1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mengenal dan memahami sifat-sifat pembiasan cahaya pada lensa

2. Menentukan jarak focus lensa

3. Mengamati cacat bayangan (aberasi) dan penyebabnya

4. Mengurangi terjadinya cacat-cacat bayangan

1.2 Dasar Teori

Lensa adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya, biasanya

terbentuk dari sepotong gelas yang dibentuk (Giancoli, 2001). Pada proses terbentuknya

bayangan pada lensa, ada kalanya cahaya yang datang setelah dibiaskan oleh lensa, tidak

berpotongan pada satu titik. Akibatnya, bayangan yang dibentuk tidak hanya sebuah. Hal

ini dikarenakan jarak titik api lensa tergantung pada index bias lensa, sedang index bias

tersebut berbeda-beda untuk panjang gelombang yang berbeda. Sehingga jika sinar tidak

monokhromatik (polikhromatik), lensa akan membentuk sejumlah bayangan yang

berbeda-beda posisinya dan juga ukurannya, meskipun sinarnya itu paraxial.

Sinar paraxial adalah sinar datang yang membentuk sudut terkecil dengan sumbu

utama. Adanya kenyataan bahwa bayangan yang dibentuk tidak sesuai dengan perkiraan

yang didasarkan pada persamaan Gauss inilah yang disebut Aberasi.

a. Lensa Cembung (lensa positif/lensa konvergen)

Lensa cembung (konveks) memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada

bagian tepinya, sehingga sinar-sinar biasnya bersifat mengumpul. Lensa ini disebut

juga lensa konvergen. Titik 1fokus F1 untuk lensa cembung diperoleh dari

perpotongan langsung sinar-sinar bias, sehingga 1focus F1 adalah 1focus nyata dan

lensa cembung disebut lensa positif.

Bayangan yang terbentuk dari sumber cahaya yang melewati lensa positif

dapat ditangkap oleh layar. Hal ini membuktikan bahwa lensa positif bersifat

mengumpulkan cahaya, sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata (dapat

ditangkap oleh layar).

2

.

Titik fokus pertama merupakan titik benda pada sumbu utama yang bayangannya berada

di tempat yang sangat jauh (tak hingga), sedangkan titik fokus kedua adalah titik

bayangan pada sumbu utama dari benda yang letaknya sangat jauh (tak hingga) seperti

diilustrasikan pada Gambar 2.

f1 f2

Gambar 2. Fokus lensa positif

Lensa cembung dibagi lagi menjadi tiga:

Gambar 3.Macam-macam lensa cembung

Berkas sinar-sinar istimewa pada lensa cembung.

Ada tiga macam sinar istimewa pada lensa cembung.

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

(2). Sinar datang melalui titik fokus lensa, dibiaskan sejajar sumbu utama.

(3). Sinar datang melalui titik pusat lensa tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

1. lensa cembung dua (bikonveks)

2. lensa cembung datar (plan konveks)

3. lensa cembung cekung (konkaf konveks)

Gambar 1. Lensa cembung bersifat

mengumpulkan sinar di satu bidang

fokus

F1 F2

3

b. Lensa Cekung (lensa negatif/lensa devergen)

Lensa cekung (konkaf) memiliki bagian tengah yang lebih tipis dari pada bagian

tepinya, sehingga sinar-sinar biasnya bersifat menghamburkan. Lensa ini disebut juga

lensa divergen. Titik 2focus F1 untuk lensa cekung diperoleh dari perpotongan

perpanjangan sinar-sinar bias, sehingga 2focus F1 adalah 2focus maya dan lensa cekung

disebut lensa negatif.

Pada lensa negatif bersifat menghamburkan cahaya dan bayangan yang terbentuk

adalah maya (tidak dapat ditangkap oleh layar), sehingga dibutuhkan bantuan lensa positif

untuk mendapatkan bayangan dari lensa negatif agar dapat ditangkap oleh layar. Bayangan

pada lensa negatif dianggap sebagai objek pada lensa positif.

Lensa cekung dibagi lagi menjadi tiga:

Gambar 6. Macam-macam lensa cekung

1. lensa cekung dua (bikonkaf)

2. lensa cekung datar (plan konkaf)

3. lensa cekung cekung (koveks konkaf)

Gambar 5. Lensa cekung bersifat

menyebarkan sinar dari arah bidang fokus

Gambar 4 .Sinar-sinar istimewa pada lensa

cembung

4

Berkas sinar-sinar istimewa pada lensa cekung.

Ada tiga macam sinar istimewa pada lensa cekung.

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

(2). Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.

(3). Sinar datang melalui titik pusat lensa tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

c. Penomoran ruang pada Lensa Tipis

Untuk lensa nomor ruang untuk benda dan nomor-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) seperti pada gambar

berikut ini:

Untuk ruang benda berlaku :

ruang I antara titik pusat optic (O) dan F2,

ruang II antara F2 dan 2F2

ruang III di sebelah kiri 2F2,

ruang IV benda (untuk benda maya) ada di belakang lensa.

Untuk ruang bayangan berlaku :

ruang 1 antara titik pusat optic (O) dan F1,

ruang 2 antara F1 dan 2F1

ruang 3 di sebelah kanan 2F1,

ruang 4 (untuk bayangan maya) ada di depan lensa.

Berlaku pula : R benda + R bayangan = 5

Gambar 32 .Sinar-sinar istimewa pada lensa

cekung

5

d. Melukis pembentukan bayangan pada lensa

Untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa tipis cukup menggunakan minimal

dua berkas sinar istimewa untuk mendapatkan titik bayangan.

Contoh melukis pembentukan bayangan.

Benda AB berada di ruang II lensa cembung

Benda AB berada di ruang III lensa cembung

Benda AB berada di ruang I lensa cembung

Sifat-sifat bayangan yang

terbentuk:

Nyata, terbalik, diperbesar

Sifat-sifat bayangan yang

terbentuk:

Nyata, terbalik, diperkecil

Sifat-sifat bayangan yang

terbentuk:

Maya, tegak, diperbesar

6

Benda AB berada di ruang II lensa cekung

1.2.1 Menentukan Jarak Fokus

a. Menentukan jarak fokus f lensa positif (konvergen).

Sebuah benda O diletakkan sebelah kiri lensa positif dan bayangan O` yang

terbentuk disebelah kanan lensa dapat diamati pada sebuah layar. Jika m

pembesaran bayangan (perbandingan panjang O` dan O), dan L jarak antara

benda dan bayangan (layar) maka jarak fokus lensa f dapat ditentukan dari

persamaan:

2)1( m

mLf

Jarak fokus f juga ditentukasn dengan persamaan :

m

Sf

1

'

S

L

+

S’

Lensa Layar

F F’

Sifat-sifat bayangan yang

terbentuk:

Maya, tegak, diperkecil

7

Jika S` jarak bayangan (layar) terhadap lensa, dan m perbesaran bayangan.

Sebuah benda O diletakkan pada jarak L dari layar (L tetap) kemudian lensa

positif yang akan ditentukan jarak fokusnya digeser-geserkan antara benda O dan

layar, sehingga diperoleh kedudukan ( I dan II ) dimana lensa pada masing –

masing kedudukan tersebut dapat memberikan bayangan yang jelas dari benda O

pada layar (O’). Bayangan yang satu diperbesar dan yang lain diperkecil. Jika e =

jarak antara dua kedudukan lensa yang dapat memberikan bayangan yang jelas

pada layar, maka jarak fokus f dari lensa menurut Bessel dapat ditentukan

dengan rumus:

L

eLf

4

22

Keterangan:

f = jarak titik fokus lensa.

L = jarak benda ke layar.

E = jarak dua lensa.

o + i = L

o = L-i

o1 + i1 = L

o1= L-i1

i-i1 = e

i =e + i1

Pada kedudukan lensa I

1/f1 = 1/o + 1/i -------- 1/f = (o + I) / oi

1/f = p / (p-1)i………………………………………….(1)

+ Layar

F

L

e

+

I II

0’

8

Pada kedudukan lensa II

1/f1 = 1/o1 + 1/i1 -------- 1/f1 = o1 + i1/ o1 x i1

1/f = p/(p-i1)i1………………………………………….(2)

b. Menentukan jarak fokus lensa negatif (divergen).

Jarak fokus lensa negatif dapat dapat ditentukan dengan persamaan:

'

'.

SS

SSf

…………………………… (1-4)

Lensa negatif tidak memberikan gambar pada layar karena memberikan gambar

secara tidak ril untuk sebuah benda sejati,untuk mengatasinya kita letakkan lensa

positif pada lensa negatif yang jarak fokusnya sudah diketahuji. Penentuan titik

api kedua lensa dapat diketahui besarnya titik api lensa negative.

c. Jarak fokus lensa bersusun

+ Layar

F +

F’ +

0’

+ Layar

F +

S’ +

0’

9

Jika dua lensa tipis dengan jarak fokus masing-masing f1 dan f2 digabungkan

(dirapatkan) akan diperoleh satu lensa bersusun yang jarak fokusnya f dapat

ditentukan dengan persamaan:

21

111

fff

1.2.2 Cacat Bayangan

Kecacatan bayangan disebut juga degan aberasi Aberasi adalah kelainan bentuk

bayangan yang dihasilkan oleh lensa atau cermin. Suatu kesalahan dalam system optis

sehingga bayangan yang terjadi tidak sama dengan bendanya. Pada lensa atau cermin,

kadang-kadang terbentuk bayangan yang tidak dikehendaki. Misalnya timbulnya

jumbai-jumbai berwarna di sekitar bayangan. Hal ini terjadi jika semua sinar dari

sebuah objek titik tidak difokuskan pada sebuah titik bayangan tunggal,sehingga

muncul bayangan yang tidak hanya satu atau munculnya bayangan buram yang

dihasilkan inilah yang disebut aberasi (Tippler, 2001).

Aberasi optik adalah degradasi kinerja suatu sistem optik dari standar pendekatan

paraksialoptika geometris. Degradasi yang terjadi dapat disebabkan sifat-sifat optik

dari cahaya maupun dari sifat-sifat optik sistem kanta sebagai medium terakhir yang

dilalui sinar sebelum mencapai mata pengamatnya. Adapun jenis jenis aberasi:

1. Aberasi Sferis

Adalah gejala kesalahan terbentuknya bayangan yang diakibatkan

pengaruh kelengkungan lensa atau cermin. Aberasi semacam ini akan

menghasilkan bayangan yang tidak memenuhi hukum-hukum pemantulan

atau pembiasan. Pembentukan bayangan pada lensa tipis sejauh ini adalah

pembentukan bayangan oleh sinar-sinar paraksial atau sinar-sinar yang dekat

dengan sumbu utama lensa sehingga bayangan yang terbentuk terkesan sangat

jelas dan tajam.

Pada kenyataannya, bayangan yang dibentuk oleh lensa tidak selalu

tajam, bahkan bisa saja terlihat kabur (buram). Cacat bayangan seperti ini

disebabkan oleh berkas sinar yang jauh dari sumbu utama tidak dibiaskan

sebagaimana yang diharapkan. Berkas sinar sejajar yang jauh dari sumbu

utama dibiaskan lensa tidak tepat di fokus utama, tetapi cenderung untuk

mendekati pusat optik (Gambar). Semakin jauh dari sumbu utama, berkas

sinar sejajar ini akan semakin mendekati pusat optik lensa.

10

Cacat inilah yang disebut aberasi sferis. 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. Ada dua jenis aberasi Sferis

a. Aberasi Sferis Aksial: Aberasi sferis aksial menimbulkan ketidakpastian

letak bayangan sepanjang arah sumbu optic.

b. Aberasi Sferis lateral: Aberasi lateral menyebabkan kekaburan bayangan

titik sumber sinar berupa bundaran kekaburan pada arah tegak lurus

sumbu optic.

c. Koma: Pada dasarnya, koma sama dengan aberasi sferik yakni sebagai

akibat dari kegagalan lensa dalam membentuk gambar dari sinar pusat dan

sinar-sinar yang melalui daerah yang lebih ke pinggir lensa pada satu titik.

Hanya saja, pada koma sebuah titik benda akan terbentuk bayangan

seperti bintang berekor, gejala koma ini tidak dapat diperbaiki dengan

diafragma.

d. Astigmatisme: Sementara astigmatisma itu sama dengan koma dalam hal

bahwa koma itu terbentuk akibat penyebaran gambar dari suatu titik pada

suatu bidang yang tegak lurus pada sumbu lensa sedangkan asigmatisma

terbentuk sebagai penyebaran gambar dalam suatu arah sepanjang sumbu

lensa. Dalam ketiga hal tersebut, gambarnya akan menjadi kabur. Adapun

distorsi timbul akibat dari pembesaran yang berbeda dalam arah yang

menjauhi sumbu lensa sehingga suatu benda yang tadinya berbentuk garis

lurus akan berubah bentuknya menjadi melengkung.

2. Aberasi Kromatik

Adalah pembiasan cahaya yang berbeda panjang gelombang pada titik

fokus yang berbeda. Prinsip dasar terjadinya aberasi kromatis oleh karena

fokus lensa berbeda-beda untuk tiap-tiap warna. Akibatnya bayangan yang

terbentuk akan tampak berbagai jarak dari lensa.

Aberasi kromatik timbul akibat perbedaan indeks bias lensa untuk panjang

gelombang cahaya yang berbeda cahaya yang terdiri dari berbagai panjang

gelombang akan mengalami distorsi atau penguraian warna bila melalui lensa

tersebut, dan fokus pun akan berbeda-beda menurut warna dan panjang

gelombang tersebut sehingga terbentuklah gambar sesuai dengan masing-

masing panjang gelombang itu.Ada dua macam aberasi kromatik:

11

a. Aberasi kromatik aksial/longitudinal: Perubahan jarak bayangan sesuai

dengan indeks bias.

b. Aberasi kromatik lateral: Perubahan aberasi dalam ukuran bayangan.

Untuk menghilangkan terjadinya aberasi kromatis dipakai lensa flinta dan

kaca krown lensa kembar ini disebut “ Achromatic double lens”.

3. Aberasi Monokromatik

Aberasi monokromatik sering juga disebut aberasi tingkat ketiga

adalah aberasi yang terjadi walaupun sistem optik mempunyai lensa dengan

bidang speris yang telah sempurna dan tidak terjadi dispersi cahaya.Muka

gelombang sinar yang datar, setelah melewati kanta akan berinterferensi

dengan muka gelombang sinar di sekitarnya dan menjadi muka gelombang

aberasi yang berbentuk speris.Abersi monokromarik terbagi menjadi dua :

a. Aberasi defocus: Aberasi yang disebabkan karena titik api tidak terletak

pada titik fokus paraksial sperisnya, disebut juga titik santir Gauss.

Defokus, disebut juga wavefront aberration, dimodelkan dengan

kesalahan longitudinal gelombang cahaya yang terjadi karena pergeseran

titik api ideal pada bidang fokal menuju titik api pengamatan pada sumbu

optis, berikut beserta sperisnya masing-masing yang bersinggungan pada

pusat optis kanta.

Sinar yang tidak terfokus pada titik api ideal akan merambat menuju

bidang fokal secara transversal dan membentuk lingkaran gamang yang

kita kenal dengan istilah blur.Aberasi defokus dapat dikurangi dengan

membuat sinar insiden terkolimasi (en:collimated light) dan jarak

hiperfokal. Cahaya kurang terkolimasi pada nilai bukaan kecil

memperbesar interferensi longitudinal gelombang cahaya yang membias

menuju ke titik api, interferensi tersebut akan menimbulkan gelombang

cahaya resultan yang dapat jatuh di luar titik api.

b. Aberasi kurva medan: adalah sebuah aberasi pada sistem optik yang

mempunyai bidang fokal menyerupai lingkaran/kurva. Bayangan yang

dibentuk oleh lensa pada layer letaknya tidak dalam satu bidang datar

melainkan pada bidang lengkung. Peristiwa ini disebut lengkungan medan

atau lengkungan bidang bayangan.

1.2.3 Pembiasan Cahaya

12

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang merambat lurus ke segala arah

dengan kecepatan 3x108 m/s dan mempunyai panjang gelombang sekitar 380-750 nm.

Pada bidang fisika, cahaya adalah paket partikel yang diebut foton.

Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang

batas dua medium tembus cahaya yang berbeda indeks biasnya. Pembiasan cahaya

mempengaruhi penglihatan pengamat. Contoh yang jelas adalah bila sebatang tongkat

yang sebagiannya tercelup di dalam kolam berisi air dan bening akan terlihat patah,

dasar bak mandi yang berisi air kelihatan lebih dangkal, sikat gigi yang mengapung di

air bak mandi kelihatan bengkok dan sebagainya. Lensa tidak harus terbuat dari kaca

yang penting ia merupakan benda bening (tembus cahaya) sehingga memungkinkan

terjadinya pembiasan cahaya.

1.2.4 Daya / Kekuatan Lensa

Daya Lensa adalah kekuatan lensa dalam memfokuskan lensa. Daya 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 karena itu kuat lensa didefinisikan sebagai kebalikan

dari jarak fokus,

Rumus kekuatan lensa (power lens)

P =f

1 dengan satuan

meter

1 = Dioptri

Untuk menambah kekuatan lensa kita dapat gunakan lensa gabungan dengan sumbu

utama dan bidang batas kedua lensa saling berhimpit satu sama lain. Dari

penggabungan lensa ini maka akan didapatkan fokus gabungan atau daya lensa

gabungan.

Gambar. Lensa gabungan

13

Suatu lensa gabungan merupakan gabungan dari dua atau lebih lensa dengan sumbu

utamanya berhimpit dan disusun berdekatan satu sama lain sehingga tidak ada jarak

antara lensa yang satu dengan lensa yang lain (d = 0).

Persamaan lensa gabungan dirumuskan sebagai berikut.

....f

1

f

1

f

1

f

1

321gab

Dan daya lensa sebagai berikut.

....PPPP 321gab

Berlaku ketentuan untuk lensa positif (lensa cembung), jarak fokus (f) bertanda plus,

sedangkan untuk lensa negatif (lensa cekung), jarak fokus bertanda minus.

14

BAB II

ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat Praktikum

1. Bangku optik

2. Benda dari logam

3. Diafragma

4. Kabel-kabel penghubung dan sumber tegangan listrik

5. Lampu pijar untuk benda

6. Layar untuk menangkap bayangan

2.2 Bahan Praktikum

1. Benda yang berupa anak panah

2. Lensa negative (-)

3. Lensa positif kuat (++)

4. Lensa positif lemah (+)

15

BAB III

METODE KERJA

3.1 Menentukan Jarak Fokus Lensa

1. Diukur tinggi atau panjang anak panah yang dipergunakan sebagai benda.

2. Disusun sistem optik berurutan sebagai berikut:

- Benda dengan lampu di belakangnya

- Lensa positif lemah (tanda+)

- layar

3. Diambil jarak layar lebih dari satu meter.

4. Diukur dan dicatat jarak benda ke layar.

5. Digeser – geserkan lensa didapat bayangan yang tegas/jelas pada layar

6. Dicatat kedudukan lensa dan diukur tinggi bayangan pada layar

7. Digeser lagi kedudukan lensa sehingga didapat bayangan jelas yang lain (jarak benda

ke layar L jangan diubah).

8. Diulangi percobaan no. 3 sampai 7 beberapa kali (ditentukan assisten) dengan harga

L yang berlainan.

9. Diulangi percobaan no. 2 sampai 8 untuk lensa positif kuat (tanda ++).

10. Untuk menentukan jarak lensa negatif dibuat bayangan yang jelas dari benda O pada

layar dengan pertolongan lensa positif.

11. Diletakkan lensa negative antara lensa positif dan layar. Diukur jarak lensa negative

ke layar (=S).

12. Digeser layar sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar. Diukur jarak lensa

negative ke layar (=S’).

13. Diulangi percobaan no.10 sampai 12 beberapa kali (ditentukan oleh assisten).

14. Untuk menentukan jarak focus lensa bersusun, dirapatkan lensa positif kuat (++)

dengan lensa positif lemah (+) serapat mungkin.

15. Digunakan cara Bessel (gambar 1-2) untuk menentukan jarak focus bersusun

tersebut. Diulangi beberapa kali dengan harga L yang berubah-ubah.

3.2 Mengamati Cacat Bayangan

1. Untuk mengamati aberasi khromatik digunakan lensa positif kuat (++) dan lampu

pijar sebagai benda. (anak panah sebagai benda disingkirkan)

16

2. Digeser-geserkan layar, maka anda akan dapat mengamati bahwa suatu kedudukan

akan terdapat bayangan dengan tepi merah, dan pada kedudukan lain bayangan

dengan tepi biru.

3. Dicatat masing-masing kedudukan lensa yang memberikan bayangan dengan tepi

berbeda warna.

4. Dipasang diafragma di depan lampu pijar. Diulangi percobaan no. 17 dan 18 apa

yang terjadi pada bayangan dari lampu.

5. Diulangi percobaan no. 14 dengan menggunakan diafragma yang berlainan.

6. Untuk mengamati astigmatisma diletakkan benda miring terhadap sumbu sistem

layar. Diletakkan kaca baur (benda) di depan lampu.

7. Digeser-geserkan layar dan diamati bayangan dari benda (letak garis tegak tak sama

dengan letak garis datar)

8. Kemudian diletakkan diafragma di depan benda (kaca baur), dan digeser-geserkan

lagi layar. Perubahan apa yang terjadi pada bayangan dari benda.

17

BAB IV

HASIL DATA PENGAMATAN

4.1 Data Pengamatan

Berdasarkan pengamatan dan percobaan yang telah dilakukan pada hari Selasa, 27

desembaer 2016, maka dapat dilaporkan hasilnya sebagai berikut:

Keadaan ruangan P (cm)Hg T (C) C(%)

Sebelum percobaan 75,55cmHg 28C 64%

Sesudah percobaan 75,55 cmHg 28C 64%

1. Lensa positif (Lensa Cembung)

2. Lensa negative (Lensa Negatif)

No Jenis lensa L S S’ H H’ M F

1 Lensa cekung

(-) 111,4 70,4 41 1,2 2,8 2,333 25,910

3. Lensa bersusun

No Jenis lensa L S S’ e H H’ M F

1 Bersususn

(++)…(+) 105,7 9,7 96 5 1,8 18 10 26,365

4. Aberasi khromatik

No Warna L S S’ F

1 Merah 110,8 98,8 12 10,7

2 Biru 112 14 98 12,25

No Jenis

Lensa L S1 S1’ F1 H1 H1’ M1 S2 S2’ F2 H2 H2’

M2

1

Lensa

cembug kuat (++)

104cm 11 93 13,182 1,4 8 5,714 10,9 93,1 11,323 1,4 0,2

0,142

2

Lensa cembung

lemah (+)

110cm 29,7 80,3 13,469 1,4 8,4 6 29 81 18,985 1,4 0,4

0,285

18

5. Astigmatisma

No Posisi L S S’ F

1 Horizontal 110 22 88 17,6

2 vertikal 110 18,2 91,8 15,189

4.2 Perhitungan

1. Lensa positif (cembung)

a. Mencari S1’ lensa cembung kuat

Dik: L= 104cm S1 = 11 cm

S1’ = L - S1 = 104-11 = 93

b. Mencari S1’ lensa cembung lemah

Dik: L=110 cm S1 =29,7 cm

S1’ = L - S1 = 110-29,7= 80,3

c. Mencari M1 lensa cembung kuat

Dik: h1’= 8 h1=1,4

𝑀1 =𝐻1′

𝐻1

=8

1,4= 5,714

d. Mencari M1 lensa cembung lemah

Dik: h1’= 8,4 h1= 1,4

𝑀1 =𝐻1′

𝐻1

=8,4

1,4= 6

e. Mencari f1 lensa cembung kuat

Dik: M1 = 5,714 L = 104

F1 =𝑀. 𝐿

(1 + 𝑀)2=

5,714.104

(1 + 5,714)2= 13,182

f. Mencari f1 lensa cembung lemah

Dik: M1 =6 L = 110

F1 =𝑀. 𝐿

(1 + 𝑀)2=

6.110

(1 + 6)2= 13,469

19

g. Mencari S2’ lensa cembung kuat

Dik: L=104 cm S2 =10,9 cm

S2’ = L – S2 = 104-10,9= 93,1

h. Mencari S2’ lensa cembung lemah

Dik: L=110 cm S2 =29 cm

S2’ = L – S2 = 110-29 = 81

i. Mencari M2 lensa cembung kuat

Dik: h2’= 0,2 h2= 1,4

𝑀2 =𝐻2 ′

𝐻2=

0,2

1,4=0,142

j. Mencari M2 lensa cembung lemah

Dik: h2’= 0,4 h2=1,4

𝑀2 =𝐻2 ′

𝐻2=

0,4

1,4=0,285

k. Mencari f2 lensa cembung kuat

Dik: M2 = 0,142 L = 104

F2 =𝑀 .𝐿

(1+𝑀 )2 =0,142 .104

(1+0,142)2 = 11,323

l. Mencari f2 lensa cembung lemah

Dik: M2 =0,285 L =110

F2 =𝑀 .𝐿

(1+𝑀 )2 =0,285 .110

(1+0,285)2 = 18,985

2. Lensa negative (cekung)

a. Mencari M

Dik: h’= 2,8 h = 1,2

𝑀 =𝐻′

𝐻=

2,8

1,2= 2,333

b. Mencari f

Dik: S’= 41 S= 70,4

𝐹 =SxS′

𝑆+𝑆′=

70 ,4x41

70 ,4+41= 25,910

20

3. Lensa bersusun

a. Mencari F

Dik : L= 105,7 e =5

F =𝐿2 − 𝑒2

4𝐿=

105,72 − 52

4(105,7)= 26,365

b. Mencari M lensa cekung

Dik: h’= 18 h=1,8

𝑀 =𝐻′

𝐻=

18

1,8=10

4. Aberasi khromatik

a. Mencari F warna biru

Dik: S’= 98 S= 98

𝐹 =SxS′

𝑆+𝑆′=

14x98

14 +98= 12,25

b. Mencari f warna merah

Dik: S’= 12 S= 98,8

𝐹 =SxS′

𝑆+𝑆′=

98,8x12

98,8+12= 10,7

5. Astigmatisma

a. Mencari f posisi vertical

Dik: S’= 91,8 S=18,2

𝐹 =SxS′

𝑆+𝑆′=

18 ,2x91,8

18 ,2+91,8= 17,6

b. Mencari f posisi horizontal

Dik: S’= 88 S= 22

𝐹 =SxS′

𝑆+𝑆′=

22x88

22 +88= 17,6

21

BAB V

PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini kami melakukan pengamatan dan percobaan mengenai sifat

lensa dan cacat bayangan. Lensa adalah benda bening yang dibatasi dua bidang lengkung.

Dua bidang lengkung yang membentuk lensa dapat berbentuk silindris atau bola. Lensa

silindris memusatkan cahaya dari sumber yang jauh pada suatu garis, sedangkan permukaan

bola yang melengkung ke segala arah memusatkan cahaya dari sumber yang pada suatu titik.

Setiap lensa mempunyai sifat tersendiri, sifat lensa cembung adalah mengumpulkan

sinar sehingga disebut lensa konvergen dan sifat lensa cekung adalah menyebarkan sinar

sehingga disebut lensa divergen. Semua bayangan maya yang dibentuk lensa cembung selalu

tegak terhadap bendanya. Semua bayangan nyata yang dibentuk lensa cembung pasti terbalik

terhadap bendanya. Lensa cekung menghasilkan bayangan maya, tegak, diperkecil

Pada percobaan sifat lensa dan cacat bayangan menggunakan 3 lensa yaitu cembung

kuat (++), cembung lemah (+) dan cekung (-). Jarak yang dipakai harus lebih dari 100cm atau

1 meter. Benda diarahkan tepat pada lubang yang dilewati sinar lampu, sehingga terbentuk

bayangan pada layar. Benda yang digunakan adalah gambar anak panah.

Pada lensa cembung kuat (++) dan lemah (+) masing – masing dilakukan satu per satu

dengan meletakkan didepan diafragma sampai terlihat bayangan yang tegas dan jelas di layar.

Setelah itu diukur tinggi bayangan dan jarak benda ke lensa dan lensa ke layar. Pada saat

mendekatkan lensa hampir dekat dengan layar yang dihasilkan sebuah bayangan kecil. Jadi

semakin jauh lensa dari layar maka tinggi bayangan yang didapatkan semakin besar. Lensa

cembung menghasilkan bayangan nyata, terbalik, diperbesar. Lensa cembung identik dengan

menyebarkan (spread) cahaya.

Pada percobaan lensa cekung (-). Diletakkan lensa cekung didepan diafragma sampai

mendapatkan bayangan. Pada percobaan lensa cekung dibantu dengan lensa cembung, agar

menghasilkan bayangan yang jelas. Lensa cekung membentuk bayangan dan dianggap benda

oleh lensa cembung. Lensa cekung menghasilkan bayangan maya, tegak dan diperkecil

karena lensa cekung identik dengan menyatukan atau memusatkan cahaya.

Lensa bersusun, lensa yang pertama diletakkan adalah lensa cembung kuat.

Digunakan lensa cembung kuat agar mendapatkan bayangan yang lebih jelas dibandingkan

lensa cembung lemah. Kemudian diletakkan lensa cekung sebagai pusat cahaya, kemudian

kedua lensa dirapatkan agar pengaturan cahaya pada kedua lensa tersebut tidak keluar dari

22

lebar lensa. Lensa bersusun digerakkan menjauh dari lampu pijar agar mendapatkan

bayangan yang tegas di layar. Kemudian menentukan focus dengan rumus:

𝑓 =𝐿2 − 𝑒2

4𝐿

Pada percobaan cacat bayangan atau aberasi khromatik didapatkan cahaya biru dan

merah di sekeliling bayangan, dengan menggunakan lensa cembung kuat hal ini dilakukan

dnegan cara menggeser-geser layar. Pada praktik aberasi menggunakan lensa cembung kuat.

Cahaya merah didapatkan ketika jarak lensa dekat ke layar, sedangkan cahaya biru

didapatkan ketika jarak lensa jauh dari layar.

Astigmatisma juga merupakan cacat banyangan. Pada percobaan kali ini digunakan

kaca kotak. Lensa yang digunakan lensa cembung kuat yang diletakkan diantara kaca garis

dan diafragma. Kaca garis sedikit dimiringkan dan diatur lensa cembung maka akan

didapatkan bayangan garis vertikal dan horizontal. Dari data yang diperoleh dari pengukuran

dan jarak bayangan tersebut.maka dapat ditentukan jarak fokus yaitu dengan menggunakan

hukum Gauss,yaitu:

𝑓 =𝑠. 𝑠′

𝑠 + 𝑠′

Penyebab terjadinya cacat bayangan salah satunya karena adanya penghalang cahaya

seperti kaca garis yang tidak meratakan bayangan diakibatkan permukaan kaca garis yang

tidak merata. Untuk mengurangi terjadinya cacat bayangan dapat digunakan lensa cembung

dengan cara memfokuskan cahaya lalu dipantulkan ke kaca garis

23

BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan:

1. Lensa adalah benda bening yang dibatasi dua bidang lengkung

2. Pada lensa cembung, semakin jauh posisi lensa ke layar maka tinggi bayangan semakin

besar dan sebaliknya.

3. Jarak focus suatu lensa dipengaruhi oleh jarak benda ke lensa dan jarak lensa ke

bayangan, jari-jari kelengkungan lensa dan nilai indeks bias bahan lensa.

4. Cahaya yang didapatkan ketika aberasi khromatik adalah cahaya merah didapatkan

ketika jarak lensa dekat ke layar, sedangkan cahaya biru didapatkan ketika jarak lensa

jauh dari layar.

5. Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas

dua medium tembus cahaya yang berbeda indeks biasnya.

6. Pada lensa negatif bersifat menghamburkan cahaya dan bayangan yang terbentuk adalah

maya (tidak dapat ditangkap oleh layar), sehingga dibutuhkan bantuan lensa positif untuk

mendapatkan bayangan dari lensa negatif agar dapat ditangkap oleh layar. Bayangan

pada lensa negatif dianggap sebagai objek pada lensa positif.

7. Bayangan yang terbentuk dari sumber cahaya yang melewati lensa positif dapat

ditangkap oleh layar. Hal ini membuktikan bahwa lensa positif bersifat mengumpulkan

cahaya, sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata (dapat ditangkap oleh layar).

24

DAFTAR PUSTAKA

Hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Jakarta : Erlangga

Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA kelas X Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Giancoli, Douglas, C. 2001. Fisika Edisi kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.

25

Lampiran

Tugas akhir

Semua hasil pengukuran dan perhitungan dibawah ini supaya diberi ketidakpastiannya

dengan menggunakan teori kesalahan

1. Hitung jarak focus lensa positif lemah (+) dan lensa positif kuat (++) dengan persamaan

(1-3)

Jawab:

- Lensa cembung kuat (++)

e = √𝐿2 − 4𝐿𝐹1

= √1042 − 4.104.13,182 = 73,022

F =𝐿2 − 𝑒2

4𝐿=

1042 − 73,0222

4(104)= 13,182

- Lensa cembung kuat (++)

e = √𝐿2 − 4𝐿𝐹2

= √1042 − 4.104.11,323 = 78,138

F =𝐿2 − 𝑒2

4𝐿=

1042 − 78,1382

4(104)= 11,323

- Lensa cembung lemah (+)

e = √𝐿2 − 4𝐿𝐹1

= √1102 − 4.110.13,469 = 78,572

F =𝐿2 − 𝑒2

4𝐿=

1102 − 78,5722

4(110)= 13,469

- Lensa cembung lemah (+)

e = √𝐿2 − 4𝐿𝐹2

= √1102 − 4.110.18,985 = 61,209

F =𝐿2 − 𝑒2

4𝐿=

1102 − 61,2092

4(110)= 18,985