LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

RUMUS LENSA

(G9)

Disusun oleh:

Nama : Hesti Vera

NIM : 12/331628/PA/14791

Fakultas : MIPA

Golongan : 67B

Asisten : Halim Hamadi

UNIT LAYANAN FISIKA DASAR

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Lensa merupakan salah satu alat optic yang sering kita jumpai dalam

kehidupan sehari-hari. Pemanfaatan lensa sudah banyak digunakan juga oleh

masyarakat. Aplikasi penggunaan lensa juga sudah ada di berbagai alat dari yang

sederhana sampai dengan yang rumit. Misalnya saja pemanfaatan lensa pada

kacamata dan pada mikroskop.

Secara umum lensa dibagi atas dua macam, yaitu lensa cembung dan lensa

cekung. Pada praktikum ini, lensa yang digunakan dan diteliti rumusnya adalah

lensa cembung. Lensa cembung ini memiliki bagian tengah yang lebih terbal

dibanding bagian pinggirnya. Lensa cembung atau konvergen akan

mengkonvergensi berkas sejajar pada titik fokus bagian nyata. Dalam praktikum

ini, akan dicari nilai dari titik api (focus) pada lensa cembung yang digunakan

untuk praktikum.

B. Tujuan

1. Belajar menerapkan dan mengartikan (menginterpretasikan) grafik

termasuk mengenal ralat rambang dan ralat sistematik

2. Mencari nilai dari titik focus lensa yang digunakan pada praktikum ini

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh satu bidang datar atau dua

bidang lengkung. Ada 2 jenis lensa, yaitu lensa cekung (konveks) dan lensa

cembung. Lensa cembung memiliki bagian tengah yang lebih tebal

dibanding bagian pinggirnya, lalu berkas sejajar akan dikonvergensikan pada

titik fokus yang nyata sedangkan pada lensa cekung berkas sejajar yang berasal

dari titik fokus maya akan dibisakan menjadi berkas yang divergen. Lensa

cembung membentuk bayangan nyata dan terbalik dari objek yang jaraknya lebih

besar dari pada jarak fokus lensa. Bila objek  berada diantara lensa dan titik fokus

utama lensa, bayangan yang terjadi bersifat maya (pada sisi lensa yang sama

seperti objeknya) tegak dan diperbesar. Sedangkan lensa-lensa cekung hanya

menghasilkan bayangan yang maya, tegak dan diperkecil. Berikut ini adalah

gambar macam-macam lensa cembung dan cekung.

Gambar 1. Macam-macam lensa cembung

Gambar 2. Macam-macam lensa cekung

Pada praktikum ini, digunakan lensa tipis berupa lensa cembung-cembung

dan lensa cembung-datar. Lensa tipis mempunyai kekuatan lensa, kekuatan lensa

dengan satuan dioptri berbanding terbalik dengan jarak fokus. Semakin kecil jarak

fokus maka semakin kuat lensa itu.

Pada lensa cembung, focus dinyatakan positif, jarak benda (obyek) ke

lensa dinyatakan positif bila obyek nyata dan jarak bayangan ke lensa dinyatakan

positif jika bayangan nyata. Sedangkan pada lensa cekung focus bernilai negative,

jarak benda ke lensa dinyatakan negative jika obyek maya dan jarak bayangan

dinyatakan negative jika bayangan maya. Hubungan antara jarak benda ke lensa

(v) dengan jarak bayangan ke lensa (b) dinyatakan dengan rumus berikut:

Dengan:  f  = jarak fokus lensa 

b = jarak bayangan ke lensa

v = jarak benda ke lensa

Jarak fokus lensa (f) merupakan sifat karakteristik dari lensa, disebut juga

jarak api. Lensa dimisalkan tipis, dan sinar-sinar bersifat paraksial (dekat dengan

sumbu utama). Dengan demikian, v dihitung positif, bila objeknya nyata, dan

negatif bila objeknya maya sedangkan b dihitung positif, bila bayangannya nyata,

dan negatif bila bayangannya maya serta f dihitung positif untuk lensa konvergen,

dan negatif untuk lensa divergen.

Perbesaran linear :

TinggibayanganTinggiobjek

= Jarakbayanganterhadaplensajarakobjekterhadaplensa

1f=1

v+ 1

b

BAB III

METODE EKSPERIMEN

A. Alat dan Bahan

1. Benda

2. Lensa cembung dan pemegangnya

3. Lampu yang ditutup dengan kertas buram

4. Mistar

5. Bangku optic

6. Layar untuk menangkap bayangannya

B. Skema Percobaan

Gambar 3. Rangkaian pada percobaan rumus lensa

C. Tata Laksana

1. Lampu, lensa, dan benda diletakkan pada bangku optic serta disusun

seperti pada gambar 3

2. Layar atau lensa digeser ke kiri atau ke kanan untuk menentukan jarak

benda dan bayangan sehingga diperoleh bayangan dari mistar yang paling

focus dan jelas

3. Hasil pengukuran untuk jarak bayangan dan jarak benda yang diperoleh

dicatat ke dalam laporan sementara

4. Langkah nomor 2 dan 3 diulangi kembali dengan jarak yang berbeda-beda

dan dengan lensa yang berbeda

D. Analisa Data

Pada praktikum ini digunakan pengukuran jarak antara benda ke lensa dan

jarak lensa dengan layar serta jarak bayangan terhadap lensa. Pengukuran tersebut

dapat dirumuskan sebagai berikut:

dengan:  f  = jarak fokus lensa 

b = dengan jarak bayangan ke lensa

v = jarak benda ke lensa

1b=−1

v+ 1

f

↓ ↓ ↓ dengan y = 1b

x = −1v

y x c m = -1 c = 1f

untuk ∆1b

= 1

b2 x ∆ b dengan ∆ b = 0,05 cm

c = 1f

sehingga f = 1c

∆ c = |c1−c|+|c2−c|

2

∆ f = 1

c2 x ∆ c

f ± ∆ f = (…..± …..)

untuk mendapatkan m, menggunakan rumus m = ∆ y∆ x

=y2− y1

x2−x1

untuk mendapatkan x1 , y1 dan x2 , y2 dipilih titik sembarang yang dilewati oleh

garis.

1f=1

v+ 1

b

Titik centroid

BAB IV

HASIL EKSPERIMEN

A. Data

Pada percobaan I diperoleh data sebagai berikut

No. Jarak benda v (cm) Jarak bayangan b (cm) 1v

(cm)1b

(cm)

1. 30 103 0,0333 0,0098

2. 31 100 0,0323 0,0100

3. 32 98 0,0312 0,0102

4. 33 94 0,0303 0,0106

5. 34 87 0,0294 0,0115

6. 35 81 0,0286 0,0123

7. 36 75 0,0278 0,0133

Pada percobaan II diperoleh data sebagai berikut

No. Jarak benda v (cm) Jarak bayangan b (cm) 1v

(cm)1b

(cm)

1. 30 61 0,0333 0,016

2. 31 56 0,0323 0,018

3. 32 53 0,0312 0,019

4. 33 50 0,0303 0,020

5. 34 48 0,0294 0,021

6. 35 46 0,0286 0,022

7. 36 44 0,0278 0,023

B. Grafik

1. Grafik pada percobaan pertama

2. Grafik pada percobaan kedua

C. Perhitungan

1. Untuk percobaan I

Menentukan ∆1b

= 1

b2 x ∆ b

1. b = 103 cm 1

1032 x 0,05 = 4,7 x 10−6

2. b = 100 cm 1

1002 x 0,05 = 5,0 x 10−6

3. b = 98 cm 1

982 x 0,05 = 5,2 x 10−6

4. b = 94 cm 1

942 x 0,05 = 5,7 x 10−6

5. b = 87 cm 1

872 x 0,05 = 6,6 x 10−6

6. b = 81 cm 1

812 x 0,05 = 7,6 x 10−6

7. b = 75 cm 1

752 x 0,05 = 8,9 x 10−6

mencari nilai m menggunakan rumus m= ∆ y∆ x

=y2− y1

x2−x1

m= ∆ y∆ x

=y2− y1

x2−x1=

0,0123−0,01060,0286−0,0303

= -1

dari grafik yang digambar, diperoleh nilai c1 = 0,0154 ; c2 = 0,0165 ; c = 0,0159

mencari nilai f digunakan rumus f = 1c

dan untuk ralatnya ∆ f = 1

c2 x ∆ c

f = 1c

= 1

0,0159 = 62,893 dan c =

1f

= 1

62,893 = 0,0159

∆ c = |c1−c|+|c2−c|

2 =

|0,0154−0,0159|+|0,0165−0,0159|2

= 0,00005

∆ f = 1

c2 x ∆ c = 1

0,01592 x 0,00005 = 0,198

Jadi, diperoleh nilai f ± ∆ f = ( 62,893± 0,198) cm ≈ (62,9±0,2) x 10−2 m

2. Untuk percobaan II

Menentukan ∆1b

= 1

b2 x ∆ b

1. b = 61 cm 1

612 x 0,05 = 1,3 x 10−5

2. b = 56 cm 1

562 x 0,05 = 1,6 x 10−5

3. b = 53 cm 1

532 x 0,05 = 1,8 x 10−5

4. b = 50 cm 1

502 x 0,05 = 2,0 x 10−5

5. b = 48 cm 1

482 x 0,05 = 2,2 x 10−5

6. b = 46 cm 1

462 x 0,05 = 2,4 x 10−5

7. b = 44 cm 1

442 x 0,05 = 2,6 x 10−5

mencari nilai m menggunakan rumus m= ∆ y∆ x

=y2− y1

x2−x1

m= ∆ y∆ x

=y2− y1

x2−x1=

0,020−0,0190,0303−0,0312

= -1,11

dari grafik yang digambar, diperoleh nilai c1 = 0,0244 ; c2 = 0,0256 ; c = 0,0250

mencari nilai f digunakan rumus f = 1c

dan untuk ralatnya ∆ f = 1

c2 x ∆ c

f = 1c

= 1

0,0250 = 40 dan c =

1f

= 1

40 = 0,025

∆ c = |c1−c|+|c2−c|

2 =

|0,0244−0,0250|+|0,0256−0,0250|2

= 0

∆ f = 1

c2 x ∆ c = 1

0,01592 x 0 = 0

Jadi, diperoleh nilai f ± ∆ f = ( 40± 0) cm = (40± 0 ) x 10−2 m

BAB V

PEMBAHASAN

Lensa merupakan salah satu alat optic yang sering kita jumpai dalam

kehidupan sehari-hari. Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh satu bidang

datar atau dua bidang lengkung. Dalam praktikum rumus lensa ini, praktikan

bertujuan untuk mencari nilai focus lensa dan untuk dapat belajar menerapkan dan

mengartikan (menginterpretasikan) grafik termasuk mengenal ralat rambang dan

ralat sistematik.

Dalam praktikum ini digunakan metode titik centroid yang mempermudah

pemahaman dan pembacaan data. Metode titik centroid adalah metode yang

dipergunakan untuk menentukan titik keseimbangan dari grafik. Dalam praktikum

ini titik centroid berada di tengah-tengah garis yang dilewati oleh dua garis yang

terbentuk dari ralat ∆1b

. Dari metode titik centroid ini dihasilkan grafik yang

dapat mempermudah kita untuk mendapatkan nilai c. Dari gambar grafik yang

diperoleh, didapat nilai c untuk percobaan pertama sebagai berikut c1 = 0,0154 ;

c2 = 0,0165 ; c = 0,0159. Sedangkan dalam percobaan kedua diperoleh nilai c

sebagai berikut c1 = 0,0244 ; c2 = 0,0256 ; c = 0,0250. Nilai c yang diperoleh dari

grafik dan perhitungan sudah sama. Dari gambar grafik yang diperoleh, didapat

titik koordinat titik centroid di koordinat (0,0296 ; 0,0114) untuk percobaan

pertama dan (0,0299 ; 0,0205) untuk percobaan kedua. Pada percobaan pertama,

titik centroid tidak tepat berada diantara dua garis yang terbentuk dari ralat ∆1b

.

Hal ini mungkin terjadi karena praktikan kurang teliti dalam membaca jarak

bayangan dan jarak benda terhadap lensa dikarenakan ruangan praktikum yang

gelap. Selain itu bisa juga karena alat ukur yang digunakan praktikan ketelitiannya

kurang memadai untuk dapat dengan tepat menggambar titik centroid. Pada

percobaan kedua, titik centroid berada tepat di antara dua garis yang terbentuk

dari ralat ∆1b

. Dalam praktikum penentuan titik centroid ini, praktikan sudah

mencapai tujuannya untuk dapat menerapkan dan mengartikan grafik termasuk

mengenal ralat rambang dan ralat sistematik.

Dari praktikum ini diperoleh hasil bahwa semakin besar jarak benda

terhadap lensa (v) maka semakin kecil jarak bayangan terhadap lensa (b). Hal

tersebut dapat dilihat dari hasil grafik yang diperoleh.

Dari perhitungan yang diperoleh untuk menentukan titik focus lensa,

diperoleh hasil sebagai berikut.

1. Untuk percobaan pertama diperoleh nilai dari titik focus lensa adalah

f ± ∆ f = ( 62,893± 0,198) cm ≈ (62,9±0,2) x 10−2 m

2. Untuk percobaan kedua diperoleh nilai dari titik focus lensa adalah

f ± ∆ f = ( 40± 0) cm = (40± 0 ) x 10−2 m

Dari hasil perhitungan titik focus yang diperoleh pada percobaan pertama dan

kedua sudah sesuai dengan referensi yaitu bahwa titik focus lensa berbanding

terbalik dengan nilai c. Jarak focus lensa juga berbanding lurus dengan jarak

objek ke lensa dan jarak bayangan ke lensa

Berdasarkan hasil pengamatan terhadap lensa cembung diperoleh

bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar. Pada lensa cembung, sinar-sinar datang

yang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju satu titik pada sumbu utama yang

disebut titik focus. Karena sinar yang datang selalu dibiaskan menuju satu titik

fokus, maka lensa cembung disebut juga dengan lensa konvergen atau lensa yang

bersifat mengumpulkan.

BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil praktikum dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Lensa cembung memiliki sifat konvergen, yaitu mengumpulkan cahaya

2. Jarak focus lensa berbanding lurus dengan jarak objek ke lensa dan jarak

bayangan ke lensa dan titik focus lensa berbanding terbalik dengan nilai c.

3. Lensa cembung membentuk bayangan terbalik dan nyata

4. Nilai c yang diperoleh adalah sebagai berikut:

a. Percobaan pertama c1 = 0,0154 ; c2 = 0,0165 ; c = 0,0159.

b. Percobaan kedua c1 = 0,0244 ; c2 = 0,0256 ; c = 0,0250.

5. Nilai titik focus pada lensa yang diperoleh adalah sebagai berikut:

a. Percobaan pertama f ± ∆ f = ( 62,893± 0,198)cm ≈ (62,9±0,2)x10−2m

b. Percobaan kedua f ± ∆ f = ( 40± 0) cm = (40± 0 ) x 10−2 m

6. Semakin besar jarak benda terhadap lensa (v) maka semakin kecil jarak

bayangan terhadap lensa (b)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Lensa. http://blogfisikaku.wordpress.com/category/fisika-universitas/page/2/ (diakses pada tanggal 5 Desember 2012 pukul 10.59 WIB)

Anonim. 2010. Lensa adalah Benda atau Material. http://my-diaryzone.blogspot.com/2010/04/lensa-adalah-benda-atau-material. html#ixzz2CYFIHvDp (diakses pada tanggal 5 Desember 2012 pukul 11.09 WIB)

Kuswanto. 2011. Optika Geometri. http://fskngtng.blogspot.com/2011/01/optika-geometri.html (diakses pada tanggal 2 Desember 2012 pukul 19.20 WIB)

Tipler. 1988. Fisika untuk Sains dan Teknik jilid I. Jakarta: Erlangga

LEMBAR PENGESAHAN

Demikian laporan praktikum yang berjudul “Rumus Lensa” ini saya buat

guna memenuhi tugas praktikum fisika dasar.

Yogyakarta, 4 Desember 2012

Asisten Praktikan

(Halim Hamadi) (Hesti Vera)

LAMPIRAN