Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel
-
Upload
nita-nurtafita -
Category
Documents
-
view
17.509 -
download
6
description
Transcript of Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel
PEMBIASAN CAHAYA PADA KACA PLAN PARALEL
LAPORAN PRAKTIKUM OPTIK
Disusun oleh:
Nita Nurtafita107016300115
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUANUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA1431 H/2010 M
PERCOBAAN 2
PEMBIASAN CAHAYA PADA KACA PLAN PARALEL
A. Judul Percobaan
Pembiasan cahaya pada kaca plan paralel
B. Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini yaitu untuk menyelidiki dan menentukan nilai indek
bias dari kaca palan paralel dan air.
C. Teori Dasar
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 ke udara.
Ketika cahaya dari udara masuk ke kaca,
cahaya akan dibiaskan mendekati normal.
Setelah itu, cahaya akan keluar dari kaca dan
dibiaskan oleh udara 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=sin (θi−θ r)
cosθr
Keterangan: d = pergeseran sinar
t= tabel kaca plan paralel
θi = sudut datang
θr = sudut bias
D. Rangkaian Percobaan
E. Alat dan Bahan
1. Kaca plan paralel
2. Air di dalam wadah plastik bening
3. Kertas A4 yang diberi garis
4. Kertas A4 polos
5. Jarum pentul 4 buah
6. Penggaris
7. Busur derajat
8. Pensil / pena
9. Catu daya
F. Prosedur Percobaan
1. Siapkan peralatan seperti terlihat pada gambar rangkaian percobaan.
2. Bulatlah garis-garis yang membagi kertas A4 menjadi empat bagian yang
sama dengan menggunakan pena.
3. Garislah tepi-tepi kaca dengan menggunakan pensil/pena sehingga ukuran
kaca tercetak sama persis di atas kertas A4.
4. Posisikan mata kamu di depan kaca plan paralel.
5. Letakkanlah jarum pentul yang pertama di dekat tepi 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. Letakkan jarum pantul yang ketiga sejajar dengan jarum pertama dan
kedua di tepi kertas (dekat dengan mata). Sedangkan jarum ke empat di
letakkan di antara jarum ketiga dengan kaca plan paralel.
8. Setelah dianggap sejajar semua, cabutlah keempat jarum tadi.
9. Buatlah garis lurus yang sangat panjang yang menghubungkan lubang
jarum pertama dan kedua hingga mengenai pola kaca plan paralel garis ini
dapat disebut sebagai garis berkas sinar datang(i), dengan cara yang sama
hubungkanlah lubang jarum ketiga dan keempat sehingga mengenai pola
kaca plan paralel, garis ini disebut garis berkas sinar paantul (r).
10. Ukur dan catatlah sudut sinar datang (∠i) dan sudut sinar pantul (∠ r)
pada tabel pengamatan.
11. Rekamlah gejala yang terjadi dengan menggunakan kamera yang kamu
miliki.
12. Ulangi percobaan sebanyak tiga kali, pada kertas berbeda untuk posisi
jarum yang berbeda-beda (sudut kemiringannya terhadap kaca plan
paralel).
13. Lampirkanlah berkas gambar pola cahaya yang kamu buat pada
percobaan ini di laporan.
G. Data Hasil Percobaan
Jenis bahan pembiasan : kaca plan paralel
No. ∠i ∠ r Sin i Sin r n d
1 30° 21° 0,5 0,358 1,396 0,569 cm
2 45° 28° 0,707 0,469 1,507 1,125 cm
3 60° 35° 0,866 0,573 1,5113 1,754 cm
Jenis bahan pembiasan : air
No. ∠i ∠ r Sin i Sin r n d
1 30° 26° 0,5 0,438 1,141 0,318 cm
2 45° 37,5° 0,707 0,608 1,162 0,674 cm
3 60° 49° 0,866 0,754 1,148 1,192 cm
H. Pengolahan dan Analisis Data
Pergeseran sinar (d) pada kaca plan paralel
1) Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1, 149
2) Penyimpangan deviasi : ∆ X=¿ = -0,58
∆ X=¿ = -0,024
∆ X=¿ = 0,605
3) Kesalahan relatif tiap percobaan Kr = ¿¿×100% =19,33%
Kr = ¿¿×100% =0,8%
Kr = ¿¿×100% =20,16%
4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = ∑i=1
nKrn
= 19,33+0,8+20,16
3 = 13,43%
5) Kesalahan mutlak pengukuran Km =∆ XX1
×100%= −0,580,569
×100%=101,93%
Km = ∆ XX2
×100% = −0,0241,125
×100%=
2,133%
Km = ∆ XX3
×100% = 0,6051,754
×100%= 34,49%
No. X X̄ |X−X̄| |X−X̄|2
1 0,569 1,149 -0,58 0,336
2 1,125 1,149 -0,024 0,000576
3 1,754 1,149 0,605 0,366
Indeks bias pada kaca plan paralel (n)
1) Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1, 471
2) Penyimpangan deviasi : ∆ X=¿ = -0,075
∆ X=¿ = 0,036
∆ X=¿ = 0,0403
3) Kesalahan relatif tiap percobaan Kr = ¿¿×100% =2,5%
Kr = ¿¿×100% =1,2%
Kr = ¿¿×100% =1,3433%
4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = ∑i=1
nKrn
= 2,5+1,2+1,3433
3 = 1,681%
5) Kesalahan mutlak pengukuran Km =∆ XX1
×100% = −0,0751,396
×100%
=5,372%
Km =∆ XX2
×100% = 0,0361,507
×100% = 2,388%
Km =∆ XX3
×100% = 0,04031,5113
×100% =
2,666%
Pergeseran sinar (d) pada air
No. X X̄ |X−X̄| |X−X̄|2
1 1,396 1,471 -0,075 0,005
2 1,507 1,471 0,036 0,0012
3 1,5113 1,471 0,0403 0,0016
1) Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
= 0,728
2) Penyimpangan deviasi : ∆ X=¿ = -0,41
∆ X=¿ = -0,054
∆ X=¿ = 0,464
3) Kesalahan relatif tiap percobaan Kr = ¿¿×100% =13,66%
Kr = ¿¿×100% =1,8%
Kr = ¿¿×100% =15,46%
4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = ∑i=1
nKrn
= 13,66+1,8+15,46
3 = 10,30%
5) Kesalahan mutlak pengukuran Km =∆ XX1
×100% = −0,410,318
×100%
=128,93%
Km =∆ XX2
×100% = −0,0540,674
×100% =
8,011%
Km =∆ XX3
×100% = 0,4641,192
×100% = 38,92%
Indeks bias pada air (n)
No. X X̄ |X−X̄| |X−X̄|2
1 0,318 0,728 -0,41 0,168
2 0,674 0,728 -0,054 0,0029
3 1,192 0,728 0,464 0,215
No. X X̄ |X−X̄| |X−X̄|2
1 1,141 1,150 -0,009 0,000081
2 1,162 1,150 0,012 0,000144
3 1,148 1,150 -0,002 0,000004
1) Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1, 150
2) Penyimpangan deviasi : ∆ X=¿ = -0,009
∆ X=¿ = 0,012
∆ X=¿ = -0,002
3) Kesalahan relatif tiap percobaan Kr = ¿¿×100% = 0,3%
Kr = ¿¿×100% = 0,04%
Kr = ¿¿×100% = 0,066%
4) Kesalahan relatif rata-rata Kr = ∑i=1
nKrn
= 0,3+0,04+0,066
3 = 1,135%
5) Kesalahan mutlak pengukuran Km =∆ XX1
×100% = −0,0091,141
×100%
=0,788%
Km =∆ XX2
×100% = 0,0121,162
×100% = 1,032%
Km =∆ XX3
×100% = −0,0021,148
×100% =
0,174%
I. Hasil Percobaan
Pada bahan pembias kaca plan paralel saat θi=30°
sin θ i
sin θr
=n2
n1
sin 30°
sin 21° =n2
n1
0,50,358
=n2
1
n2=1,396
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (30°−21°)
cos21° × 3,4=0,569
Pada bahan pembias kaca plan paralel saat θi=45°
sin θ i
sin θr
=n2
n1
sin 45°
sin 28° =n2
n1
0,7070,469
=n2
1
n2=1,507
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (45°−28°)
cos28° ×3,4=1,125
Pada bahan pembias kaca plan paralel saat θi=60°
sin θ i
sin θr
=n2
n1
sin 60°
sin 35° =n2
n1
0,8660,573
=n2
1
n2=1,5113
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (60°−35°)
cos35° ×3,4=1,754
Pada bahan pembias air saat θi=30°
sin θ i
sin θr
=n2
n1
sin 30°
sin 26° =n2
n1
0,50,438
=n2
1
n2=1,141
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (30°−26°)
cos26° × 4,1=0,318
Pada bahan pembias air saat θi=45°
sin θ i
sin θr
=n2
n1
sin 45°
sin 37,5° =n2
n1
0,7070,608
=n2
1
n2=1,162
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (45°−37,5°)
cos37,5° × 4,1=0,67 4
Pada bahan pembias air saat θi=60°
sin θ i
sin θr
=n2
n1
sin 60°
sin 49° =n2
n1
0,8660,754
=n2
1
n2=1,148
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (60°−49°)
cos49° × 4,1=1,192
J. Tugas Akhir
1. Tentukan indeks bias masing-masing bahan pembias!
Jawab:
Untuk bahan pembias kaca plan paralel:
sin θi /θr=n2/n1 0,5 /0,358=n2 /1 n2=1,396
sin θi /θr=n2/n1 0,707 /0,469=n2/1 n2=1,507
sin θi /θr=n2/n1 0,866 /0,573=n2/1 n2=1,5113
Untuk bahan pembias air:
sin θi /θr=n2/n1 0,5 /0,438=n2 /1 n2=1,141
sin θi /θr=n2/n1 0,707 /0,608=n2/1 n2=1,162
sin θi /θr=n2/n1 0,866 /0,754=n2/1 n2=1,148
2. Tentukanlah pergeseran sinar pada masing-masing bahan!
Jawab:
Bahan pembias kaca plan paralel
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (30°−21°)
cos21° × 3,4=0,569
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (45°−28°)
cos28° ×3,4=1,125
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (60°−35°)
cos35° ×3,4=1,754
Bahan pembias air
d=sin (θ i−θr )
cosθr
t=sin ( 30°−26° )
cos 26° × 4,1=0,318
d=sin (θ i−θr )
cosθr
t=sin ( 45°−37,5° )
cos37,5° × 4,1=0,674
d=sin (θi−θ r)
cosθr
t=sin (60°−49°)
cos49° × 4,1=1,192
3. Bagaimanakah hubungan antara indeks bias bahan terhadap pergeseran
sinar?
Jawab:
Indeks bias nilainya haruslah tetap dan tidak berubah, sedangkan nilai
pada pergeseran sinar dipengaruhi oleh sinar datang yang ditentukan.
Semakin besar sudut sinar datang dan sinar pantul maka semakin besar
pula nilai pergeseran sinarnya. Begitu juga sebaliknya, semakin kecil
sudut sinar datang dan sinar pantul maka semakin kecil pula nilai
pergeseran sinarnya. Jadi, hasil indeks bias dan pergeseran sinar sangat
dipengaruhi besar kecilnya sudut sinar datang dan sinar pantul.
4. Bandingkan nilai indeks bias yang kamu peroleh dengan indeks bias
bahan pembias pada buku-buku referensi. Tentukan nilai presentase
kesalahan relatifnya!
Jawab:
Indeks bias kaca plan paralel
No.Indeks Bias Percobaan
Kaca Plan ParalelIndeks Bias Kaca Plan
Paralel pada Buku Referensi
1 1,396 1,5
2 1,507 1,5
3 1,5113 1,5
Nilai presentasi kesalahan relatifnya adalah:
X=( 1,396−1,51,5 )×100 %=6,933 %
X=( 1,507−1,51,5 )×100 %=0,466 %
X=( 1,5113−1,51,5 )×100 %=0,753 %
Indeks bias air
No.Indeks Bias
Percobaan AirIndeks Bias Air pada
Buku Referensi
1 1,141 1,33
2 1,162 1,33
3 1,148 1,33
Nilai presentasi kesalahan relatifnya adalah:
X=( 1,141−1,331,33 )× 100%=14,21 %
X=( 1,162−1,331,33 )× 100 %=12,63 %
X=( 1,148−1,331,33 )×100%=13,68 %
K. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Pembiasan cahaya adalah pembelokan 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 tersebut dapat juga dilihat bahwa tiap-tiap sudut datang dan
sudut pantul memiliki perbedaan pada nilai pergeseran sinar dan perbedaan
indeks bias yang digunakan sesuai dengan bahan yang digunakan. Semakin
kecil sudut sinar datang dan sinar pantul maka indeks bias dan pergesaran
sinarnya makin kecil. Begitu juga sebaliknya. Jadi, hasil indeks bias dan
pergeseran sinar sangat dipengaruhi besar kecilnya sudut sinar datang dan
sinar pantul.
Saran
Dalam melalukan percobaan, hendaknya mengikuti prosedur pengamatan
dengan baik agar mendapatkan hasil atau data yang maksimal.