungan perhatikan Gambar 3 berikut ini:

Gambar 3. Pembentukan bayangan pada dua lensa yang disusun sangat berdekatan d = 0.Dengan menggunakan persamaan pembuat lensa kita dapatkan:

Rumus lensa tipis untuk masing-masing lensa adalah:

Karena , maka:

2.4 Fokus LensaFokus lensa (F) didefinisikan sebagai letak bayangan jika bendanya berada di titik tak hingga. Jarak fokus lensa (f) adalah jarak dari pusat optik ke titik fokus (F). Hubungan antara fokus lensa f, jarak benda g, dan jarak bayangan b untuk sebuah lensa dapat diperoleh dari optika geometri.

Gambar 4. Arah jalannya tiga berkas cahaya pada lensa positifDari gambar ini didapatkan persamaan:

2.5 Kuat LensaKuat lensa berkaitan dengan sifat konvergen (mengumpulkan berkas sinar) dan divergen (menyebarkan sinar) suatu lensa. Untuk Lensa positif, semakin kecil jarak fokus, semakin kuat kemampuan lensa itu untuk mengumpulkan berkas sinar. Untuk Lensa negatif, semakin kecil jarak fokus semakin kuat kemampuan lensa itu untuk menyebarkan berkas sinar. Oleh karenanya kuat lensa didefinisikan sebagai kebalikan dari jarak fokus.

2.6 Hukum SnelliusHukum Snellius juga disebut Hukum pembiasan atau Hukum sinus dikemukakan oleh Willebrord Snellius pada tahun 1621 sebagai rasio yang terjadi akibat prinsip Fermat. Pada tahun 1637, Ren Descartes secara terpisah menggunakan heuristic momentum conservation in terms of sines dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. 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.

2.7 Cacat LensaCacat Lensa (aberasi lensa) terdiri dari 6 macam, yaitu:a. Aberasi sferis ( disebabkan oleh kecembungan lensa)Sinar-sinar paraksial / sinar-sinar dari pinggir lensa membentuk bayangan di pusat optik. Aberasi ini dapat dihilangkan dengan mempergunakan diafragma yang diletakkan di depan lensa atau dengan lensa gabungan aplanatis yang terdiri dari dua lensa yang jenis kacanya berlainan.b. Koma Terjadi akibat tidak sanggupnya lensa membentuk bayangan dari sinar di tengah-tengah dan sinar tepi. Pada aberasi koma, sebuah titik benda akan terbentuk bayangan seperti bintang berekor, gejala koma ini tidak dapat diperbaiki dengan diafragma.

c. AstigmatismaDisebakan titik benda membentuk sudut besar dengan sumbu sehingga bayangan yang terbentuk ada dua yaitu primer dan sekunder. Apabila sudut antara sumbu dengan titik benda relatif kecil maka kemungkinan besar akan berbentuk koma.d. Kelengkungan medanBayangan yang dibentuk oleh lensa pada layar letaknya tidak dalam satu bidang datar, melainkan pada bidang lengkung. Peristiwa ini disebut lengkungan medan atau lengkungan bidang bayangan.e. DistorsiDistorsi atau gejala terbentuknya bayangan palsu. Terjadinya bayangan palsu ini karena di depan atau di belakang lensa diletakkan diafragma atau cela. Benda berbentuk kisi akan tampak bayangan berbentuk tong atau berbentuk bantal. Gejala distorsi ini dapat dihilangkan dengan memasang sebuah cela di antara dua buah lensa.f. Aberasi kromatisTerjadi karena fokus lensa berbeda-beda untuk setiap warna. Akibatnya bayangan yang terbentuk akan tampak dengan berbagai jarak dari lensa.III. ALAT DAN BAHANb. Lampu dan gambar kisi sebagai bendac. Lensa positif 1 dan standard. Lensa positif 2 dan standare. Lensa negatif dan standarf. Layarg. Penggaris sebagai relh. Celah kecil sebagai standari. Celah besar sebagai standarj. Celah pinggir sebagai standar

IV. PROSEDUR PERCOBAANA.Menentukan Jarak Fokus Lensa Positif dengan Metode Lensa Tipis1. Susun alat seperti Gambar 4.2. Atur jarak sumber cahaya terhadap layar dan ukur s jika bayangan diperbesar dan diperkecil.3. Ulangi 5 kali untuk mendapatkan variasi data.4. Lakukan percobaan 2 untuk jarak sebesar: 100, 95, 90, 85, 80, dan 75 cm.

B. Menetukan Fokus Lensa Negatif1. Bentuk bayangan real dengan menggunakan lensa positif.2. Catat posisi objek lensa dan layar.3. Ganti layar dengan cermin pada posisi I.4. Letakkan lensa negatif antara lensa positif dan cermin.5. Gerakkan maju dan mundur lensa negatif untuk mendapatkan bayangan real di dekat benda.6. Ukur jarak lensa negatif ke cermin. Jarak ini merupakan fokus lensa negatif.7. Ulangi percobaan di atas sebanyak 5 kali untuk mendapatkan variasi data.

C. Menentukan Fokus Lensa Gabungan1. Gabungkan lensa positif dan negatif.2. Atur posisi benda, lensa gabungan dan layar sehingga diperoleh bayangan di layar.3. Ukur jarak dari lensa ke layar dan lensa ke benda (pergunakanlah perjanjian tanda untuk posisi benda dan bayangan).4. Lakukan percobaan diatas sebanyak 5 kali.

V. DATA PENGAMATAN5.1 Pengukuran fokus lensa positifNo

195519051,380100,7

29551,19051,280100,6

39550,99051,180100,7

49551,2905180100,7

595519051,380100,7

No

17780,768120,76780,7

27780,768120,56780,5

37780,668120,76780,7

47780,768120,76780,7

57780,768120,76780,7

5.2Pengukuran fokus lensa negatifNoJarak lensa ke layar (s) cmJarak lensa negatif ke cermin (fokus lensa negatif (f)) cm

1915

29,115,2

3915,1

4915

5915

5.3Pengukuran fokus lensa gabunganNoJarak lensa ke layar () cmJarak lensa ke benda () cm

13851

237,951,1

337,851,2

43851

53851

VI. ANALISA/PENGOLAHAN DATA6.1 PERHITUNGAN6.1.1 Lensa Positif6.1.1.1 Perhitungan Fokus Lensa Positif

Dengan cara yang sama diperoleh:No

19554,75

29054,74

380108,89

47787,25

5681210,2

66787,15

6.1.1.2 Perhitungan Daya Kuat Lensa Positif

Dengan cara yang sama diperoleh:No

14,7521,05

24,7421,10

38,8911,25

47,2513,80

510,29,80

67,1513,99

6.1.2 Lensa Negatif6.1.2.1 Perhitungan Fokus Lensa NegatifKarena jarak lensa negatif ke cermin = jarak fokus lensa negatif, maka:No

11515

215,215,2

315,115,1

41515

51515

6.1.2.2 Perhitungan Daya Kuat Lensa Negatif

Dengan cara yang sama diperoleh:No

1156,67

215,26,58

315,16,62

4156,67

5156,67

6.1.3 Lensa Gabungan6.1.3.1 Perhitungan Fokus Lensa Gabungand adalah jarak antara lensa positif dan negatif. Karena lensa negatif dan positif saling berhimpitan satu sama lain, maka d = 0.

Rumus lensa tipis untuk masing-masing lensa adalah:

Karena , maka:

Dengan cara yang sama diperoleh:No (cm)

1513821,77

251,137,921,76

351,237,821,75

4513821,77

5513821,77

6.1.3.2 Perhitungan Daya Kuat Lensa Gabungan

Dengan cara yang sama diperoleh:Nof (cm)P (dioptri)

121,774,59

221,764,60

321,754,60

421,774,59

521,774,59

6.2 RALAT6.2.1 Lensa PositifRalat Pengukuran Jarak Fokus Lensa PositifData 1No

1

2

3

4

5

Data 2No

1

2

3

4

5,3

Data 3No

1

2,01

3

4

5

Data 4No

1

2

3

4

5

Data 5No

1

2

3

4

5

Data 6No

1

2

3

4

5

Ralat Perhitungan Fokus Lensa PositifNo

1

2

3

4

5

6

Ralat Perhitungan Daya Kuat Lensa PositifNo

1

2

3

4

5

6

6.2.2 Lensa NegatifRalat Pengukuran Jarak Fokus Lensa NegatifNo

1

2

3

4

5

Ralat Perhitungan Fokus Lensa NegatifNo

1

2

3

4

5

Ralat Daya Kuat Lensa NegatifNo

1

2

3

4

5

6.2.3 Lensa GabunganRalat Pengukuran Jarak Lensa ke LayarNo

1

2

3

4

5

Ralat Pengukuran Jarak Lensa ke BendaNo

1

2

3

4

5

Ralat Perhitungan Fokus Lensa GabunganNo

1

2

3

4

5

Ralat Daya Kuat Lensa GabunganNo

1

2

3

4

5

VII. PEMBAHASANPada percobaan Lensa kali ini bertujuan untuk mempelajari rumus-rumus lensa serta mempelajari cacat-cacat lensa. Percobaan ini dibagi menjadi tiga, percobaan yang pertama yaitu percobaan menentukan jarak fokus lensa positif dengan metode lensa tipis, percobaan kedua yaitu menentukan fokus lensa negatif, sedangkan yang terakhir yaitu menentukan fokus lensa gabungan.Percobaan pertama yakni menentukan jarak fokus lensa positif. Pada percobaan ini didapatkan hasil pengukuran jarak fokus lensa untuk jarak 100 cm, 95 cm, 90 cm, 85 cm, 80 cm dan 75 cm. Pengambilan data ini dilakukan sebanyak 5 kali untuk masing-masing jarak. Untuk (s + s) = 100 cm didapatkan data sebesar 1 cm, 1,1 cm, 0,9 cm, 1,2 cm dan 1 cm. Untuk (s + s) = 95 cm didapatkan data sebesar 1,3 cm, 1,2 cm, 1,1 cm, 1 cm dan 1,3 cm. Untuk (s + s) = 90 cm didapatkan data sebesar 0,7 cm, 0,6 cm, 0,7 cm, 0,7 cm dan 0,7 cm. Untuk (s + s) = 85 cm didapatkan data sebesar 0,7 cm, 0,7 cm, 0,6 cm, 0,7 cm dan 0,7 cm. Untuk (s + s) = 80 cm didapatkan data sebesar 0,7 cm, 0,5 cm, 0,7 cm, 0,7 cm dan 0,7 cm. Untuk (s + s) = 75 cm didapatkan data sebesar 0,7 cm, 0,5 cm, 0,7 cm, 0,7 cm dan 0,7 cm.Pada percobaan pertama juga didapatkan hasil perhitungan fokus lensa sebesar 4,75 cm, 4,47 cm, 8,89 cm, 7,25 cm, 10,2 cm dan 7,15 cm. Untuk melihat keakuratan data, maka dibuat sebuah ralat. Ralat untuk fokus lensa positif adalah sebesar 88,72%. Selain perhitungan fokus lensa, didapatkan juga perhitungan daya kuat lensa positif sebesar 21,05 dioptri, 21,20 dioptri, 11,25 dioptri, 13,80 dioptri, 9,80 dioptri dan 13,99 dioptri. Didapatkan pula ralat untuk perhitungan daya kuat lensa positif sebesar 88,31%.Pada percobaan pertama benda diletakkan didepan cahaya, sedangkan lensa positif berada diantara benda dengan layar. Sehingga muncul bayangan pada layar, dimana bayangan tersebut lebih besar dari benda aslinya, posisinya terbalik dan nyata. Hal ini menunjukkan bahwa bayangan yang ditimbulkan oleh lensa positif yaitu terbalik, nyata, diperbesar.Percobaan kedua yakni menentukan jarak fokus lensa negatif. Pada percobaan ini pengambilan data dilakukan sebanyak 5 kali. Pengukuran untuk jarak lensa ke layar didapatkan data sebesar 9 cm, 9,1 cm, 9 cm, 9 cm dan 9 cm. Pengukuran untuk jarak lensa negatif ke cermin didapatkan data sebesar 15 cm, 15,2 cm, 15,1 cm, 15 cm dan 15 cm. Pada percobaan kedua juga didapatkan hasil perhitungan fokus lensa sebesar 15 cm, 15,2 cm, 15,1 cm, 15 cm dan 15 cm karena jarak lensa negatif ke cermin sama dengan fokus lensa negatif. Untuk melihat keakuratan data, maka dibuat sebuah ralat. Ralat untuk fokus lensa negatif adalah sebesar 99,74%. Selain perhitungan fokus lensa, didapatkan juga perhitungan daya kuat lensa negatif sebesar 6,67 dioptri, 6,52 dioptri, 6,48 dioptri, 6,67 dioptri, 6,67 dioptri dan 6,67 dioptri. Didapatkan pula ralat untuk perhitungan daya kuat lensa positif sebesar 99,63%.Pada percobaan kedua benda diletakkan didepan cahaya, dimana lensa negatif diletakkan diantara benda dengan layar. Sehingga muncul bayangan pada layar yang lebih kecil, namun tegak. Hal ini membuktikan bahwa bayangan yang dapat ditimbulkan oleh lensa negatif yaitu tegak, diperkecil dan maya.Percobaan yang yakni menentukan jarak fokus lensa gabungan. Pada percobaan ini dilakukan pengukuran sebanyak 5 kali dan didapatkan hasil pengukuran lensa ke layar sebesar 38 cm, 37,9 cm, 37,8 cm, 38 cm dan 38 cm. Pengukuran untuk jarak lensa ke benda didapatkan data sebesar 51 cm, 51,1 cm, 51,2 cm, 51 cm dan 51 cm.Pada percobaan terakhir juga didapatkan hasil perhitungan fokus lensa sebesar 21,77 cm, 21,76 cm, 21,75 cm, 21,77 cm dan 21,77 cm. Untuk melihat keakuratan data, maka dibuat sebuah ralat. Ralat untuk fokus lensa gabungan adalah sebesar 91,27%. Selain perhitungan fokus lensa, didapatkan juga perhitungan daya kuat lensa gabungan sebesar dioptri, dioptri, dioptri, dioptri, dioptri dan dioptri. Didapatkan pula ralat untuk perhitungan daya kuat lensa gabungan sebesar 99,9947%.Pada percobaan ketiga benda diletakkan didepan cahaya, sedangkan lensa gabungan berada diantara benda dan layar. Sehingga muncul bayangan pada layar yang terlihat lebih besar dari benda, dan memiliki posisi yang tegak dan nyata. Hal ini menunjukkan bahwa bayangan yang dibentuk dari lensa gabungan yaitu tegak dan diperbesar.Kurang akuratnya hasil yang diperoleh pada percobaan ini dapat disebabkan oleh beberapa hal antara lain ketidaktelitian saat membaca skala di milimeter block, adanya cacat pada lensa dan pencahayaan yang kurang sehingga bayangan yang diperoleh kurang tampak jelas.

VIII. KESIMPULANKesimpulan yang dapat diambil dari percobaan kali ini adalah:1. Bayangan yang ditimbulkan oleh lensa positif yaitu terbalik, nyata, diperbesar.2. Bayangan yang dapat ditimbulkan oleh lensa negatif yaitu tegak, diperkecil dan maya.3. Bayangan yang dibentuk dari lensa gabungan yaitu tegak dan diperbesar.4. Jarak lensa negatif ke cermin sama dengan fokus lensa negatif.5. Kurang akuratnya hasil yang diperoleh pada percobaan ini dapat disebabkan oleh beberapa hal antara lain ketidaktelitian saat membaca skala di milimeter block, adanya cacat pada lensa dan pencahayaan yang kurang sehingga bayangan yang diperoleh kurang tampak jelas.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I Edisi Kelima. Jakarta:ErlanggaHalliday, D., Resnick, R., Walker, J. - . Dasar-dasar Fisika Versi Diperluas Jilid Satu. Tangerang: Binarupa Aksara.Kanginan, Marthen. 1988. Ilmu Fisik. Jakarta : Erlangga.Paramarta, Ida Bagus Alit., Winasri, Putu Erika. 2012. Penuntun Pratikum Fisika Dasar II. Jimbaran: Laboratorium Fisika Dasar.Universitas Udayana.Sulistyo, dkk. 1992. Intisari Fisika. Bandung: Pustaka Setia.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR IIPERCOBAAN LENSA

Nama: Ni Luh Linda Ayu OktavianiNIM: 1108105002Kelompok: IHari/Tanggal Praktikum: Rabu, 4 April 2012Dosen: Ida Bagus Alit Paramarta, S.Si., M.SiAsisten Dosen: Ni Luh Widyasari(0908205001) Ni Nyoman Putri Windari (0908205002) Desi Delimasari(0908205018)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS UDAYANA2012