PRAKTEK PEMBIASAN CAHAYA PADA KACA PLAN PARALEL

A. Tujuan : Untuk menentukan sudut bias dan pergeseran sinar datang pada pembiasan kaca plan paralel

B. Alat dan Bahan :- Kaca plan paralel- Gabus/styrofoam- Jarum pentul- Paku payung- Kertas milimeter- Penggaris- Busur- Alat tulis

C. Materi :Ø PlanParalel

Konsep Fisis Hal yang mempengaruhi pembiasan pada kaca planparalel adalah sudut datang, tebal kaca, dan indeks bias kaca. Semakin besar sudut datangnya, maka semakin kecil sudut refleksinya, tetapi jika besar sudut datangnya kecil, maka sudut refleksinya juga semakin kecil. Semakin tebal kaca, maka semakin besar nilai pergeseran sinar yang melewati kaca.

Semakin besar indeks bias kaca, maka semakin besar pula nilai pergeserannya. Suatu sifat gelombang yang menarik adalah bahwa gelombang dapat dibelokkan oleh rintangan tergantung indeks bias. Hal ini sering disebut dengan pembiasan gelombang. Salah satu gelombang tersebut adalah cahaya.

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut dualisme gelombang partikel. Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna.

Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern. Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Salah satu sifat yang dimiliki sebuah cahaya adalah pembiasan cahaya saat cahaya masuk melalui dua medium yang berbeda. Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks biasnya. Pembiasan cahaya menganut hukum Snellius tentang pembiasan cahaya. Setiap

cahaya yang datang dan melewati medium yang berbeda, maka sinar tersebut dibiaskan tergantung kerapatannya. Sudut sinar bias dapat mendekati garis normal maupun menjauhinya tergantung kerapatannya. Hukum ini dapat ditulis dengan matematis bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang ekivalen adalah nisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang sama dengan kebalikan nisbah indeks bias. Dengan demikian sinar yang melalui dua medium yang berbeda dapat dibelokkan tergantung dengan nilai indeks bias yang dimiliki. Salah satu medium yang dapat membuat cahaya terbiaskan dan dapat diamati pembiasannya adalah kaca planparalel. Kaca planparalel adalah sebuah kaca yang terdiri dari beberapa bidang datar di sekitarnya. Bentuk kaca planparalel adalah sebuah balok sehingga dapat memungkinkan pengamatan yang berbeda-beda tergantung ketebalannya. Jika sinar datang menuju kaca planparalel, sinar yang dipantulkan dibelokkan menuju garis normal. Di sisi lain, berkas cahaya yang muncul dalam kaca dibiaskan ke udara, sudut bias lebih besar dari sudut datang dan sinar yang dipantulkan dibelokkan menjauhi garis normal. Hasil dari pembiasan tersebut adalah sebuah pergeseran sinar cahaya yang seharusnya tetap lurus menembus menjadi terbelokkan tetapi tetap sejajar dengan sinar aslinya. Pergeseran sinar tersebut dapat diamati dengan jelas tergantung medium yang dilewatinya. Besarnya pergeseran sinar (t) pada kaca planparalel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

t= d sin ( i 1 – r 1)cos r1

Keterangan:d = tebal balok kaca, (cm)i = sudut datang, (°)r = sudut bias, (°) t = pergeseran cahaya, (cm)

D. Langkah kerja :1. Siapkan alat dan bahan2. Buat garis koordinat x dan y di kertas milimeter (y sebagai garis normal (N1))3. Tempel kertas milimeter di atas styrofoam dengan menancapkan keempat sudut

menggunakan paku payung.4. Mengukur ketebalan kaca plan paralel.5. Letakan kaca plan paralel tepat dibawah garis x, lalu jiplak bentuk kaca plan paralel.6. Lalu buat garis sinar datang terhadap garis normal (y) dan sumbu x yang akan

membentuk sudut datang (i)7. Tancapkan jarum pentul di sepanjang garis sinar datang (2 pentul) di titik P1 dan P2.8. Dari sisi yang bersebrangan pada kaca plan paralael lihatlah dua jarum tadi (titik P1 dan

P2) dengan pandangan mata sejajar dengan kaca plan paralel untuk menentukan titik P3 dan P4. Apabila keempat titik tersebut terletak dalam satu garis lurus tancapkan jarum pentul di titik P3 dan P4.

9. Singkirkan kaca plan paralel nya, lalu tarik garis yang mengubungkan titik P3 dan P4 (garis P3P4)

10. Buatlah garis hubung antara sinar datang dengan garis P3P4.11. Mengukur besar sudut r.12. Memanjangkan garis sinar datang.13. Menarik garis yang tegak lurus mengubungkan perpanjangan sinar datang dengan sinar

bias.14. Mengukur panjang garis pengubung yang mengubungkan sinar datang dengan sinar

bias. (t)15. Ulangi langkah diatas untuk beberapa sudut lainnya.

E. Hasil Percobaan

NO I R Sin i Sin r Cos r t(pengamatan) d1 30o x2 60o y

F. Analisa Data1. Pada percobaan 1 dengan sudut datang I sebesar 30o , maka

a. Indeks bias kacanya :Nudara . Sin I = Nkaca . Sin RNkaca = Sin I = ? Sin r

b. Pergeseran sinar datang

t= d sin ( i 1 – r 1) = ?cos r1

Dapat dilihat pada percobaan pertama , pergeseran sinar datang (t) dilihat dari pengamatan sebesar = x,hal ini tidak melenceng jauh dengan pergeseran sinar datang (t) dari hasil perhitungan dengan rumus sebesar = a

x = a

2. Pada percobaan 2 dengan sudut datang I sebesar 60o , makac. Indeks bias kacanya :

Nudara . Sin I = Nkaca . Sin RNkaca = Sin I = ? Sin r

d. Pergeseran sinar datang

t= d sin ( i 1 – r 1) = ?cos r1

Dapat dilihat pada percobaan pertama , pergeseran sinar datang (t) dilihat dari pengamatan sebesar = y,hal ini tidak melenceng jauh dengan pergeseran sinar datang (t) dari hasil perhitungan dengan rumus sebesar = b

y = b

G. Jawab pertanyaanH. Kesimpulan

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. Hasil percobaan menyatakan indeks bias kaca rata rata sebesar ...

3. Pergeseran berkas sinar rata-rata sebesar 2,0 cm .