MENGHITUNG INDEKS BIAS

DAN

MENENTUKAN PERGESERAN BERKAS SINAR PLAN PARALEL

A.Tujuan Percobaan

1. Menentukan indeks bias kaca plan paralel

2. Menentukan pergeseran berkas sinar setelah percobaan melewati kaca plan paralel.

B. Landasan Teori

Perbedaan cepat rambat cahaya antar satu medium dengan medium lain menyebabkan peristiwa perubahan arah rambat (pembelokan) cahaya pada batas dua medium tersebut. Jika seberkas cahaya melalui bidang batas antara dua buah medium yang berbeda tingkat kerapatannya, cahaya akan mengalami perubahan arah ramabt atau dibelokkan. Peristiwa pembelokkan cahaya pada batas dua medium disebut pembiasan. Jadi, pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya setelah mengalami perubahan medium. Jika seberkas sinar menuju permukaan kaca plan paralel, maka sinar akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali. Pembiasan pertama terjadi ketika cahaya masuk ke kaca. Pembiasan kedua terjadi ketika cahaya keluar dari kaca keudara.

Ketika cahaya dariudara masuk ke kaca, cahaya akan dibiaskan mendekati normal. Setelah itu, cahaya akan keluar dari kaca dan dibiaskan olehudara menjauhi normal. Perjalanan cahaya yang mengalami pembiasan dua kali dapat dilihat pada gambar disamping.

Besarnya pergeseran sinar (t) pada kaca paln paralel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan seperti berikut:

d= ( θi- θr )

cos θr

Keterangan:

d = pergeseran sinar

t = tabel kaca plan paralel

θi = sudut datang

θr = sudut bias

Sebuah sumber cahaya titik seperti Matahari menghasilkan bayangan, dan sinar lampu

senter tampak merupakan garis lurus. Kenyataannya, kita menentukan posisi benda di

lingkungan kita dengan menganggap bahwa cahaya bergerak dari benda tersebut ke mata kita

dengan lintasan garis lurus. Anggapan yang masuk akal ini mengarah ke model berkas dari

cahaya.

Model ini menganggap bahwa cahaya berjalan dalam lintasan yang berbentuk garis

lurus yang disebut berkas cahaya. Sebenarnya, berkas merupakan idealisasi; dimaksudkan untuk

mempresentasikan sinar cahaya yang sangat sempit. Ketika kita melihat sebuah benda, menurut

model berkas, cahaya mencapai mata kita dari setiap titik pada benda; walaupun berkas cahaya

meninggalkan setiap titik dengan banyak arah, biasanya hanya satu kumpulan kecil dari berkas-

berkas ini yang dapat memasuki mata si peneliti. Jika kepala orang tersebut bergerak ke satu sisi,

kumpulan berkas yang lain akan memasuki mata dari setiap titik. Pantulan merupakan

pembentukan bayangan oleh cermin datar. Ketika cahaya menimpa permukaan benda,

sebagian cahaya dipantulkan. Sisanya diserap oleh benda (dan diubah menjadi energi

panas) atau,jika benda tersebut transparan seperti kaca atau air, sebagian diteruskan. Untuk

benda-benda yang sangat mengkilat seperti cermin berlapis perak, lebih dari 95% cahaya bisa

dipantulkan.

Ketika suatu berkas cahaya sempit menimpa permukaan yang rata (gambar) kita definisikan

sudut datang (i), sebagai sudut yang dibuat berkas sisnar datang dengan garis normal terhadap

permukaan (“normal” bearti tegak lurus) dan sudut pantul (r) sebagai sudut yang dibuat

berkas sinar pantul dengan normal. Hasil ini ditemukan secara eksperimen oleh Willebord Snell,

seorang ilmuwan Belanda dan dikenal dengan hukum Snellius atau hukum pembiasan.

B. Alat Percobaan

1. Kaca plan paralel dan meja

2. Kertas putih polos

3. Jarum kasur

4. Busur derajad

5. Pensil

6. Pulpen Warna

7. Penggaris

C. Langkah Percobaan

1. Siapkan peralatan seperti terlihat pada gambar rangkaian percobaan.

2. B u l a t l a h g a r i s - g a r i s y a n g m e m b a g i k e r t a s A 4

m e n j a d i empat bagian yang sama dengan menggunakan pena.

3. Garislah tepi-tepi kaca dengan menggunakan pensil/pena sehingga ukuran kaca

tercetak sama persis di atas kertasA4.

4. Posisikan mata kamu di depan kaca plan paralel

5. L e t a k k a n l a h j a r u m p e n t u l y a n g p e r t a m a d i d e k a t

t e p i kertas A4, jarum pentul kedua letakkan pada satu garis lurus diantara jarum

pertama dengan kaca plan paralel.

6. Posisikan mata kamu di belakang kaca plan paralel.

7. B u a t l a h g a r i s l u r u s y a n g s a n g a t

p a n j a n g y a n g menghubungkan lubang jarum pertama dan kedua

hinggam e n g e n a i p o l a k a c a p l a n p a r a l e l g a r i s i n i d a p a t

d i s e b u t s e b a g a i g a r i s b e r k a s s i n a r d a t a n g ( i ) , d e n g a n c a r a y a n g s a m a

h u b u n g k a n l a h l u b a n g j a r u m k e t i g a d a n k e e m p a t s e h i n g g a m e n g e n a i

p o l a k a c a p l a n p a r a l e l , g a r i s i n i disebut garis berkas sinar paantul (r).

8. R e k a m l a h g e j a l a y a n g t e r j a d i d e n g a n m e n g g u n a k a n kamera yang

kamu miliki.

9. Ulangi percobaan sebanyak tiga kali, pada kertas berbeda

u n t u k p o s i s i j a r u m y a n g b e r b e d a - b e d a

( s u d u t kemiringannya terhadap kaca plan paralel).

10. Ulangi percobaan sebanyak tiga kali, pada kertas berbeda

u n t u k p o s i s i j a r u m y a n g b e r b e d a - b e d a

( s u d u t kemiringannya terhadap kaca plan paralel).

11. Lampirkanlah berkas gambar pola cahaya yang kamu buatpada percobaan ini di laporan.

D. Data Hasil Percobaan

i1

r1

i2

r2 Sin (i

1− r1) Cos r

1 D (cm) t (hitung) t (ukur)

300 200 200 200 0,173 0,939 6 1,105 1,1

370 230 230 230 0,241 0,920 6 0,571 1,6

400 250 250 400 0,259 0,906 6 0,715 1,7

450 360 360 450 0,156 0,809 6 1,156 2

530 300 300 530 0,390 0,867 6 2,699 2,6

600 340 340 600 0,438 0,829 6 3,170 3,3

E. Pengolahan Data

1. Menentukan pergeseran sinar

t=d sin(i−r )cosr

Keterangan :

i = sudur datang ( 0 )

r = sudut bias ( 0 )

d = tebal kaca ( cm )

t = pergeseran cahaya (cm )

Percobaan 1

i = 300 ; r = 200 ; d = 6 cm

t=6×sin(30−20)

cos20

¿6×sin 10cos20

¿6×0,1730,939

¿1,105

Percobaan 2

i = 370 ; r = 230 ; d = 6 cm

t=6×sin(37−23)

cos20

¿6×sin 14cos23

¿6×0,2410,920

¿0,571

Percobaan 3

i = 400 ; r = 250 ; d = 6 cm

t=6×sin(40−25)

cos 25

¿6×sin 15cos25

¿6×0,2590,906

¿0,715

Percobaan 4

i = 450 ; r = 360 ; d = 6 cm

t=6×sin(45−36)

cos 36

¿6×sin 9cos36

¿6×0,1560,809

¿1,156

Percobaan 5

i = 530 ; r = 300 ; d = 6 cm

t=6×sin(53−30)

cos30

¿6×sin 23cos30

¿6×0,3900,867

¿2,699

Percobaan 6

i = 600 ; r = 340 ; d = 6 cm

t=6×sin(60−34)

cos34

¿6×sin 26cos34

= 6×0,4380,829

¿3,170

2. Menentukan indeks bias prisma

Rumus :

sin isinr

=n2n1

Keterangan :

Sin i = sudut datang

Sin r = sudut bias

n2 = indeks bias yang akan dilalui

n1 = indeks bias yang dilalui ( nudara )

Percobaan 1

sin 30°sin 20°

=n21

0,50,342

=n21

n2 = 1,461

Percobaan 2

sin 37 °sin 23 °

=n21

0,6010,390

=n21

n2 = 1,541

Percobaan 3

sin 40 °sin 25 °

=n21

0,6420,422

=n21

n2 = 1,521

Percobaan 4

sin 45 °sin 36 °

=n21

0,7070,587

=n21

n2 = 1,204

Percobaan 5

sin 53°sin 30°

=n21

0,7980,5

=n21

n2 = 1,596

Percobaan 6

sin 60 °sin 34 °

=n21

0,8660,559

=n21

n2 = 1,549

G. Kesimpulan

Pembiasan cahaya adalah pembelokkan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas

dua medium yang berbeda indeks biasnya. Pada setiap percobaan yang memiliki sinar datang dan

sudut pantul yang berbeda-beda maka akan menghasilkan indeks bias dan pergeseran sinar yang

berbeda pula.

Dari percobaan tersebutdapat juga dilihat bahwa tiap-tiap sudut datang dan sudut pantul memiliki

perbedaan pada nilai pergeseran sinar dan perbedaan indeks bias yang digunakan sesuai dnegan

bahan yang digunakan. Semakin kecil sudut sinar datang dan sinar pantul maka indeks bias dan

pergeseran sinarnya makin kecilb, begitu juga sebaliknya. Jadi, hasil indeks bias dan pergeseran sinar

sangat dipengaruhi besar kecilnya sudut sinar datang dan sinar pantul.

DAFTAR PUSTAKA

http://theresiaagnesti.blogspot.com/2011/03/pembiasan-cahaya-pada-kaca-plan-paralel.html ,

diakses pada 11 november 2012.

http://fisikasemesta.blogspot.com/2011/03/pembiasan-cahaya-pada-kaca-plan-paralel.html , diakses

pada 11 november 2012.

http://desyaryani.wordpress.com/2011/11/21/pembiasan-cahaya-pada-prisma-dan-kaca-plan-

paralel/ , diakses pada 11 november 2012.

LAMPIRAN

DISUSUN OLEH :

ADINDA SYEILA PUTRI

BALGIES DEVI FORTUNA

RIFANA SHAVIRA BILQIS

RISKY AMALIA MARTIS SUGIARTONO

XII IPA 3

SMAN 1 CIREBON

2012/2013