o2 Indeks Bias

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Kamera, mikroskop, teropong, teleskop, lup, dan

lainnya merupakan peralatan optik yang dari tahun ke

tahun semakin canggih dan alat-alat tersebut sudah tidak

asing bagi kita. Kesemua alat tesebut menggunakan lensa

yaitu zat optis yang dibatasi oleh dua permukaan

lengkung atau salah satu permukaannya datar.

Untuk mendapatkan hasil bayangan yang kita

harapkan, kita harus mengetahui segala sesuatu mengenai

lensa, seperti fokus dari lensa yang digunakan, jari-

jari kelengkunagn bidang lensa, bentuk (jenis) lensa,

indeks bias lensa dan lain-lain. Karena lensa adalah

salah satu bagian terpenting dalam optik, maka perlu

dikaji. Untuk itulah percobaan ini dilakukan.

I.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah :

a. Menentukan jarak titik api lensa.

b. Menentukan jari-jari kelengkungan bidang lensa.

c. Menentukan indeks bias lensa dan zat cair.

I.3 Permasalahan

Permasalahan yang akan dipecahkan dalam percobaan ini

adalah :

a. Bagaimana menentukan jarak titik api lensa.

b. Bagaimana menghitung jari-jari kelengkungan kedua

bidang setiap lensa.

c. Bagaimana menghitung indeks bias lensa

d. Bagaimana menghitung indeks bias air

e. Menarik kesimpulan dari percobaan yang telah

dilakukan

1

I.4 Sistematika Laporan

Laporan ini disusun dengan menggunakan sistematika

laporan sebagai berikut : Bab I yaitu Pendahuluan yang

terdiri dari latar belakang, tujuan percobaan,

permasalahan, dan sistematika laporan. Bab II Dasar

teori yang menjadi dasar atas dilaksanakannya percobaan

ini, Bab III Peralatan dan Cara kerja. Bab IV berisi

Analisa data dan Pembahasan. Dan Bab V Kesimpulan dari

serangkaian percobaan yang kami laksanakan.

2

BAB II

DASAR TEORI

Cermin Datar

Ada tiga macam bentuk cermin, yaitu :

a. Cermin datar

b. Cermin cekung

c. Cermin cembung

Cermin datar merupakan cermin yang tidak memiliki jari-

jari kelengkungan. Sifat bayangan yang dibentuk olehnya

adalah :

1. Maya

2. Sama besar dengan bendanya

3. Tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya.

4. Jarak benda terhadap cermin sama dengan jarak bayangan

terhadap cermin.

Bayangan yang dibentuk pada cermin datar adalah maya,

yaitu bayangan yang terjadi karena pertemuan perpanjangan

sinar-sinar cahaya. Sinar cahaya adalah sinar yang terdapat

di depan cermin sedangkan perpanjangan sinar cahaya yang

dimaksud adalah menuju bagian belakang cermin. Pada cermin

lengkung (cekung dan cembung ) ada bayangan yang sifatnya

nyata, yaitu bayangan yang terjadi karena pertemuan langsung

sinar-sinar cahaya (bukan perpanjangan) dan dapat ditangkap

oleh layar. Pembentukan bayangan pada cermin datar dapat

dilukiskan sebagai berikut :

1. lukis sinar pertama yang datang dari benda menuju

cermin dan pantulkan ke mata sesuai hukum pemantulan

yaitu sudut datang = sudut pantul.

2. lukis sinar kedua yang datang dari benda menuju ke

cermin dan dipantulkan ke mata sesuai hukum

pemantulan.

3. perpanjangan sinar pantul pertama dan sinar pantul

kedua di belakang cermin akan berpotongan dan

merupakan bayangan.

3

Gambar 1. Pembentukan bayangan pada cermin datar.

II.2 Lensa

Ada dua jenis lensa, yaitu lensa cembung dan lensa

cekung. Pada lensa cembung (konveks) bagian tengahnya lebih

tebal,mengumpulkan sinar (konvergen), memiliki tiga golongan

yaitu cembung ganda (bikonveks), cembung datar (plankonveks),

cembung cekung (konkaf-konveks). Pada lensa cekung (konkaf)

yang bersifat memencarkan sinar (divergen) memiliki tiga

golongan, yaitu bikonkaf, plankonkaf, dan konkaf-konveks.

bikonveks plankonveks konkaf-konveks bikonkaf plankonkaf konveks-konkaf

Gambar 2. Jenis lensa

Tiga sinar istimewa pada lensa cembung :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui

titik fokus aktif f1.

2. Sinar datang melalui titik fokus pasif f2 dibiaskan sejajar

sumbu utama.

3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa

membias.

f2 O f1

Gambar 3. Pembentukan bayangan pada lensa cembung

4

Bayangan yang dibentuk pada lensa cembung tergantung

dari letak benda tersebut.

Ada beberapa kemungkinan sifat bayangan pada lensa cembung

diantaranya :

1. Benda terletak antara O dan f2 bayangan yang dibentuk

bersifat maya tegak diperbesar.

2. Benda terletak di R1 bayangan yang dibentuk bersifat

nyata, terbalik dan sama besar.

3. Benda terletak di f1 bayangan di tak terhingga (sinar bia

sejajar).

Tiga sinar istimewa pada lensa cekung :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan dari

titik fokus aktif f1.

2. Sinar datang seolah-olah menuju ke titik fokus pasif f2

dibiaskan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang melalui pusat optik O diteruskan tanpa

membias.

f1 f2

Gambar 4. Pembentukan bayangan pada lensa cekung

Bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung bersifat maya,

tegak, dan diperkecil.

Pada lensa berlaku persamaan-persamaan :

dengan s : jarak benda ke lensa

5

s’ : jarak bayangan ke lensa

f : fokus lensa

Apabila n adalah indeks bias lensa dan R1, R2 jari-jari kedua

bidang lensa maka :

II.3. Pembiasan Cahaya

a. Hukum I Pembiasan

Menyatakan bahwa “sinar datang (i), sinar bias (r) , dan

garis normal terletak pada satu bidang datar ”.

i

medium 1

medium 2

r

Gambar 5. Pembiasan

b. Indeks bias mutlak

Sekitar tahun 1591-1626, Snellius, ahli matematika dari

Belanda menemukan persamaan untuk indeks bias mutlak n dari

vakum (udara) menuju ke suatu medium tertentu, yaitu :

n : indek bias

v : kecepatan cahaya dalam medium

c : kecepatan cahaya dalam vakum

Maka indeks bias mutlak dapat dipandang sebagai suatu

ukuran kemampuan medium itu untuk membelokkan cahaya. Semakin

besar indeks bias suatu medium, maka semakin kuat membelokkan

cahaya.

6

c. Indeks bias relatif

Apabila cahaya datang dari gelas menuju air dianggap ada

lapisan udara di antaranya,sehingga berlaku persamaan :

n1 sin i = n2 sin r

dimana : n1 : indeks bias medium 1

i : sudut datang medium 1

n2 : indeks bias medium 2

r : sudut bias medium 2

7

BAB III

PERALATAN DAN CARA KERJA

III.1 Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

1. Lensa bikonveks 1 buah

2. Cermin datar 1 buah

3. Jarum berbentuk garpu 1 buah

4. Statis 1 buah

5. Air

III.2 Cara Kerja

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan

ini adalah sebagai berikut :

1. Menyusun peralatan seperti pada gambar 6.

2. Meletakkan ujung jarum pada sumbu optis lensa.

3. Meletakkan mata pada sumbu optis lensa dan menggeser

jarum sehingga ujung jarum berimpit dengan bayangannya.

Kemudian mencatat jarak antara ujung jarum dengan lensa.

Hal ini dilakukan sebanyak 5 kali.

4. Membalik lensa dan mengerjakan langkah 1-3 (dibedakan

antara bidang atas dan bidang bawah).

5. Mengulangi langkah 1-4 tetapi antara cermin datar dan

lensa diberi cairan.

Gambar 6. Susunan peralatan percobaan

8

ff

Cermin datar

lensa

cairan

Cermin datar

lensa

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

IV.1 Analisa Data

Ralat Mutlak :

Ralat Nisbi :

Keseksamaan : K = 100% -I

1. Lensa + cermin

a. Sisi atas.

no f1 f1-f1rata (f1-f1rata)2

1. 0,5 -0,2 0,04

2. 0,6 -0,1 0,01

3. 0,9 0,2 0,04

4. 0,7 0 0

5. 0,8 0,1 0,01

0,7 0,1

Tabel 1. Ralat f1 pada percobaan lensa + cermin

Ralat mutlak () : 0,0707

Ralat Nisbi (I) : 10,1 %

Keseksamaan (K) : 89,9 %

Jadi harga pengukuran = (0,7 0,0707) cm

b. Sisi bawah


1. 0,6 -0,12 0,0144

2. 0,9 0,18 0,0324

3. 0,8 0,08 0,0064

4. 0,7 0,02 0,0004

5. 0,6 -0,12 0,0144

0,72 0,068

Tabel 2. Ralat f2 pada percobaan lensa + cermin

9


Ralat Nisbi (I) : 8,09%

Keseksamaan (K) : 91,91%


2. Lensa

a. Sisi atas

no p1 p1-p1rata (p1-p1rata)2

1. 1,4 -0,06 0,0036

2. 1,5 0,04 0,0016

3. 1,5 0,04 0,0016

4. 1,4 -0,06 0,0036

5. 1,5 0,04 0,0016

1,46 0,012

Tabel 3. Ralat p1 pada percobaan lensa





b. Sisi bawah

no p2 p2-p2rata (p2-p2rata)2

1. 1,7 -0,18 0,0324

2. 1,8 -0,08 0,0064

3. 2,1 0,22 0,0484

4. 2 0,12 0,0144

5. 1,8 0,08 0,0064

1,88 0,108

Tabel 4. Ralat p2 pada percobaan lensa





3 Lensa + cermin + cairan

10

a. Sisi atas


1. 21,5 0,24 0,0576

2. 21,6 0,34 0,1156

3. 20,8 -0,46 0,2116

4. 21,4 0,14 0,0144

5. 21 -0,26 0,0676

21,26 0,4668

Tabel 5. Ralat f1 pada percobaan lensa + cermin + air





b. Sisi bawah


1. 21,7 0,66 0,4356

2. 20,7 -0,34 0,1156

3. 21,2 0,16 0,0256

4. 20,4 0,36 0,1296

5. 21,2 0,16 0,0256

21,04 0,732

Tabel 6. Ralat f2 pada percobaan lensa + cermin + air


Ralat Nisbi (I) : 0,9%



11

IV.2 Pembahasan

1. Jari-jari kelengkungan lensa didapat dengan cara sebagai

berikut :

A. Jari-jari kelengkungan lensa sisi atas ( R1 )

Untuk menghitung R1, dicari terlebih dulu f dan p1.

Dimana f didapat dari persamaan sebagai berikut :

f =

= 0,7 + 0,72

2

= 0,71

Jadi f = 0,71 cm

Dan jarak lensa- jarum ( p1 ) adalah :

p1 = ( 1,46 0,024 ) cm

Sehingga R1 dihitung dengan persamaan :

R1 =

R1 = 1,484 . 0,71

1,484 – 0,71

= 1,36

Jadi didapatkan R1 = 1,36 cm.

B. Jari-jari kelengkungan lensa sisi bawah ( R2 )

Untuk menghitung R2, dicari terlebih dulu f dan p2.

Dimana f didapatkan :

f = 0,71 cm

Dan jarak lensa-jarum ( p2 ) adalah :

p2 = ( 1,88 0,073) cm

Sehingga R2 didapatkan :

R2 = 1,335

1,17

= 1,14

Jadi didapatkan R2 = 1,14 cm

2. Indeks bias lensa ( n )

12

Indek bias lensa didapatkan dengan persamaan sebagai

berikut :

n =

= 0,71 ( 1,46 + 1,88 ) – 1,46 . 1,88

0,71 ( 1,46 + 1,88 ) – 2. 1,46 . 1,88

= 0,11

Jadi didapatkan indeks bias lensa ( n ) = 0,11

3. Indeks bias air ( n’ )

Untuk mendapatkan indek bias air, dicari terlebih dulu f

dengan persamaan :

f1’ = ( 21,6 0,04 ) cm

f2’ = ( 21,8 + 0,01 ) cm

f’ =

= 21,26 + 21,04

2

= 21,15

Jadi f’ = 21,15 cm

Indek bias air didapat dengan persamaan :

n’ =

n’ = 0,71 ( 21,26 – 21,15 )

21,15( 1,46 – 0,71 )

= 0,005

Jadi indeks bias air ( n’ ) = 0,005

Dari perhitungan yang telah dilakukan untuk menentukan

fokus , jari-jari kelengkungan lensa, indeks bias lensa ,

dan indeks bias air ternyata didapatkan hasil yang

berbeda. Kedua sisi lensa mempunyai nilai yang agak

berbeda dari faktor- faktor tersebut. Perbedaan ini dapat

disebabkan oleh :

13

a. Kekurang telitian praktikan .

b. Keterbatasan panca indera dalam menentukan berimpitnya

jarum dengan bayangannya di lensa.

c. Pembulatan dalam perhitungan.

Untuk indeks bias lensa didapatkan harga n = 0,11.

Sedangkan nilai indeks bias air yang sebenarnya 1,33

ternyata diperoleh nilai n’ yang tidak mendekati harga

indek bias air yang sesungguhnya, yaitu= 0,005.

Pembentukan Bayangan :

1. Percobaan I (Lensa + Cermin Datar)

f2

f1

2. Percobaan II (Lensa)

f2 R2

R1 f1

3. Percobaan III (Lensa + Cermin Datar + Air)

14

f1

15

BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan serta perhitungan yang telah dilakukan

diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Titik api lensa ( f ) = 0,71 cm

2. Jari-jari kelengkungan lensa bidang atas (R1) = 1,36cm

3. Jari-jari kelengkungan lensa bidang bawah (R2) = 1,14cm

4. *Indeks bias lensa ( n ) = 0,11

*Indeks bias air ( n’ ) = 0,005

16

DAFTAR PUSTAKA

1. Sears & Zemansky; Fisika untuk Universitas 2; Bina Cipta;

Jakarta; 1994.

2. Halliday, Resnick; Fisika Dasar 2; Erlangga; Jakarta;

1977.

3. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar; ITS; Surabaya; 1998.

17

o2 Indeks Bias

Documents

Transcript of o2 Indeks Bias