Modul Praktikum Fisika Dasar

26
Praktikum Fisika Dasar STFI MODUL 1 PENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN I. PENDAHULUAN Mempelajari sebuah benda, sejumlah benda atau setiap benda-benda berarti mempelajari besaran-besaran yang dimiliki benda tersebut. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran dan untuk menyatakan hasil ukur diperlukan satuan. Membahas dengan lengkap ketiga hal tersebut bukanlah pekerjaan yang ringkas dan sederhana, namun untuk membekali praktikan, pada bagian ini akan diuraikan secara ringkas dan sederhana mengenai pengukuran dan ketidakpastian yang meliputi kesalahan pengukuran, ketidakpastian pengukuran dan pelaporan hasil ukur. Kesalahan pengukuran Setiap pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Hampir dapat dipastikan tidak ada alat ukur yang nilainya tepat sama dengan nilai sebenarnya dari besaran yang diukur. Dengan perkataan lain, sebuah hasil ukur tidak menyatakan nilai yang sebenarnya dan hasil ukur tidak berupa sebuah nilai tunggal melainkan berupa sebuah rentang nilai yang setiap nilai dalam rentang tersebut memiliki kemungkinan benar yang sama terhadap yang lain. ........................................ ................................................(1) .x : besaran fisik yang diukur (x 0 + x) : hasil ukur dan ketidakpastiannya [x] : satuan besaran fisik Meskipun demikian adalah penting untuk mengetahui apa penyebab dan seberapa besar ketidakpastian yang terdapat dalam suatu hasil ukur agar kita dapat menghindari sebanyak mungkin penyebab ketidakpastian dan menekannya 1

Transcript of Modul Praktikum Fisika Dasar

Page 1: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

MODUL 1PENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN

I. PENDAHULUANMempelajari sebuah benda, sejumlah benda atau setiap benda-benda berarti

mempelajari besaran-besaran yang dimiliki benda tersebut. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran dan untuk menyatakan hasil ukur diperlukan satuan. Membahas dengan lengkap ketiga hal tersebut bukanlah pekerjaan yang ringkas dan sederhana, namun untuk membekali praktikan, pada bagian ini akan diuraikan secara ringkas dan sederhana mengenai pengukuran dan ketidakpastian yang meliputi kesalahan pengukuran, ketidakpastian pengukuran dan pelaporan hasil ukur.

Kesalahan pengukuranSetiap pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Hampir dapat dipastikan

tidak ada alat ukur yang nilainya tepat sama dengan nilai sebenarnya dari besaran yang diukur. Dengan perkataan lain, sebuah hasil ukur tidak menyatakan nilai yang sebenarnya dan hasil ukur tidak berupa sebuah nilai tunggal melainkan berupa sebuah rentang nilai yang setiap nilai dalam rentang tersebut memiliki kemungkinan benar yang sama terhadap yang lain.

........................................................................................(1).x : besaran fisik yang diukur (x0 + ∆x) : hasil ukur dan ketidakpastiannya [x] : satuan besaran fisik

Meskipun demikian adalah penting untuk mengetahui apa penyebab dan seberapa besar ketidakpastian yang terdapat dalam suatu hasil ukur agar kita dapat menghindari sebanyak mungkin penyebab ketidakpastian dan menekannya sekecil mungkin. Dalam pengukuran suatu besaran, kesalahan-kesalahan dapat terjadi karena berbagai sebab, namun pada umumnya dikelompokan atas :

Kesalahan umum, kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, misalnya kesalahan membaca alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian alat ukur yang tidak sesuai.

Kesalahan sistemik, disebabkan oleh kekurangan alat itu sendiri serta keadaan lingkungan yang berpengaruh terhadap pengukuran, alat ukur dan atau pemakainya.

Kesalahan acak, merupakan kesalahan yang tidak disengaja oleh seba-sebab yang tidak dapat segera dan tidak dapat secara langsung diketahui karena perubahan-perubahan pengukuran yang terjadi secara acak.

Karena demikian banyaknya sumber kesalahan dalam pemgukuran, maka tidak mungkin kesalahan-kesalahan itu dihindari dan ditanggulangi secara serempak dalam waktu yang sama dan setiap saat.

1

Page 2: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Ketidakpastian pengukuran tunggal

Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang digunakan bernilai setengah dari nilai skala terkecil (NST). Untuk suatu besaran X maka ketidakpastiaannya adalah :

………………………………………………………(2)

Dengan hasil pengukuran dituliskan sebagai

……………………………………………………….(3)

Ketidakpastian pengukuran berulang

Bila pengukuran dilakukan berulang, maka hasil pengukuran dan ketidakpastiaannya haruslah ditentukan berdasarkan semua hasil ukur yang diperoleh dan semua hasil ukur tersebut hendaknya mencerminkan sampel data dari objek ukur. Pengolahan data hasil pengukuran berulang ini akan melibatkan pengertian-pengertian nilai rata-rata, penyimpangan terhadap nilai rata-rata, penyimpangan rata-rata dan standar deviasi.

a. Nilai rata-rata Nilai yang paling mungkin dari sebuah kelompok data hasil pembacaan pengukuran berulang ialah nilai rata-rata dari semua hasil pembacaan yang dilakukan. Nilai rata-rata ini akan semakin mendekati nilai sebenarnya bila jumlah pembacaan yang dilakukan sebanyak mungkin. Nilai rata-rata besaran x yang diukur sebanyak n kali pengukuran adalah:

.............................................................................................(4)

b. Penyimpangan terhadap nilai rata-rata Penyimpangan terhadap nilai rata-rata adalah selisih antara nilai hasil pembacaan dengan nilai rata-rata dari sejumlah hasil pembacaan yang berkaitan. Penyimpangan ini dinyatakan dengan:

.............................................................................................(5)

c. Peyimpangan rata-rata Peyimpangan rata-rata merupakan indikasi ketepatan alat ukur yang digunakan untuk pengukuran berulang. Semakin rendah penyimpangan rata-rata dari sebuah kelompok data berarti semakin tinggi ketepatan alat ukur yang digunakan. Bila penyimpangan terhadap nilai rata-rata hasil ukur yang ke-i dinyatakan dengan di

dengan pengukuran sebanyak n kali, maka penyimpangan rata-rata dinyatakan dengan D.

2

Page 3: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

............................................................................................(6)

d. Standar deviasi Peyimpangan rata-rata diatas tidak merupakan peyimpangan hasil pengukuran terhadap nilai sebenarnya tetapi merupakan peyimpangan hasil pengukuran berulang terhadap nilai rata-rata pembacaan. Cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan ketidakpastian hasil pengukuran berulang secara statistik adalah dengan standar deviasi (SD).

.....................................................................................(7)

Pelaporan hasil pengukuran

Sampai dengan uraian terakhir di atas, ∆x pada disebut ketidakpastian

mutlak. Selain adanya ketidakpastian mutlak, dalam pengukuran pun dikenal ketidakpastian relatif.

Bila sebuah besaran dinyatakan dengan satuan, maka ∆x disebut ketidakpastian mutlak dan ketidakpastian relatifnya adalah

.............................................................................................(8)

Angka berartiDalam notasi ilmiah nilai suatu besaran bagaimanapun cara memperolehnya ditulis

sebagai perkalian antara bilangan yang bernilai antara 1 sampai 10 (bilangan penting) dengan bilangan sepuluh berpangkat bilangan bulat. Angka-angka yang membentuk bilangan penting disebut angka berarti.

Bilangan Notasi ilmiah Angka berartiBanyaknya

angka berarti

0,004053 4,503 x 10-3 4,5,0,3 4

4050,030 4,050030 x 103 4,0,5,0,0,3,0 7

Pembulatan

3

Page 4: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Yang dituju dengan aturan pembulatan ini adalah bahwa hasil pengolahan data dilaporkan dengan ketelitian yang sama dengan ketelitian terendah dari berbagai data hasil pengukuran yang diolah. Sebagai contoh, bila tiga buah besaran fisik masing-masing bernilai (2,31), (9,2) dan (1,003) maka hasil pengolahan ketiga data tersebut dilaporkan dengan hanya dua angka berarti saja mengacu pada data yang jumlah angka berartinya paling sedikit, yaitu 9,2.

Aturan pembulatan yang biasa digunakan adalah :- Jika angka pertama yang harus dibuang >5 atau angka 5 diikuti paling

tidak oleh satu angka selain nol, maka angka terakhir hasil pembulatan harus ditambah satu. Contoh : bilangan 2,346 dan 2,3451 dibulatkan agar menjadi terdiri dari tiga angka berarti saja, maka hasinya adalah 2,35.

- Jika angka pertama yang akan dibuang <5, maka angka terakhir hasil pembulatan tidak berubah. Contoh : bilangan 2,346 dan 2,3451 dibulatkan agar hanya terdiri dari dua angka berarti saja, maka hasilnya adalah 2,3.

- Jika angka pertama yang akan dibuang adalah angka 5 atau 5 diikuti angka nol, maka angka terakhir : (a) tidak berubah bila ia genap, (b) ditambah satu bila ganjil.

II. PROSEDUR KERJA

Di dalam laboratorium Anda akan diberikan alat ukur dasar seperti penggaris dan jangka sorong. Lakukan percobaan untuk menjawab tugas di bawah ini.

III. TUGAS

1. Tentukan NST alat ukur yang anda gunakan!2. Ukurlah panjang, lebar dan tinggi suatu balok logam dengan jangka sorong

masing-masing sebanyak 5 kali pada tempat yang berbeda. 3. Tentukan dimensi balok tersebut lengkap dengan ketidakpastian mutlak dan

relatifnya!4. Timbang balok tersebut sekali saja!5. Tentukan massa jenis balok tersebut lengkap dengan ketidakpastiannya!

MODUL 2

4

Page 5: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

ARUS SEARAH (DC)

I. PENDAHULUAN

A. Mengukur kuat arus dan beda potensial

Gambar 1

Untuk mengukur kuat arus dalam suatu rangkaian digunakan amperemeter. Amperemeter dipasang seperti dalam gambar 1.1. Untuk mengukur tegangan antara dua titik digunakan voltmeter. Voltmeter dipasang seperti pada gambar 1.2. Pengukuran kuat arus dan tegangan serempak dapat dilakukan seperti pada gambar 1.3 atau 1.4.

Tetapi pengukuran serempak ini ada terdapat kelemahan. Pada gambar 1.3 voltmeter mengukur tegangan ujung – ujung R tetapi ampermeter tidak mengukur arus yang melalui R, sebaliknya pada gambar 1.4 amperemeter mengukur arus melalui R tetapi voltmeter tidak mengukur tegangan ujung– ujung. Untuk itu pengukuran perlu dikoreksi dan untuk mengoreksinya perlu diketehui hambatan dalam dari alat (amperemeter dan voltmeter).

B. Mengukur hambatan dalam amperemeter

Gambar 2

5

A+ -

+ -

R

Hambatangeser

+ -

R

Hambatangeser

V+ -

A+ -

+ -

R

Hambatangeser

V+ -

A+ -

+ -

R

Hambatangeser

A+ -

+ -

R

Hambatangeser

V+ -

(1) (2)

(4)(3)

R

A+ -

+ -

Hambatangeser

V+ -

A+ -

+ -

Hambatangeser

B

(1) (2)

Page 6: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Cara pertama, lihat gambar 2.1, jika hasil pengukuran voltmeter adalah V dan hasil pengukuran amperemeter adalah I, maka hambatan dalam amperemeter tersebut adalah

.......................................................................................................(1)

Cara kedua, lihat gambar 2.2: pengukuran dilakukan dua kali, mula – mula ketika RB belum dipasang, misal hasil penunjukan amperemeter I1. Kemudian RB

dipasang maka penunjukan amperemeter akan berubah, misalkan menjadi I2, maka hambatan dalam amperemeter tersebut adalah :

..........................................................................................(2)

C. Mengukur hambatan dalam voltmeter

Gambar 3

Cara pertama, lihat gambar 3.1: kalau hasil pengukuran amperemeter adalah I dan hasil pengukuran voltmeter adalah V maka hambatan dalam voltmeter tersebut adalah :

...........................................................................................................

.....(3)

Cara kedua, lihat gambar 3.2 : pengukuran dilakukan dua kali, , mula – mula ketika RB belum dipasang, misal hasil penunjukan voltmeter V1. Kemudian RB dipasang maka penunjukan voltmeter akan berubah, misalkan menjadi V2, maka hambatan dalam voltmeter tersebut adalah :

..........................................................................................(4)

D. Mengubah batas ukur ampermeter dan voltmeter

6

A+ -

+ -

Hambatangeser

V+ -

R

V+ -

+ -

Hambatangeser

B

(1) (2)

Page 7: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Alat-alat ukur memiliki batas kemmpuan pengukuran, begitu juga alat pengukur arus dan alat pengukur tegangan. Angka terbesar yang ada pada skala alat ukur tersebut adalah batas maksimum kemampuan pengukuran alat tersebut. Untuk mengubah batas ukur bak amperemeter maupun voltmeter perlu tambahan hambatan. Pada amperemeter hambatan disusun parallel (Rp) sedangkan pada voltmeter hambatan disusun seri (Rs).

Gambar 4

Misalkan (gambar 4.1) batas ukur ampermeter mula-mula adalah I dan kita ingin supaya batas ukurnya menjadi nI maka perlu diberi hambatan parallel sebesar :

..................................................................................................(5)

Misalkan (gambar 4.2) batas ukur voltmeter mula-mula adalah V dan kita inginkan supaya batas ukurnya menjadi nV maka perlu diberi hambatan seri sebesar

...........................................................................................(6)

E. Mengukur hambatan RAmbil sebuah hambatan yang belum diketahui besarnya (RX). Gunakan

rangkaian seperti gambar 3.2 untuk menentukan RX.

II. PROSEDUR KERJA

7

A+ -

Rp

V+ -

R s

(1) (2)

Page 8: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

1. Susun rangkaian seperti pada gambar 2.2 tetapi belum dihubungkan dengan RB

(hambatan bangku), alirkan arus listrik. Catat kedudukan amperemeter (I1), sesudah itu hubungkan RB (tanpa mengubah yang lain), catat lagi kedudukan amperemeter (I2). Ukur dan catat hambatan bangku yang digunakan (RB).

2. Ulangi percobaan ini beberapa kali untuk berbagai harga RB.

3. Susun rangkaian seperti pada gambar 3.2 tetapi belum dihubungkan dengan RB

(hambatan bangku), alirkan arus listrik. Catat kedudukan voltmeter (V1), sesudah itu hubungkan RB (tanpa mengubah yang lain), catat lagi kedudukan voltmeter (V2). Ukur dan catat hambatan bangku yang digunakan (RB).

4. Ulangi percobaan ini beberapa kali untuk berbagai harga RB.

5. Ambil hambatan yang besarnya belum diketahui (Rx). Ganti hambatan RB dengan Rx. Lakukan percobaan ini seperti pada percobaan 3. ukur dan catat hambatan yang digunakan.

6. Buatlah grafik 1/ RB terhadap 1/ I2 dari data yang anda peroleh pada percobaan 1 kemudian tentukan hambatan dalam amperemeter dari grafik tersebut.

7. Buatlah grafik 1/ RB terhadap 1/ V2 dari data yang anda peroleh pada percobaan 3 kemudian tentukan hambatan dalam voltmeter dari grafik tersebut.

MODUL 3

8

Page 9: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

VISKOMETER BOLA JATUH

I. PENDAHULUAN

Kekentalan atau viskositas adalah hal penting untuk menyatakan sifat aliran suatu bahan. Zat cair diasumsikan terdiri dari lapisan-lapisan molekul sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap diam sedangkan lapisan di atasnya bergerak dengan kecepatan konstan sehingga setiap lapisan akan bergerak dengan kecepatan berbanding langsung dengan jaraknya terhadap lapisan terbawah yang tetap. Perbedaan kecepatan dv antara dua lapisan yang dipisahkan dengan jarak dx adalah dv/ dx atau disebut kecepatan geser (rate of share). Sedangkan gaya per satuan luas yang dibutuhkan untuk mengalirkan zat cair tersebut adalah F/A atau disebut sebagai tekanan geser.

η : koefisien viskositas

Viskositas gas bertambah dengan meningkatnya suhu sedangkan viskositas cairan menurun dengan meningkatnya suhu.

Pengukuran viskositas dengan viskometer bola jatuh dilakukan dengan mengukur kecepatan bola jatuh melalui cairan dalam tabung pada suhu yang tetap. Viskometer ini cocok untuk cairan yang mempunyai viskositas yang tinggi dan sukar diukur dengan viskometer kapiler. Viskositas cairan dapat dihitung berdasarkan persamaan Stokes :

Ket: .r : jari-jari bola . ρ1 : bobot jenis bola

ρ2 : bobot jenis cairan . g : gaya gravitasi

. v : kecepatan jatuh bola

Viskometer yang berdasarkan prinsip ini adalah viskometer Hoppler. Pada viskometer Hoppler tabungnya dipasang miring sehingga kecepatan jatuh bola akan berkurang dan pengukuran dapat dilakukan lebih teliti.

II. PROSEDUR KERJA

9

Page 10: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

1. Isilah tabung dengan cairan yang akan dihitung viskositasnya sampai hampir penuh.

2. Tentukan jarak tempuh jatuh bola.

3. Tentukan bobot jenis bola dan cairan yang digunakan.

4. Jatuhkan bola ke dalam tabung yang berisi cairan uji.

5. Catat waktu jatuh bola pada jarak tempuh yang ditentukan. Ulangi percobaan sebanyak 10 kali.

6. Ulangi percobaan untuk jarak tempuh dan ukuran bola yang berbeda

7. Buatlah grafik s terhadap t untuk masing-masing ukuran bola. Dari grafik tersebut hitunglah viskositas cairan dengan menggunakan persamaan di atas.

III. TUGAS

1. Sebutkan jenis-jenis metode penentuan viskositas!

2. Jelaskan hubungan kecepatan jatuh bola terhadap viskositas cairan dalam penetuan viskositas suatu cairan dengan metode viskometer bola jatuh!

Modul 4

10

Page 11: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

SIFAT LENSA DAN CACAT BAYANGAN

I. PENDAHULUAN

I.1 Menentukan Jarak Fokus (f) Lensa Positif

Metode GaussJika sebuah lensa diletakkan sejauh S di sebelah kiri lensa positif (+) maka akan diperoleh bayangan di sebelah kanan lensa pada layar sejauh S’. maka jarak fokus lensa positif (+) dapat ditentukan dengan persamaan :

............................................................................................ (1)

Gambar I.1.1

Jarak fokus dapat juga ditentukan dengan persamaan :

................................................................................................ (2)

Dimana S’ adalah jarak bayangan dan m adalah pembesaran bayangan.

Metode Bessel Sebuah benda diletakkan pada jarak P dari layar, kemudian lensa positif yang akan ditentukan jarak fokusnya digeser-geser antara benda dan layar sehingga diperoleh kedudukan :

Gambar I.1.2

11

S S’

L

Layar

Bayangan

S

Layar

p

LensaLensa

S’1q S’2

Page 12: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Dimana lensa pada masing-masing kedudukan tersebut memberikan bayangan yang jelas pada layar. Bayangan yang satu diperbesar dan yang lain diperkecil. Jika jarak antara dua kedudukan lensa yang dapat memberikan bayangan yang jelas pada layar adalah q, maka jarak fokus (f) dari lensa Bessel dapat ditentukan dengan persamaan :

........................................................................................... (3)

Keterangan :p = jarak benda ke layarq = jarak antara dua kedudukan

I.2 Menentukan Jarak Fokus (f) Lensa NegatifDengan pertolongan lensa positif, tentukan bayangan yang tajam pada layar. Bayangan tersebut merupakan benda untuk lensa negatif dengan jarak benda dengan S adalah jarak antara lensa negatif dengan layar. Geser-geserkan layar sehingga diperoleh bayangan yang jelas pada layar, maka jarak lensa negatif dapat ditentukan dengan persamaan :

.............................................................................................. (4)

Gambar I.2.1

I.3 Jarak Fokus Lensa Gabungan Positif Lemah(+) dan Positif Kuat (++)Jika dua lensa tipis dengan jarak fokus masng-masing f1 dan f2 digabungkan maka akan diperoleh satu lensa bersusun yang jarak fokusnya f dapat ditentukan dengan persamaan :

......................................................................................... (5)

I.4 Cacat BayanganRumus-rumus persamaan lensa yang telah diberikan diturunkan dengan syarat hanya berlaku untuk sinar paraxial, jika syarat tersebut tidak dipenuhi, akan terjadi cacat bayangan (aberasi)

II. PROSEDUR

II.1 Menentukan Fokus Dengan Metode Gauss dan BesselII.1.1 Metode Gauss

a. Susunlah sistem optik berurutan sebagai berikut :- Benda dengan lampu di belakang- Lensa positif lemah- layar

b. Tentukan jarak benda ke lensa

12

Page 13: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

c. Geser-geser layar sehingga didapat bayangan yang jelas pada layard. Ukur dan catat jarak S dan S’e. Ulangi percoban sebanyak 3 kali (pertukaran S’) untuk masing-masing

lensa positif

II.1.2 Metode Bessela. Tentukan jarak benda ke layarb. Geser-geserkan lensa hingga diperoleh bayangan benda untuk kedudukan I

dan bayangan untuk kedudukan IIc. Ukur dan catat jarak p dan qd. Ulangi percobaan sebanyak 3 kali untuk masing-masing lensa

II.2 Menentukan Jarak Fokus Lensa Negatif Dengan Metode Gaussa. Untuk menentukan jarak lensa negatif buat bayangan yang jelas dari benda

pada layar dengan pertolongan lensa positifb. Geserkan layar sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar. Ukur

jarak lensa negatif ke layar (S’)c. Ulangi percobaan sebanyak 3 kali (untuk perubahan (S’)

II.3 Menentukan Jarak Fokus Lensa Gabungan Dengan Metode Bessela. Rapatkan lensa positif kuat (++) dan lensa positif lemah (+) serapat mungkin.b. Gunakan cara Bessel untuk menentukan jarak fokus lensa gabungan tersebut.

Ulangi beberapa kali dengan harga p yang berubah-ubah.

II.4 Mengamati Cacat Bayangan a. Untuk mengambil aberasi khromatik gunakan lensa positif kuat (++) dan

lampu pijar sebagai benda (benda bentuk anak panah tidak digunakan)b. Geser-geserkan layar, sehingga pada suatu kedudukan di dapatkan bayangan

dengan tepi merah yang tajam dan pada kedudukan lain bayangan dengan tepi biru yang tajam.

c. Catat masing-masing kedudukan lensa yang memberikan bayangan dengan berbeda warna.

d. Pasangkan diagfragma di depan lampu pijar. Ulangi percobaan dan catat jarak bayangan yang terjadi dari lampu pada layar.

e. Ulangi percobaan dengan menggunakan diagfragma yang lain.

III. PERTANYAAN

13

Page 14: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

1. Hitunglah jarak fokus lensa positif dan negatif dengan persamaan 1 dan 3. Cara manakah dari kedua persamaan tersebut yang lebih efektif.

2. hitunglah jarak lensa negatif dengan persamaan 4.3. Hitung jarak fokus lensa gabungan dengan rumus bessel4. Terangkan terjadinya aberasi khromatik5. Mengapa jika menggunakan diafragma yang kecil, cacat bayangan dapat

dikurangi?6. Adakah cara lain untuk mengurangi cacat bayangan?

MODUL 5

14

Page 15: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

MIKROSKOP

I. PENDAHULUAN

Mikroskop optik moderen yang sederhana terdiri dari sebuah lensa objektif (dekat benda) yang jarak fokusnya sangat pendek dan sebuah lensa okuler (dekat mata yang jarak fokusnya lebih panjang dari jarak fokus obejektif). Untuk mengurangi abereasi kedua lensa tersebut masing-masing terdiri dari beberapa lensa.

Gambar 1. Mata melihat benda dengan menggunakan miroskop

Keterangan :P = benda yang dilihat dengan mikroskopP’ = bayang dari benda P yang dibentuk oleh lensa objektifP” = benda yang dilihat oleh mata dengan menggunakan mikroskop

Fungsi objektif adalah membuat bayangan nyata yang diperbesar P’ dari benda P yang sangat kecil, yaitu benda yang diamati. Okuler berfungsi sebagai kaca pembesar untuk mengamati P’ sehingga mata melihat ke bayangan maya yang dibentuknya. Bila mob adalah perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif dan mok adalah perbesaran yang dihasilkan okuler, maka perbesaran mikroskop adalah :

M = mob x mok ……………………………………………………… (1)

Baik mob maupun mok dapat dibaca pada lensa yang bersangkutan. Sehingga dapat diketahui perbesaran mikroskop untuk suatu kombinasi lensa objektif dan lensa okuler.

15

objektif

okuler

Mata

P

P”

P’

Page 16: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Cara lain menentukan perbesaran mikroskop adalah dengan memandang lensa objektif dan lensa medan menjadi lensa kesatuan dan lensa mata sebgai loupe dan kaca pembesar. Bila m adalah perbesaran gabungan lensa objektif dengan lensa medan dan γ adalah perbesaran loupe, maka perbesaran mikroskop adalah

M= m x γ ……………………………………………………………… (2)

Dengan menganggap bahwa lensa objektif dan lensa medan membentuk satu lensa gabungan maka

............................ (3)

Dan perbesaran loupe dengan jarak fokus f adalah

………………………………………………………………………. (4a)

Untuk mata normal yang berakomodasi, atau

............................................................................................. (4b)

Untuk mata normal yang berakomodasi normal.

II. PROSEDUR

Catatan:Sebelum melakukan percobaan yang sebenarnya pelajarilah hal-hal berikut:

1. Cara mengatur letak cermin untuk menerangi benda yang diamati.2. Cara mengatur lensa kondensor untuk mengumpulkan sinar yang dipantulkan

oleh cermin.3. Cara mengatur kedudukan lensa objektif.4. Cara mengganti lensa objektif dan lensa okuler5. Cara mengatur kedudukan meja mikroskop.

MikroskopSetelah memahami cara kerja setiap bagian mikroskop, catat perbesaran

yang tertulis pada setiap lensa okuler yang tersedia dan skala mikrometer objektif dan mikrometer okuler.

16

Page 17: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

Perbesaran gabungan lensa objektif dan lensa medan Untuk menentukan perbesaran lensa objektif dengan lensa medan m,1. Letak miktometer objektif diatas meja objektif dan mikrometer okuler di dalam

lensa okuler.2. Atur mikroskop sehingga mikrometer objektif tampak jelas bila dilihat melalui

okuler.3. Amatilah beberapa skala mikrometer okuler terdapat dalam satu skala

mikrometer objektif,4. Ulangi langkah ke 2 untuk beberapa skala mikrometer objektif,5. Ulangi langkah 1 sampai 4 untuk lensa objektif yang lain.

Mengukur diameter kawat halusSetelah mengetahui nilai m maka mikroskop dapat dipakai untuk menentukan diameter kawat halus yang tersedia.1. Gantilah mikrometer objektif dengan preparat yang berisi kawat halus.

Mikrometer okuler jangan diambil dari dalam okuler.2. Atur mikroskop sehingga kawat halus tampak jelas bila dilihat melalui okuler.3. Amatilah berapa skala mikrometer okuler terdapat dalam bayangan kawat

halus.4. Ulangi langkah 2 dan 3 dengan menggunakan lensa objektif yang lain.

III. PERTANYAAN1. Berapa perbesar m untuk setiap kombinasi lensa objektif dan lensa okuler

yang telah diukur ?2. Berapa diameter kawat halus yang tersedia dalam percobaan ?3. Mengapa percobanan ini tidak perlu mengukur atau mengetahui nilai y?

17

Page 18: Modul Praktikum Fisika Dasar

Praktikum Fisika Dasar STFI

MODUL 6RAPAT MASSA

I. PENDAHULUANI.1. Setiap pengukuran besaran pokok pada umumnya selalu menemui batas ketelitian

dan kesalahan pengukuran. Setiap alat ukur mempunyai batas ketelitian dan batas maksimum kemampuan mengukur. Sebagai contoh alat ukur untuk besaran pokok panjang adalah :o Mistar mempunyai ketelitian 1 mm

o Jangka sorong mempunyai ketelitian 0,1 mm

o Mikrometer sekrup mempunyai ketelitian 0,1 mm

o Spherometer mempunyai ketelitian 0,1 mm

I.2 Volume zat pada umumnya tidak dapat diukur secara langsung, tetapi dengan jalan tak langsung misalnya :o Mula-mula diukur panjang, lebar atau rusuk-rusuk dari benda tersebut jika

bendanya teratur kemudian dihitung volumenya.o Dengan menggunakan hukum-hukum fisika yang telah dikenal seperti

hukum Archimedas (untuk semua benda yang teratur maupun tidak)

I.3 Apakah rapat massa itu ?Rapat massa adalah massa persatuan volume dari suatu zat. Jika bnda memiliki struktur dalam yang homogen maka :

..................................................... (1)

II. PROSEDUR1.1. Ukur panjang masing-masing benda padat dengan jangka sorong (8x) pada

tempat yang berlainan.1.2. Ukur lebar dan tebalnya dengan micrometer sekrup (8x) pada tempat yang

berlainan.1.3. Timbang masing-masing benda tersebut dengan neraca teknis.

III. PERTANYAAN1. Tuliskan satuan massa jenis dan berat jenis suatu benda.2. Hitunglah rata-rata panjang, lebar tebal dan kesalahanya.3. Hitunglah volume dan rapat massa masing-masing zat padat dan kesalahannya.

18