21

Click here to load reader

Pembiasan pada Lensa

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Percobaan 5Pembiasaan pada Lensa

Citation preview

Page 1: Pembiasan pada Lensa

PEMBIASAN PADA LENSA

LAPORAN PRAKTIKUM OPTIK

Disusun oleh:

Nita Nurtafita107016300115

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUANUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA1432 H/2010 M

Page 2: Pembiasan pada Lensa

PERCOBAAN 5

PEMBIASAN PADA LENSA

A. Judul Percobaan

Menentukan fokus lensa cembung (+)

B. Tujuan Percobaan

1. Mahasiswa dapat memahami hubungan jarak benda (s), jarak bayangan

(s’), dalam menentukan fokus lensa.

2. Mahasiswa dapat menentukan perbesaran dari suatu lensa yang memiliki

fokus tertentu.

C. Teori Dasar

Bidang lengkung sferis biasanya mempunyai ketebalan tertentu. Bidang

lengkung yang sangat tipis (ketebalannya diabaikan) disebut lensa. Lensa

digunakan pada kacamata, kamera, teropong, dan mikroskop. Lensa adalah benda

bening tembus cahaya yang terdiri dari dua bidang lengkung atau satu bidang

lengkung dan satu bidang datar.

Kegunaan utama dari lensa untuk membentuk bayangan benda. Lensa dapat

dibagi menjadi beberapa macam, yaitu lensa cembung (konveks), dan lensa

cekung. Lensa cembung disebut juga lensa positif, merupakan suatu bahan tembus

cahaya yang dibentuk sedemikian rupa dengan kedua sisinya berbentuk

permukaan bola, dimana permukaan lengkungnya menghadap ke luar. Sifat utama

lensa cembung adalah memusatkan/konvergen (mengumpulkan) setiap sinar yang

datang menuju suatu titik tertentu yang dinamakan fokus. Sinar sejajar sumbu

utama lensa dibiaskan menuju fokus lensa.

Page 3: Pembiasan pada Lensa

Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu sebagai berikut:

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

2. Sinar melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.

Untuk menggambarkan bayangan dari sebuah benda, hanya diperlukan dua

sifat istimewa dari lensa cembung.

Lensa cekung merupakan lensa yng permukaan lengkungannya menghadap

ke dalam. Ciri utama lensa cekung adalah bagian tengah lebih tipis dari pada

bagian pinggirnya. Lensa cekung disebut juga lensa negatif karena titik fokus

utamanya bernilai negatif (terletak di depan lensa). Lensa cekung memiliki sifat

divergen (memancarkan sinar). Jika sinar datang sejajar sumbu utama lensa akan

dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus lensa. Sifat Bayangan pada lensa

cekung selalu maya, tegak, dan diperkecil.

Page 4: Pembiasan pada Lensa

Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu sebagai berikut:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik

fokus F1.

2. Sinar datang yang melalui titik pusat lensa tidak mengalami pembiasan.

3. Sinar datang yang seolah-olah menuju titik fokus, dibiaskan sejajar dengan

sumbu utama

Page 5: Pembiasan pada Lensa

Untuk menggambarkan bayangan dari sebuah benda, hanya di perlukan dua

sifat istimewa dari lensa cekung. Hubungan benda dan bayangan adalah sebagai

berikut:

Keterangan: s = jarak benda

s’ = jarak bayangan

f = jarak fokus

R = jari-jari

D. Rangkaian Percobaan

E. Alat dan Bahan

1. Kotak cahaya 8. Tumpakan berpeniepit

2. Pemegang kotak cahaya 9. Lensa f=+100mm, bertangkai

3. Rel presisi 10. Lensa f=+50mm, bertangkai

4. Kaki rel 11. Diafragma anak panah

5. Penyambung rel 12. Catu daya

6. Layar putih 13. Kabel penghubung

7. Pemegang slaid diafragma 14. Kertas grafik

1s+ 1

s '=1

f

1s+ 1

s '= 2

R

Page 6: Pembiasan pada Lensa

F. Prosedur Percobaan

1. Siapkan peralatan percobaan sesuai daftar.

2. Susunlah peralatan percobaan seperti gambar rangkaian.

3. Gunakanlah bagian belakang kotak cahaya untuk menghasilkan berkas

sinar yang menyebar.

4. Gunakan diafragma anak panah sebagai benda yang diterangi sumber

cahaya.

5. Gunakan layar putih untuk menangkap bayangan yang dihasilkan.

6. Hubungkan catu daya ke sumber tegangan PLN. Pastikan catu daya

dalam keadaan mati.

7. Pilih tegangan keluaran catu daya 12 V DC.

8. Hubungkan sumber cahaya ke catu daya.

9. Pilihlah lensa yang akan ditentukan besar fokusnya.

10. Letakkan benda (diafragma anak panah) pada jarak tertentu yang disebut

jarak benda (s). Ukur jarak tersebut dengan menggunakan penggaris.

11. Geserlah posisi layar putih, sehingga diperoleh bentuk bayangan yang

jelas, tajam dan baik. Ukurlah posisi layar terhadap lensa, jarak ini

disebut jarak bayangan s’.

12. Catatlah hasil percobaan pada tabel pengamatan.

13. Ulangi langkah 10-11 untuk fokus yang berbeda-beda sebanyak 5 kali

pengamatan.

14. Lengkapi tabel dengan hasil perhitungan menggunakan persamaan yang

diberikan dan data hasil pengamatan.

Page 7: Pembiasan pada Lensa

G. Data Hasil Percobaan

Metode 1

Fokus 1

No. S (cm) S’ (cm) S.S’ S+S’ S.S’/(S+S’)

1 10 10 100 20 5

2 10 15 150 25 6

3 10 20 200 30 6,67

4 10 25 250 35 7,14

5 10 30 300 40 7,5

Fokus 2

No. S (cm) S’ (cm) S.S’ S+S’ S.S’/(S+S’)

1 5 10 50 15 3,33

2 10 10 100 20 5

3 15 10 150 25 6

4 20 10 200 30 6,67

5 25 10 250 35 7,14

Metode 2

Fokus 1

Tinggi benda yang digunakan (h) = 1

No. s’ (cm) h’ (cm) M=h’/h S’/(M+1)

1 10 1 1 5

2 15 2,1 2,1 4,84

3 20 3,2 3,2 4,76

4 25 4,4 4,4 4,62

5 30 5,4 5,4 4,68

Fokus 2

Page 8: Pembiasan pada Lensa

Tinggi benda yang digunakan (h) = 1

No. s’ (cm) h’ (cm) M=h’/h S’/(M+1)

1 10 0,8 0,8 5,5

2 10 1 1 5

3 10 1,2 1,2 4,54

4 10 1,5 1,5 4

5 10 1,6 1,6 3,84

H. Pengolahan dan Analisis Data

1. Mencari jarak fokus (f) untuk benda yang diketahui jarak benda dan

bayangannya pada fokus 1.

a) Dik : s = 10 cm, s’ = 10 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

10+ 1

10=1+1

10= 2

10

f =102

=5cm

M=|S'

S |=|1010|=1 kali

b) Dik : s = 10 cm, s’ = 15 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

10+ 1

15=3+2

30= 5

30

f =305

=6 cm

M=|S'

S |=|1510|=1,5kali

c) Dik : s = 10 cm, s’ = 20 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

Page 9: Pembiasan pada Lensa

1f=1

s+ 1

s'= 1

10+ 1

20=2+1

20= 3

20

f =203

=6,67 cm

M=|S'

S |=|2010|=2 kali

d) Dik : s = 10 cm, s’ = 25 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

10+ 1

25=5+2

50= 7

50

f =507

=7,14 cm

M=|S'

S |=|2510|=2,5kali

e) Dik : s = 10 cm, s’ = 30 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

10+ 1

30=3+1

30= 4

30

f =304

=7,5 cm

M=|S'

S |=|3010|=3 kali

2. Mencari jarak fokus (f) untuk benda yang diketahui jarak benda dan

bayangannya pada fokus 2.

a) Dik : s = 5 cm, s’ = 10 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

Page 10: Pembiasan pada Lensa

1f=1

s+ 1

s'=1

5+ 1

10=2+1

10= 3

10

f =103

=3,33 cm

M=|S'

S |=|105 |=2 kali

b) Dik : s = 10 cm, s’ = 10 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

10+ 1

10=1+1

10= 2

10

f =102

=5 cm

M=|S'

S |=|1010|=1kali

c) Dik : s = 15 cm, s’ = 10 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

15+ 1

10=2+3

30= 5

30

f =305

=6cm

M=|S'

S |=|1015|=0,67 kali

d) Dik : s = 20 cm, s’ = 10 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

20+ 1

10=1+2

20= 3

20

f =203

=6,67 cm

Page 11: Pembiasan pada Lensa

M=|S'

S |=|1020|=0,5 kali

e) Dik : s = 25 cm, s’ = 10 cm

Dit : f dan M ?

Jawab :

1f=1

s+ 1

s'= 1

25+ 1

10=2+5

50= 7

50

f =507

=7,14 cm

M=|S'

S |=|1025|=0,4 kali

I. Tugas Akhir

1. Buatlah grafik hubungan antara s.s’ terhadap s+s’. (tentukan

persamaannya)!

Jawab:

a) grafik hubungan antara s.s’ terhadap s+s’ pada fokus 1

b) grafik hubungan antara s.s’ terhadap s+s’ pada fokus 2

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaN

S.S’/(S+S’)

Series1Linear (Series1)

Page 12: Pembiasan pada Lensa

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaN

S.S’/(S+S’)

S.S’/(S+S’)Linear (S.S’/(S+S’))

Persamaanya :

Fokus 1 : y = 0,614x + 4,62

Fokus 2 : y = 0,929x + 2,841

2. Tentukan harga fokus lensa berdasarkan grafik s.s’ terhadap s+s’!

a) Harga fokus lensa pada fokus 1

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

S.S’/(S+S’)

S.S’/(S+S’)

Page 13: Pembiasan pada Lensa

b) Harga fokus lensa pada fokus 2

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

S.S’/(S+S’)

S.S’/(S+S’)

Harga fokus lensa pada fokus 1 dan fokus 2 diperoleh dari perhitungan

s.s’ terhadap s+s’ (sesuai data yang diperoleh).

3. Buatlah kesimpulan dari grafik s.s’ terhadap s+s’. Bandingkan dengan

harga fokus lensa yang digunakan! Tentukan harga error!

Jawab:

Berdasarkan data hasil pengukuraan dan perhitungan, maka diperoleh

harga fokus yang sama (perbandingan antara grafik dengan hasil analisis

data), maka harga error yang diperoleh tidak ada. Kedua grafik tersebut

menjelaskan hubungan yang linier, sehingga data pengukuran maupun

perhitungan untuk harga fokus lensa tetap sama.

Page 14: Pembiasan pada Lensa

4. Buatlah grafik hubungan antara s’ terhadap M+1. (tentukan

persamaannya)!

a) grafik hubungan antara s’ terhadap M+1 pada fokus 1

b) grafik hubungan antara s’ terhadap M+1 pada fokus 2

Persamaanya :

Fokus 1 : y = -0,086x + 5,038

Fokus 2 : y = -0,432x + 5,872

0 2 4 6 8 10 120.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

f(x) = NaN x + NaN

S’/(M+1)

S’/(M+1)Linear (S’/(M+1))

0 2 4 6 8 10 120.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

f(x) = NaN x + NaN

S’/(M+1)

S’/(M+1)Linear (S’/(M+1))

Page 15: Pembiasan pada Lensa

5. Tentukan harga fokus lensa berdasarkan grafik s’ terhadap M+1!

a) Harga fokus lensa pada fokus 1

b) Harga fokus lensa pada fokus 2

Harga fokus lensa pada fokus 1 dan fokus 2 diperoleh dari perhitungan s’

terhadap M+1’ (sesuai data yang diperoleh).

0 2 4 6 8 10 120.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

S’/(M+1)

S’/(M+1)

0 2 4 6 8 10 120.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

S’/(M+1)

S’/(M+1)

Page 16: Pembiasan pada Lensa

6. Buatlah simpulan dari grafik s’ terhadap M+1. Bandingkan dengan harga

fokus lensa yang digunakan! Tentukan pula harga error!

Berdasarkan data hasil pengukuraan dan perhitungan, maka diperoleh

harga fokus yang sama (perbandingan antara grafik dengan hasil analisis

data), maka harga error yang diperoleh tidak ada. Kedua grafik tersebut

menjelaskan hubungan berbanding terbalik antara fokus 1 dan 2 pada

metode 1. Sehingga data pengukuran maupun perhitungan untuk harga

fokus lensa tetap sama.

7. Bagaimanakah harga fokus dengan menggunakan kedua metode ini?

Dengan menggunakan kedua metode ini, harga fokus yang didapat tidak

sesuai dan hasil yang diperoleh dengan menggunakan kedua metode ini

berbeda.

J. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah diakukan pada pembiasan cahaya pada

lensa cembung yang bersifat konvergen, kami memperoleh data yang tidak

sesuai dari kedua metode yang digunakan. Hal tersebut terjadi mungkin

karena adanya kesalahan paralaks yang terjadi saat praktikum.