Lensa (O-3)

1

LENSA

Nailul Affida (13030184066)

Pendidikan Fisika, FMIPA, UNESA

Andrian Wiky Dakosta (13030184070)

Pendidikan Fisika, FMIPA, UNESA

Abstrak

Telah dilakukan percobaan dengan judul “lensa” yang bertujuan untuk menetukan jarak fokus lensa positif

dan lensa negatif. Variabel yang digunakan yaitu pada penentuan jarak fokus lensa positif, variabel manipulasinya

adalah jarak benda ke lensa (s), variabel kontrolnya yaitu letak lensa positif dan variabel responnya yaitu jarak

bayangan (s’). Pada penentuan jarak fokus lensa negatif variabel manipulasinya adalah jarak benda ke lensa negatif

(s(-)), variabel kontrolnya yaitu jarak lensa positif dan negatif (d) dan variabel responnya yaitu jarak bayangan ke

lensa positif (s(+)). Metode yang digunakan yaitu meletakkan sumber cahaya, lensa dan layar sesuai rancangan

percobaan. Kemudian menggeser layar untuk mendapatkan gambar bayangan yang paling jelas. Untuk lensa positif,

mengukur jarak bayangan S’ pada layar ke lensa. Pada lensa negatif, mengukur jarak antara lensa positif dan negatif

(d) dan jarak bayangan pada lensa positif [s’(+)] dan mencatat hasilnya. Dalam hal ini nilai f(+) telah di peroleh dari

percobaan pertama. Mengulangi langkah di atas dengan mengubah jarak benda (s). Dari percobaan diperoleh jarak

fokus lensa positif yaitu sebesar 10,9 cm. Sedangkan jarak fokus pada lensa negatif yaitu sebesar 6,3 cm Pada lensa

positif bayangan yang terbentuk dapat ditangkap oleh layar. Hal ini sesuai teori bahwa sifat lensa positif adalah

mengumpulkan cahaya sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata. Selain itu pada penentuan jarak focus lensa

negatif diperlukan bantuan lensa positif, sebab pada lensa negatif bayangan yang terbentuk adalah maya.

Ketidakpastian dalam percobaan dikarenakan kesalahan paralaks dan pengaruh lingkungan atau kondisi ruang saat

pengambilan data.

Kata kunci : lensa, jarak benda, jarak bayangan

I. PENDAHULUAN

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering

menemui benda-benda yang menggunakan lensa, mulai

dari kacamata, kaca spion, lup, mikroskop, teropong dll.

Benda-benda tersebut menggunakan lensa yang

berbeda, seperti lensa cembung-cekung, cekung-cekung

dll. Pada, lensa apabila terdapat seberkas cahaya sejajar

dari benda yang letaknya jauh pada lensa tipis, letak

bayangannya di suatu titik f (titik fokus) dan jarak dari

lensa ke titik f disebut jarak fokus lensa. Untuk lebih

memahami titik fokus pada lensa, maka dilakukan

percobaan yang berjudul lensa.

Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat

diperoleh beberapa rumusan masalah yaitu

1. Bagaimana menentukan jarak fokus lensa

positif dan lensa negatif ?

2. Apa saja faktor yang mempengaruhi dalam

memperoleh bayangan yang tajam dan jelas ?

3. Apakah fungsi lensa positif saat menentukan

jarak fokus lensa negatif ?

Dari rumusan-rumusan masalah diatas dapat

ditentukan tujuan dari percobaan ini yaitu untuk

menentukan jarak fokus lensa positif dan jarak fokus

lensa negatif.

II. KAJIAN TEORI

Lensa adalah benda bening (tembus cahaya)

yang dibatasi dua bidang lengkung atau satu bidang

lengkung dan satu bidang datar. Dari definisi tersebut

dikenal lensa cembung dan lensa cekung. Seperti gambar

1 dibawah ini.

Gambar 1 (lensa tipis)

Titik fokus lensa

Dalam pembahasan tentang lensa, dikenal apa

yang dinamakan titik fokus pertama (F1) dan titik fokus

kedua (F2). Titik fokus pertama merupakan titik benda

pada sumbu utama yang bayangannya berada di tempat

yang sangat jauh (tak hingga), sedangkan titik fokus

Artikel Seminar Fisika Dasar II

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

f1 f2

Gambar 3. Fokus lensa negatif

a. Lensa positif (lensa cembung)

Lensa cembung (konveks) memiliki bagian

tengah yang lebih tebal dari pada bagian tepinya,

sehingga sinar-sinar biasnya bersifat mengumpul.

Lensa ini disebut juga lensa konvergen.

Titik 2 fokus F1 untuk lensa cembung

diperoleh dari perpotongan langsung sinar-sinar bias,

sehingga 2 focus F1 adalah 2 focus 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).

b. lensa negatif (lensa cekung)

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 2 focus F1 adalah 2 focus 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.

Hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan

jarak2fokus adalah sbb :

(persamaan lensa tipis)

Keterangan :

S = jarak benda

S’= jarak bayangan

f = jarak fokus

Pada lensa negatif, bayangan lensa negatif sebagai

benda oleh lensa positif. Sehingga s’(-) = x dan s(+) = x +d.

Sehingga dari rumus lensa positif berlaku,

Dari persamaan di atas, dapat diperoleh nilai dari s’(-

), kemudian, dengan persamaan berikut dapat ditentukan

jarak fokus lensa negatif yaitu,

III. METODE PERCOBAAN

A. Rancangan Percobaan

Gamabar 4. Penentuan jarak fokus lensa positif

Gambar 5. Penentuan jarak fokus lensa negatif

F1 F2

S

S’

f(+)

(+) ( - )

S’(-)

S(-) d S’ (+)

Lensa (O-3)

3

B. Alat dan bahan

1. Lensa positif 1 buah

2. Lensa negatif 1 buah

3. Layar 1 buah

4. Penggaris 1 buah

5. Sumber cahaya 1 buah

C. Variabel-Variabel

Menentukan jarak fokus lensa positif :

Variabel manipulasi : jarak benda ke lensa (s)

Variabel kontrol : letak lensa

Variabel respon : jarak bayangan (s’)

Menentukan jarak fokus lensa negatif :

Variabel manipulasi:jarak benda ke lensa

negatif (s(-))

Variabel kontrol :jarak antara lensa positif

dan negatif (d)

Variabel respon :jarak bayangan (s(+)’)

D. Langkah Percobaan

Menentukan jarak fokus lensa positif

Langkah pertama, meletakkan benda,

lensa positif, dan layar sesuai gambar (4),

kemudian geser-geser layar untuk mendapatkan

gambar bayangan yang paling jelas. Kemudian,

ukur jarak bayangan S’ pada layar terhadap

lensa. Ulangi langkah di atas dengan mengubah

jarak benda S.

Menentukan jarak fokus lensa negatif

Langkah pertama, letakkan benda, lensa

negatif, lensa positif, dan layar sedemikian

hingga tersusun seperti gambar (5). Kemudian,

geser-geser layar untuk mendapatkan gambar

bayangan yang jelas kemudian, ukur jarak

antara lensa positif dan negatif (d) dan jarak

bayangan pada lensa positif [s’(+)] dan cata

hasilnya. Dalam hal ini nilai f(+) telah di

peroleh dari percobaan pertama. Ulangi

langkah tersebut dengan mengubah jarak benda

terhadap lensa negatif.

IV. DATA DAN ANALISIS

A. Data

Dari percobaan yang telah dilakukan,

diperoleh data sebagai berikut :

a. Lensa positif

TABEL I

No. (S ± 0,1) cm (S’ ± 0,1) cm ( f(+) ± 0,1)

cm

1 20,0 21,0 10,2

2 21,0 22,0 10,7

3 22,0 23,0 11,2

4 23,0 21,0 10,9

5 24,0 22,0 11,4

6 25,0 20,0 11,1

7 26,0 19,0 10,9

8 27,0 20,0 11,4

9 28,0 18,0 10,9

10 29,0 18,0 11,1

Rata-rata f(+) 10,9

b. Lensa negatif

TABEL II

No.

(d±0,1

) cm

(S’(+)±0,

1) cm

(S(-)±

0,1) cm

( f± 0,1)

cm

(f(-)±0,1)

cm

1

9,0

29,0 16,0

10,9

5,5

2 26,0 17,0 6,1

3 27,0 18,0 6,0

4 27,0 19,0 6,1

5 27,0 20,0 6,3

6 27,0 21,0 6,3

7 26,0 22,0 6,7

8 27,0 23,0 6,5

9 27,0 24,0 6,6

10 26,0 25,0 6,9

Rata-

rata 6,3

B. Analisis

a. Lensa positif

Berdasarkan data yang telah kami peroleh

dengan menggunakan persamaan lensa tipis

yaitu

Artikel Seminar Fisika Dasar II

didapatkan jarak fokus untuk lensa positif

sebesar 10,9 cm. Saat percobaan, bayangan

yang terbentuk adalah nyata yaitu dapat

ditangkap oleh layar. Hal ini sesuai dengan

teori yaitu sifat lensa positif yang

mengumpulkan cahaya sehingga bayangan

yang terbentuk adalah nyata. Dari tabel terlihat

bahwa jarak bayangan relatif mendekati nilai

yang sama. Hal ini dikarenakan manipulasi

jarak benda yang terlalu kecil (selisih nilai s

dalam setiap manipulasi adalah 1 cm) sehingga

jarak bayangan yang terbentuk tidak

menunjukkan perbedaan yang signifikan. Di

peroleh hasil focus lensa yang tidak sama di

karenakan pengamat yang tidak sama waktu

melakukan pengamatan bayangan.

b. Lensa negatif

Berdasarkan data yang telah kami peroleh

dengan menggunakan persamaan lensa tipis yaitu

didapatkan nilai fokus untuk lensa negatif sebesar

6,3 cm. Dari tabel di atas terlihat bahwa jarak

bayangan dari berbagai manipulasi jarak benda yang

dilakukan adalah hampir mendekati nilai yang sama

(berbeda 1-2 cm). Hal ini dikarenakan manipulasi

jarak benda yang terlalu kecil (selisih nilai s dalam

setiap manipulasi adalah 1 cm) sehingga jarak

bayangan yang terbentuk tidak menunjukkan

perbedaan yang signifikan.

V. DISKUSI

Berdasarkan data pengamatan yang telah kami

peroleh bayangan yang terbentuk dari sumber cahaya

(lilin) yang melewati lensa positif dapat ditangkap oleh

layar. Hal ini sesuai dengan teori dimana lensa positif

bersifat mengumpulan cahaya sehingga bayangan yang

terbentuk adalah nyata. Namun berkebalikan dengan

sifat lensa negatif yang cenderung menyebarkan cahaya

sehingga bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar.

Oleh sebab itu, dibutuhkan lensa positif dalam

percobaan menentukan focus lensa negatif untuk

mendapatkan bayangan yang nyata. Dari data diperoleh

fokus lensa positif yaitu sebesar 10,9 cm. Sedangkan

jarak fokus lensa negatif (lensa cekung) sebesar 6,3 cm.

Pada percobaan menentukan fokus lensa negatif kurang

tepat dalam menentukan bayangan yang tajam dan

perbandingan atau penentuan variable manipulasi

(selisih nilai s(-) dalam setiap manipulasi). Sebab jarak

benda ke lensa negatif dapat mempengaruhi jarak

bayangan ke lensa positif sehingga akan berpengaruh

pada nilai fokus lensa negatif. Selain itu, percobaan

yang dilakukan dalam keadaaan terang sehingga

kejelasan bayangan yang terbentuk kurang akurat. Jadi,

dalam hal ini lingkungan juga berpengaruh terhadap

data yang di peroleh.

.

VI. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan bahwa jarak fokus pada lensa positif

dan negatif dapat ditentukan jika jarak bayangan dan

jarak benda diketahui. Namun, dalam menentukan

fokus lensa negatif dibutuhkan bantuan lensa positif.

Hal ini dikarenakan sifat lensa negatif yang

menghamburkan cahaya dan bayangan yang

terbentuk berada di depan lensa. Jadi, lensa positif

berfungsi untuk mengumpulkan berkas cahaya dan

membentuk bayangan agar dapat di tangkap oleh

layar. Dapat disimpulkan juga factor yang

mempengaruhi penentuan bayangan yang tajam yaitu

percobaan yang dilakukan dalam ruangan yang

terang serta mata pengamat yang kurang cermat

dalam menentukan bayangan yang tajam. Di peroleh

focus lensa yang tidak sama di karenakan pengamat

yang tidak sama waktu melakukan pengamatan.

VII. SARAN

Pada percobaan lensa, seharusnya dalam

menentukan kejelasan bayangan yang ditangkap layar

dilakukan pada ruangan yang gelap dan lebih teliti

dalam menentukan bayangan yang tajam sehingga

hasil yang diperoleh akan lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik.

Jakarta: Erlangga

Serway & Jewett. 2010. Fisika untuk Sains dan Teknik

Buku 3 Edisi 6. Jakarta: Salemba Teknika

Tim Dosen Pembina Praktikum. 2014. Panduan

Praktikum Fisika Dasar II. Surabaya:

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika

FMIPA UNESA.

Dosen Fisika, 1987 Fisika (Listrik-Magnet, Gelombang,

Optika, Fisika Modern) Jurusan Fisika,

FMIPA. ITS. Surabaya