JARAK FOKUS LENSA TIPIS

Astuti, Indri Dwi Salsabila, Sarima, Olivia Putri Utami, Sunarto Arif Sura

Pendidikan Biologi Universitas Negeri Makassar

Abstrak. Telah dilakukan eksperimen dengan judul “Jarak Fokus Lensa Tipis”. Percobaan ini

bertujuan untuk menentukan jarak fokus sebuah lensa cembung dan lensa cekung, memplot grafik

hubungan antara jarak bayangan dengan jarak benda sehingga diperoleh nilai jarak fokus

berdasarkan grafik, dan membandingkan nilai teoritis dengan hasil plot grafik fokus lensa yang

diperoleh. Jarak fokus lensa positif dan jarak fokus lensa negatif yang digunakan adalah masing-

masing 100 mm dan -100 mm. Jarak fokus inilah yang dibuktikan melalui percobaan dengan

mencari nilai jarak benda dan jarak bayangannya. Jarak benda dan jarak bayangan selalu

berbanding terbalik.

Kata kunci: lensa cembung, lensa cekung, jarak fokus

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana menentukan jarak fokus lensa cembung dan lensa cekung?

2. Bagaimana memplot hubungan jarak bayangan dengan jarak benda sehingga

diperoleh nilai jarak fokus berdasarkan gafik?

3. Bagaimana membandingkan nilai teoritis dengan hasil plot grafik jarak fokus

lensa yang diperoleh?

TUJUAN

1. Untuk menentukan jarak fokus lensa cembung dan lensa cekung.

2. Untuk memplot hubungan jarak bayangan dengan jarak benda sehingga

diperoleh nilai jarak fokus berdasarkan grafik.

3. Untuk membandingkan nilai teoritis dengan hasil plot grafik jarak fokus lensa

yang diperoleh.

METODOLOGI EKSPERIMEN

Untuk sebuah lensa tipis berlaku : 1

111

SSf

dengan f = jarak fokus, S = jarak antara benda dengan lensa dan S1 = jarak antara

bayangan dengan lensa. Berikut dapat dilihat gambar berikut :

Gambar : Jarak fokus lensa tipis (lensa cembung)

Untuk lensa cekung, bayangan yang dihasilkan oleh benda nyata adalah bayangan

maya, sehingga untuk menentukan jarak fokus lensanya maka digunakan sebuah

lensa positif (Herman, 2014).

Alat dan Bahan

Bangku optik 1 buah

Rel presisi 2 buah

Pemegang slide diafragma 1 buah

Bola lampu 12 V, 18 W

Lensa cembung ( f =100 mm,dan f =200 mm) masing-masing 2 buah

Lensa cekung (f =100 mm,dan f =200 mm ) masing-masing 2 buah

Catu daya ( power supply 10 A, 12 V AC/DC) 1 buah

Layar optik penangkap bayangan 1 buah

Tempat lampu bertangkai 1 buah

Diagfragma anak panah 1 buah

Beberapa kabel penghubung ganda

Mistar plastik (100 cm) 1 buah.

Identifikasi Variabel

Variabel kontrol : jarak fokus

Variabel manipulasi :Jarak benda dan jarak bayangan

Variabel Kontrol : jarak fokus melalui perhitungan

Definisi Operasional Variabel

Jarak fokus adalah jarak fokus lensa sebesar 100 cm yang akan dibuktikan

melalui percobaan dengan mencari jarak benda dan jarak bayangan.

Jarak Benda adalah jarak antara benda dengan dengan lensa f= 100 mm yang

diukur dengan mistar dengan satuan cm.

S

S’

Jarak Bayangan adalah jarak bayangan anak panah pada layar dengan lensa

ketika cahaya telah melewati lensa .yang di ukur dengan menggunakan mistar.

Prosedur Kerja

Kegiatan1: Menentukan jarak fokus lensa cembung dengan merajah 1/s

terhadap 1/s’.

1. Meletakkan sumber cahaya yaitu, lensa positif 1 (untuk menfokuskan cahaya

di benda), benda pada lensa positif 2 (yang akan ditentukan jarak fokusnya),

dan layar pada bangku optic secara berurutan. kemudian mengatur Jarak antara

sumber cahaya dan lensa positif 1 sebesar jarak fokus lensa 1. Dan mengatur

jarak benda dan lensa positif 1 sekitar 10 cm.

2. Selanjutnya yaitu menempatkan layar pada jarak tertentu dari benda.

3. Kemudian langkah selanjutnya menggeser lensa positif 2 yang berada diantara

benda dan layar ke arah benda sehingga diperoleh bayangan yang jelas pada

layar. Mengukur jarak dari benda ke lensa positif 2 sebagai jarak benda dan

mengukur jarak dari lensa positif 2 ke layar sebagai jarak bayangan.

4. Setelah itu mengulang kegiatan 2 dan 3 secukupnya,dan mencatat data yang di

peroleh dalam tabel hasil pengamatan.

Kegiatan 2 : Menentukan Jarak Fokus Lensa Cekung (Negatif).

1. Meletakkan sumber cahaya yaitu, lensa positif 1 (untuk menfokuskan cahaya di

benda), benda pada lensa positif 2 (yang akan ditentukan jarak fokusnya), dan

layar pada bangku optic secara berurutan. Kemidian mengatur jarak antara

sumber cahaya dan lensa positif 1 sebesar jarak fokus lensa 1. Dan mengatur

jarak benda dan lensa positif 1 sekitar 10 cm.

2. Membuat bayangan yang jelas dari benda pada layar,dan tandai posisi

bayangan tersebut (bayangan ini menjadi benda untuk lensa cekung).

Menempatkan lensa negatif sebelum posisi bayangan yang ditandai.

3. Menempatkan layar pada posisi tertentu sekitar 100 cm dari posisi yang

ditandai

4. Menggeser lensa negatif mendekati atau menjauhi layar untuk memperoleh

bayangan yang jelas.

5. Mengukur jarak dari posisi yang ditandai ke lensa negatif sebagai jarak benda

dan mengukur jarak dari lensa negatif ke layar sebagai jarak bayangan

6. Mengulangi kegiatan 3, 4, dan 5 dengan menempatkan layar pada posisi yang

lain,dan mencatat data yang di peroleh dalam tabel hasil pengamatan.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Kegiatan 1

Jarak fokus lensa positif 2 =100 mm

NST mistar = 0.1 cm → ∆� = 0.05��

Tabel 1. Jarak Fokus Lensa Cembung

No. Jarak benda (s)

(cm) Jarak bayangan (s’)

(cm) 1/s (cm) 1/s’ (cm)

1 |12,80 ± 0,05| |32,40 ± 0,05| 0,078 0,030

2 |12,00 ± 0,05| |36,80 ± 0,05| 0,083 0,027

3 |11,80 ± 0,05| |38,90 ± 0,05| 0,084 0,025

4 |11,60 ± 0,05| |40,90 ± 0,05| 0,086 0,024

5 |11,50 ± 0,05| |43,00 ± 0,05| 0,087 0,023

6 |11,40 ± 0,05| |44,50 ± 0,05| 0,088 0,022

7 |11,20 ± 0,05| |46,20 ± 0,05| 0,089 0,021

8 |11,20 ± 0,05| |48,10 ± 0,05| 0,089 0,020

9 |11,00 ± 0,05| |49,90 ± 0,05| 0,090 0,020

10 |10,90 ± 0,05| |51,60 ± 0,05| 0,091 0,019

11 |10,70 ± 0,05| |53,90 ± 0,05| 0,093 0,018

Kegiatan 2

Jarak fokus lensa cekung : -100 mm

NST mistar : 0,05 cm

Tabel 2: Menentukan Jarak Fokus Lensa Cekung

No. Jarak benda (s)

(cm) Jarak bayangan (s’)

(cm) -1/s (cm) 1/s’ (cm)

1 −|9,90 ± 0,05| |15,10 ± 0,05| -0,101 0,067

2 −|9,80 ± 0,05| |16,10 ± 0,05| -0,102 0,062

3 −|9,60 ± 0,05| |16,60 ± 0,05| -0,104 0,060

4 −|8,90 ± 0,05| |17,40 ± 0,05| -0,112 0,057

5 −|8,20 ± 0,05| |18,10 ± 0,05| -0,121 0,055

6 −|7,60 ± 0,05| |19,00 ± 0,05| -0,131 0,052

7 −|6,60 ± 0,05| |19,80 ± 0,05| -0,151 0,050

8 −|5,20 ± 0,05| |20,60 ± 0,05| -0,192 0,048

9 −|5,20 ± 0,05| |21,50 ± 0,05| -0,192 0,046

10 −|3,80 ± 0,05| |21,60 ± 0,05| -0,263 0,046

ANALISIS DATA

Grafik 1. Hubungan jarak focus lensa cembung (positif) dengan merajah 1/s

terhadap 1/s’

Analisis Grafik

Menentukan jarak fokus

a) Pada sumbu X

���1

�=��

��=

0,08��

5= 0,016��

1

�= �� × ��� = 18 × 0,016�� = 0,288��

1

��=

1

�+1

�′ ↝

1

�′= 0, ������� = 0

�

��=

�

�

1

��= 0,288��

�� = 1

0,288�� = 3,47��

b) Pada sumbu Y

���1

�′=��

��=

0,005��

5= 0,001��

1

�′= �� × ��� = 30,5 × 0,001�� = 0,0305��

y = -0,857x + 0,097R² = 0,980

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,075 0,08 0,085 0,09 0,095

1/s'

1/s

1

��=

1

�+1

�′ ↝

1

�= 0, ������� = 0

1

��=1

�′

�

��= 0,0305 cm

�� = 1

0,0305= 32,78��

Sehingga:

� =�� + ��

2=3,47 + 32,78

2= 18,12��

∆� =̅ �∆�

��+ ∆

�

��� �

= �(∆��� ∆��)

(�����)� �

= �(�,���� �,����)��

(�,�����,��)��� 18,12 cm

= |0,0002|18,12 cm

= 0,004��

�� =∆�̅

�̅× 100%

=�,�����

��,����× 100% = 0,02% 4 AB

� = �� ±̅ ∆������

= |18,12 ± 0,004|��

Grafik 2. Hubungan jarak focus lensa cekung (negatif) dengan merajah 1/s

terhadap 1/s’

Analisis grafik

Menentukan Jarak Fokus

b) Pada sumbu X

���1

�=��

��=

0,1��

5= 0,02��

1

�= �� × ��� = 31 × (0,02)�� = 0,62��

1

��=

1

�+1

�′ ↝

1

�′= 0, ������� = 0

�

��=

�

�

1

��= 0,62

�� = 1

0,62= 1,61��

b) Pada sumbu Y

���1

�′=��

��=

0,01��

5= 0,002��

1

�′= �� × ��� = 35 × 0,002�� = 0,07��

y = 0,112x + 0,070R² = 0,703

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

-0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1

1/s'

1/s

1

��=

1

�+1

�′ ↝

1

�= 0, ������� = 0

1

��=1

�′

1

��= 0,07

�� = 1

0,07= 14,28��

� =�� + ��

2=1,61 + 14,28

2= 7,94��

∆� =̅ �∆�

��+ ∆

�

��� �

= �(∆��� ∆��)

(�����)� �

= �(�,��� �,���)

(�,�����,��)� �

= |0,0007|7,94��

= 0,006��

�� =∆�̅

�̅× 100%

=�,�����

�,����× 100% = 0,07% 3 AB

� = �� ±̅ ∆������

= |7,94 ± 0,01|��

PEMBAHASAN

Lensa yang digunakan pada praktikum ini adalah lensa cembung dan lensa

cekung. Lensa cembung bersifat kovergen (mengumpulkan cahaya ) sedangkan

lensa cekung bersifat divergen (menyebarkan cahaya).

Pada percobaan pertama digunakan lensa cembung di depan bola lampu,

dengan tujuan untuk memusatkan cahaya yang diperoleh dari sumber cahaya

sehingga cahaya tidak menyebar dan bayangan dapat terlihat dengan jelas.

Bayangan yang terbentuk di layar optik menjadi terbalik. Sedangkan pada

percobaan kedua ditambahkan sebuah lensa cekung setelah lensa positif 2. Lensa

positif masih digunakan karena gunanya untuk mengumpulkan sinar. Bayangan

yang terbentuk oleh lensa cekung lebih besar daripada bayangan yang dihasilkan

oleh lensa cembung. Akan tetapi bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung lebih

buram daripada lensa cembung.

Jarak fokus lensa cembung yang didapatkan berdasarkan perhitungan dengan

grafik adalah 18,12 cm. Adapun jarak fokus lensa cekung yang didapatkan adalah

7,94 cm. Nilai-nilai tersebut sangat jauh dari nilai jarak fokus yang sesungguhnya

yaitu 10 cm. Hal ini terjadi karena kurang teliti dalam menentukan fokus

bayangan dan kesalahan dalam mengukur jarak benda dan jarak bayangan.

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Jarak fokus lensa cembung dan lensa cekung dapat ditentukan dengan

mencari jarak benda dan jarak bayangannya ke titik fokus lensa.

2. Jarak benda berbanding terbalik dengan jarak bayangan.

3. Nilai jarak fokus berdasarkan percobaan berbeda dengan teori. Hal ini

merupakan kesalahan dalam praktikum.

SARAN

Adapun saran kepada praktikan selanjutnya agar lebih teliti dalam melakukan

percobaan sehingga data yang dihasilkan lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Herman. 2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Makassar: Jurusan Fisika UNM.