BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangDalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan maupun menjumpai benda-benda seperti kacamata, lup (kaca pembesar), kamera dan masih banyak lagi. Tetapi tentunya kita belum begitu paham bagaimana cara kerja dan masih banyak lagi fungsi yang belum kita ketahui dari alat-alat tersebut. Selain itu juga masih kurang paham bagaimana benda-benda tersebut membentuk suatu bayangan dan sifat-sifat bayangan yang terbentuk pada benda-benda tersebut.Alat optik yang paling sering digunakan adalah lensa, sepertikamera, teleskop dan mikroskop. Lensa ini merupakan alat optik yang sangat berguna. Lensa yang paling sederhana mempunyai dua permukaan bola yang cukup dekat satu sama lain, sehingga kita dapat mengambil jarak diantara kedua permukaan itu, kita namakan ini sebuah lensa tipis.Lensa merupakan sebuah benda yang dibuat dari barang optic transparan yang mempunyai dua sisi permukaan sebuah benda yang dibuat dari benda optic transparan yang mempunyai dua sisi permukaan. Bidang bening yang dibatasi oleh dua atau lebih permukaan bias dengan minimal satu permukaan merupakan bidang lengkung. Jenis lensa dibagi menjadi dua yaitu lensa positif dan lensa negatif. Lensa positif (konveks) memiliki bagian tengah lebih tebal daripada tepinya dan bersifat mengumpul (konvergen) sedangkan lensa negatif (konkaf) memiliki bagian tengah lebih tipis daripada bagian tepinya dan bersifat memancar (dirvergen).Oleh karena itu, percobaan system ini perlu dilakukan agar dapat mengetahui dasar-dasar system lensa, untuk mengetahui sifat-sifat bayangan yang terbentuk antara lensa positif dan negative serta lensa gabungan dan untuk mengetahui aplikasi-aplikasi system lensa dalam kehidupan sehari-hari.

1.2 Tujuan PercobaanAdapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :1. Mengetahui bayangan yang terbentuk pada lensa positif dan lensa negatif.2. Menentukan panjang focus (titik api) dari dua lensa cembung dengan mengukur jarak bayangan dan jarak benda. 3. Menetukan panjang focus sebuah lensa cembung dan kombinasi dari lensa cembung dan lensa cekung dengan menggunakan metode Bessel.4. Menyusun alat-alat optic sederhana sbb : a) Proyektor slide, skala/ukuran bayangan yang ditentukan. b) Mikroskop, pembesaran yang ditentukan. c) Teleskop dari Johannes Kepler. d) Teleskop dari Galileo Galileo (kaca opera). 1.3 RumusanMasalahAdapun rumusan masalahnya adalah sebagai berikut :1. Apa saja jenis-jenis lensa?2. Apa perbedaan lensa cekung dan lensa cembung?3. Bagaimana prinsip dasar mengunakan metode Bessel?4. Bagaimana bayangan yang terbentuk pada proyektor slide, mikroskop dan teleskop dari Johannes Kepler serta teleskop dari Galileo Galileo (kaca opera).

BAB IIDASAR TEORI2.1 Pengertian LensaLensa adalah sebuah benda yang dibuat dari barang optik transparan yang mempunyai dua sisi permukaan sebuah benda yang dibuat dari benda optik transparan yang mempunyai dua sisi permukaan. Dalam hal ini, lensa merupakan medium transparan yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung (namun salah satu permukaan lensa dapat juga merupakan bidang datar). Karena itu gelombang datang mengalami dua pembiasan ketika melewati lensa. Bayangan yang dibentuk oleh permukaan pertama merupakan obyek bagi permukaan kedua (Halliday,1999).

Gambar 2.1.1 Bentuk standar lensa(a) lensa positif dan (b) lensa negatif.Lensa biconvex sering disebut lensa cembung (kedua permukaannya cembung) atau lensa positif (fokusnya bertanda positif) atau lensa konvergen (bersifat penggumpalan sinar), sedangkan lensa bikonkaf sering disebut lensa cekung (kedua permukaannya cekung) atau lensa divergen (bersifat menyebarkan sinar).Untuk lensa positif sinar utama :1. Sinar sejajar yang digambarkan sejajar dengan sumbu utama ini dibelokkan melalui titik fokus kedua dari lensa tersebut.2. Sinar pusat digambarkan melalui pusat (verteks) lensa. Sinar ini tidak dibelokkan (disampingkan). (Muka-muka lensa adalah sejajar pada titik ini sehingga sinar memancar pada arah sama tetap sadikit bergeser, karena lensa tersebut tipis).Sinar fokus di gambarkan melalui titik fokus pertama. Sinar ini memancarkan sejajar dengan sumbu utama.Bayangan dapat nyata (real) atau maya (virtual) pada bayangan nyata, cahaya betul-betul melalui titik bayangan tersebut, sedangkan pada bayangan maya cahaya seolah-olah terpancar dari titik bayangan, padahal cahaya tidak melalui titik ini. Bayangan pada cermin data selalu maya dan menunjukkan bahwa bayangan maya memang nyata ada dan letaknya tertentu dibelakang cermin.Persamaan untuk pembesaran bayangan :M = (Tipler, 2001).Alat optik yang paling sering digunakan adalah lensa, seperti kamera, teleskop dan mikroskop. Lensa yang paling sederhana mempunyai dua permukaan bola yang cukup dekat satu sama lain, sehingga kita dapat mengambil jarak diantara kedua permukaan itu,kita namakan ini sebuah lensa tipis.Bila berkas sinar yang paralel dengan sumbu melalui lensa itu, maka berkas sinar itu berkumpul kesebuah titik F2 dan membuntuk sebuah bayangan nyata dititik tersebut. Lensa seperti itu dinamakan sebuah lensa pengumpul (lensa konvergen). Demikian itu, sinar yang lewat melalui F1 muncul keluar dari lensa itu sebagai sebersas sinar paralel. Titik F1 dan F2 dinamakan titik fokus pertama dan titik fokus kedua dan jarak F (yang diukur dari pusat lensa itu) dinamakan panjang fokus (Zemansky, 2001).Mikroskop dan teleskop memiliki sebuah lensa objektif dan sebuah lensa okuler. Keduanya dinyatakan sebagai lensa tipis. Fokus utama lensa tipis yaitu permukaan sinar yang sejajar dan berada dekat pada sumbu x terputuskan. Titik fokus ini bersifat maya untuk lensa divergen dan bersifat nyata untuk lensa bersifat konvergen. Jarak fokus F adalah jarak titik fokus utama dan lensa. Karena setiap lensa dapat dibalik tanpa merubah sinar pada setiap lensa terdapat 2 titik fokus yang simetris (Sutisna, 2001).

Persamaan pembuat lensa tipis adalah

Persamaan diatas dapat digunakan untuk menetukan nilai R1 dan R2yang diperlukan untuk suatu nilai indeks bias dan panjang fokus yang diinginkan. Persamaan ini memiliki hubungan objek tayangan untuk lensa postif maupun negatif sehingga didapatkan persamaan lensa tipis : + dengan p adalah jarak objek, q adalah jarak bayangan dan f adalah jarak fokus lensa (Serway, 2010).Hubungan antara focus lensa, jarak benda, dan jarak bayangan untuk sebuah lensa dapat diperoleh dengan menggambarkan jalan-jalan sinar sbb :

Gambar 2.1.2 Sinar sinar istimewa lensa konveksDengan hukum kesebandingan (kesebangunan) segitiga antara PQR dengan TSR dapat dituliskan persamaan : (2.1)Dan karena URF2 TSF2 maka : (2.2)

B : tinggi bayangan g: jarak bendaG : tinggi benda (objek) f: focus benda

Persamaan (2.1) dan persamaan (2.2) dapat digabungkan menjadi :

atau f = (2.3)

Untuk metode Bessel pada Gambar 2.1.2, karena g1 = bII (jarak benda untuk kasus I sama dengan jarak bayangan untuk kasus II) dan karena bI = g II , maka :g1 + b1 = d(2.4)gt = (d - e) (2.6)b1 - g1 = e(2.5)ataubt = (d + e) (2.7)

Dengan memasukkan persamaan (2.6) dan (2.7) ini ke dalam persamaan (2.3), maka diperoleh : (2.8)Jadi penentuan fokus lensa konfeks f dapat dilakukan dengan mengukur d dan e.Kalau selanjutnya digunakan susunan lensa yang terdiri atas sebuah lensa cembung (konveks) yang telah diukur fokusnya dengan cara di atas dan sebuah lensa cekung (konkaf), maka fokus lensa cekungnya adalah : atau fz =

supaya ada bayangan real (nyata), maka :

(Abaikan jarak antara kedua lensa).

2.2 Ukuran pembesarana. Proyektor SlideUkuran pembesaran diperoleh dari :V = misalkan b=700 mm dan f=100 mm, maka V=6 (3.13)

b. MikroskopPembesaran lensa obyektif :

Pembesaran angular dari lensa pembesar (okuler) untuk akomodasi minimum : = Jadi pembesaran total adalah :

c. Teleskop KeplerLensa L1 memberikan gambar atau bayangan real terbalik sebesar y1 untuk obyek yang jauh dan gambar ini diamati melalui lensa pembesar (lensa okuler) L2.

d. Teleskop GalileoSuatu lensa cekung ditempatkan pada lintasan sinar di depan gambar real yang dihasilkan oleh lensa L1 (lensa obyektif), sehngga F1 dan F2 berimpit. Mata akan melihat gambar semu (maya) yang tegak, maka pembesaran angular adalah : = (PHY-WE, volume I-5).

BAB IIIMETODE PERCOBAAN3.1 Alat dan BahanAdapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini dapat dilihat pada tabel 3.1.1 di bawah ini.Tabel 3.1.1 Alat dan Bahan yang digunakanNo.Alat dan bahanKodeUnit

1Lensa ,f=+20 mm08018.011

2Lensa ,f=+50 mm08020.011

3Lensa ,f=+100 mm08021.011

4Lensa ,f=+300 mm08023.011

5Lensa ,f=-50 mm08026.011

6Lensa ,f=-200 mm08028.011

7Layar translusen 250 mm x 250 mm08064.001

8Celah 08133.011

9Ground glass acreen, 50x50x2 mm08136.011

10Double condensor, f=6008137.001

11Stage mikrometer62046.001

12objek08132.011

13Penaruh Panjang lintasan objek, l=1000 mm08282.001

14Slide mount for optical profile bench, h= 30 mm08286.015

15Slide mount for optical profile bench, h= 80 mm08286.021

16dudukan lensa08282.002

17Experiment lamp11601.101

18Dudukan diafragma08040.002

19Kabel penghubung, 500 mm07361.042

20Swinging arm08256.001

21Power supply 0-12v DC/6v, 12v AC13505.931

22Meteran /rule 1000mm09937.011

23Ground glass screen08136.011

3.2 Cara Kerja

Gambar 3.2.1 Set up eksperiment hukum lensa dan alat-alat optik

1. Dirangkai peralatan seperti terlihat pada gambar 3.2.12. Dihidupkan lampu dengan menekan tombol power pada catu daya3. Disesuaikan cahaya agar sinar masuk ke celah4. Dipasang objek didepan lensa5. Diukur jarak panjang fokus dari dua lensa cembung dengan mengukur jarak bayangan dan jarak benda6. Diamati bayangan objek yang terbentuk pada layar

BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Hasil PengamatanTebel 4.1 Hasil gambar pada jarak yang bervariasiNoJarak (cm)Gambar

1

20

2

23

3

26

4

29

5

30

4.2 Analisa DataTabel 4.2.1 Hasil pembesaran bayangan pada jarak yang bervariasiNoe

hh

1.20103,5

2.239,53,5

3.268,63,5

4.298,23,5

Dengan f1 = +100 f2= +300S(jarak dari lensa ke layar) = 88 cm

4.2.1 Perhitungan Titik FokusKeterangan F= Titik fokusS= Jarak dari lensa 1 ke lensa 2S= Jarak lensa ke layar

= + = + = + = + = = = = f1 = f2 = = 16,29 = 18,23

= + = + = + = + = = = = f3 = f4 = = 20,07 = 21,81

= = 2,86 = = 2,46

= = 2,71 = = 2,34

Maka sudut magnetik yang didapatkan adalah :

L = = = 0,33

4.3 PembahasanPada percobaan hukum lensa yang bertujuan untuk menentukan panjang focus dari dua lensa cembung dengan mengukur jarak bayangan dan jarak benda dan menentukan panjang focus sebuah lensa cembung dan kombinasi dari lensa cembung dan lensa cekung dengan menggunakan metode Bessel. Secara teori ada banyak jenis ukuran pembesaran yaitu slide proyektor, mikroskop, teleskop keppler, dan teleskop Galileo. Namun pada percobaan ini ukuran pembesaran yang kami gunakan adalah teleskop keppler dikarnakan metode ini lebih sederhana. Pada teleskop keppler menggunakan lensa cembung (f1=+300mm) dan (f2=+50 mm). akan tetapi lensa cembung yang kami gunakan memiliki panjang focus (f1 = +100mm) dan (f2 = +300mm).Mula-mula kami mengukur jarak laser ke lensa 1. Kemudian kami memberi lensa cembung dimana lensa 1 menggunakan f1 = +100 sedangkan pada lensa 2 menggunakan f2= +300. Selanjutnya digeser kedua lensa secara bersamaan sehingga didapatkan bayangan yang ada pada layar dimana jarak lensa 1 ke layar sebesar 88 cm. Setelah itu Jarak lensa l ke lensa 2 divariasikan dimulai dengan jarak 20 cm sampai 29 cm sehingga menghasilkan bayangan yang bervariasi dengan panjang benda yang digunakan sebesar 3.5 cm. semakin pendek jarak lensa 1 ke lensa 2 (e) maka semakin besar pula bayangan yang terbentuk begitu juga sebaliknya. Artinya jarak lensa 1 ke lensa 2 (e) berbanding terbalik dengan bayangan benda yang terbentuk.Berdasarkan analisa data yang didapatkan pembesaran bayangan benda maka ukuran bayangannya semakin besar, artinya pembesaran bayangan berbanding lurus dengan besarnya bayangan yang terbentuk (h). Pada titik focus yang didapatkan semakin besar jarak lensa 1 ke lensa 2 maka semakin besar pula titik focus yang dihasilkan. Artinya jarak lensa 1 ke lensa 2 berbanding lurus dengan titik focus.Pada teleskop keppler ini diperoleh sudut magnet sebesar 0.03 yang didapatkan dari perbandingan (f1 = +100mm) dan (f2 = +300mm).

BAB VPENUTUP

5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang didapatkan pada percobaan ini yaitu :1. Panjang focus ditentukan oleh jarak benda ke lensa dan jarak bayangannya ke lensa dan jarak benda bayangan menggunakan metode Bessel.2. Teleskop keppler menggunakan lensa cembung (f1=+300mm) dan (f2=+50 mm).3. Jarak lensa 1 ke lensa 2 (e) berbanding terbalik dengan bayangan benda yang terbentuk.4. Jarak lensa 1 ke lensa 2 berbanding lurus dengan titik focus.

5.2 SaranPada percobaan ini diharapkan asisten lebih mengerti agar didapatkan analisa data yang sesuai dengan teori.

14