JARAK FOKUS LENSA TIPISMuhammad Fadil Asri, Abdul Hasyim, Annur Fidyah Wanti, Nursyamsi AmaliaJurusan Fisika FMIPA UNM Tahun 2014Abstrak. Telah dilakukan percobaan Jarak Fokus Lensa Tipis yanb bertujuan menentukan jarak fokus sebuah lensa cembung dan lensa cekung, memplot grafik hubungan antara jarak bayangan dengan jarak benda sehingga diperoleh nilai jarak fokus berdasarkan grafik, serta membandingkan nilai teoritis dengan hasil plot grafik jarak fokus lensa yang diperoleh. Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu bangku optic, rel presisi, pemegang slide diafragma, bola lampu, lensa cembung, lensa cekung, catu daya, layar optic penangkap bayangan, tempat lampu bertangkai, diafragma anak panah, kabel penghubung, dan mistar plastic. Percobaan ini terdiri dari dua kegiatan, pertama menentukan jarak fokus lensa cembung dengan menggeser lensa positif 2 yang berada diantara benda dan layar hingga diperoleh bayangan yang jelas lalu diukur jarak benda dan bayangannya serta yang kedua menentukan jarak fokus lensa cekung dengan mengukur jarak dari posisi yang ditandai ke lensa negatif sebagai jarak benda dan jarak dari lensa negatif ke layar sebagai jarak bayangan. Berdasarkan percobaan disimpulkan bahwa untuk menentukan jarak fokus sebuah lensa cekung dan cembung maka harus diketahui jarak benda dan jarak bayangannya.Kata kunci: jarak benda, jarak bayangan, jarak fokus, lensa cembung, lensa cekungPENDAHULUAN Di dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai beberapa orang yang memanfaatkan lensa sebagai alat optik untuk melakukan aktivitasnya. Misalnya penggunaan kacamata, teropong, kamera, mikroskop, kaca pembesar atau lup, dan masih banyak lagi. Lensa merupakan benda tembus cahaya yang dibatasi oleh 2 permukaan lengkung atau 3 permukaan lengkung pada satu permukaan datar. Lensa terdiri dari dua macam, yaitu lensa cembung (positif) dan lensa cekung (negatif). Lensa cembung mempunyai kemampuan untuk memfokuskan cahaya yang masuk. Sedangkan lensa cekung mempunyai kemampuan untuk menyebarkan cahaya yang masuk. Lensa mempunyai jarak fokus, untuk lensa cembung bernilai positif dan lensa cekung bernilai negatif. Dalam menentukan titik fokus lensa dapat ditentukan dengan percobaan Jarak Fokus Lensa Tipis. Bayangan benda yang dihasilkan oleh lensa tipis dalam hal ini lensa cembung bersifat nyata bila benda berada di ruang 2 dan 3, dan bersifat maya bila benda berada di ruang 1. Jarak fokus sebuah lensa cembung dapat ditentukan melalui percobaan. Sebuah benda yang diletakkan di ruang 2 dan 3 depan lensa cembung bayangannya dapat ditangkap oleh layar yang terletak di belakang lensa. Percobaan yang dilakukan menentukan jarak fokus sebuah lensa. Lensa cembung yang bersifat mengumpulkan sinar dan lensa cekung yang bersifat menyebarkan sinar. Optik merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang konsep cahaya. Cahaya didefinisikan sebagai partikel yang merambat, yang disebut sinar. Optika geometris menjelaskan tentang sifat cahaya dengan pendekatan paraksial atau hampiran sudut kecil dengan penjabaran matematis yang linear, sehingga komponen optik dan sistem kerja cahaya seperti ukuran, posisi, pembesaran subyek yang dijelaskan menjadi lebih sederhana.Percobaan yang akan dilakukan yaitu jarak fokus lensa tipis, bertujuan untuk:1. Untuk menentukan jarak fokus sebuah lensa cembung dan lensa cekung.2. Memplot grafik hubungan antara jarak bayangan denga jarak benda sehingga diperoleh nilai jarak fokus berdasarkan grafik.3. Membandingkan nilai teoritis denga hasil plot grafik jarak fokus lensa ynag diperoleh.TEORIUntuk sebuah lensa tipis berlaku : (8.1)Lensa adalah benda transparan yang mampu membelokkan atau membiaskanberkas-berkas cahaya yang melewatinya, sehingga jika suatu benda berada di depanlensa, maka bayangan dari benda tersebut akan terbentuk. Lensa umumnya tersebutdari kaca atau plastik.Lensa memiliki dua permukaan di mana bentuk permukaannya ada yangcembung, cekung, atau datar. Bentuk permukaan cembung memiliki permukaan yangmelengkung keluar, disebut lensa cembungBentuk permukaan cekung memilikipermukaan yang melengkung ke dalam, disebut lensa cekung. Bentuk permukaandatar memiliki permukaan yang datar, disebut lensa datar (Tim Penyusun, 2014)Pada umumnya, sebuah lensa memiliki bagian-bagian yang disebut titik fokuspertama dan kedua, pusat kelengkungan permukaan pertama dan kedua, radiuskelengkungan pertama dan kedua, serta pusat lensa.Titik fokus, pusat kelengkungan, dan radius kelengkungan pertama merupakantitik nyata atau titik yang berada di depan lensa. Sedangkan titik fokus pusat kelengkungan dan radius kelengkungan kedua merupakan titik yang ada di belakang lensa, atau titik pada bayangan yang terbentuk (Tim Penyusun, 2014).METODOLOGI EKSPERIMENAlat dan Bahan1. Bangku optic 1 buah2. Rel presisi 2 buah3. Pemegang slide diafragma 1 buah4. Bola lampu 12 V, 18 W5. Lensa cembung (f = 100 mm dan f = 200 mm) masing-masing 2 buah6. Lensa cekung (f = 100 mm dan f = 200 mm) masing-masing 2 buah7. Catu daya (Power supply 10 A, 12 V AC/DC)8. Layar optik penangkap bayangan 1 buah9. Tempat lampu bertangkai 1 buah10. Diafragma anak panah 1 buah11. Beberapa kabel penghubung ganda12. Mistar plastik (100 cm) 1 buahProsedur Kerja Pada umumnya, percobaan jarak fokus lensa tipis bertujuan untuk menentukan jarak fokus pada lensa cembung dan lensa cekung. Prinsip kerja disetiap kegiatan pada umumnya sama, yaitu dengan metode mengubah jarak antara benda dengan lensa dan kemudian mengukur jarak bayangan yang dihasilakn dengan lensa tersebut. Pada kegiatan pertama yaitu menentukan jarak fokus lensa cembung dengan merajah 1/s terhadap 1/s. dilakukan dengan meletakkan sumber cahaya, lensa positif 1, benda, lensa positif 2, dan layar pada bangku optik secara berurutan lalu mengatur jarak sumber cahaya dan lensa positif 1 sebesar jarak fokus lensa 1, kemudian mengatur jarak benda dan lensa positif 1 sekitar 10 cm. setelah itu menempatkan layar pada jarak tertentu dari benda, menggeser lensa positif 2 yang berada diantara benda dan layar benda sehingga diperoleh bayangan yang jelas pada layar, lalu mengukur jarak dari benda ke lensa positif 2 sebagai jarak benda dan mengukur jarak dari lensa positif 2 ke layar sebagai jarak bayangan. Mengulangi kegiatan sampai memperoleh data sebanyak 15 data. Sedangkan pada kegiatan dua yaitu menentukan jarak fokus lensa cekung (negatif). Dilakukan dengan meletakkan sumber cahaya, lensa positif 1, benda, lensa positif 2, dan layar pada bangku optic secara berurutan. Mengatur jarak antara sumber cahaya dan lensa positif 1 sebesar jarak fokus lensa positif 1 sekitar 10 cm, membuat bayangan yang jelas dari benda pada layar lalu menandai posisi bayangan tersebut, menempatkan lensa negatif sebelum posisi bayangan yang ditandai, kemudian menempatkan layar pada posisi tertentu sekitar 100 cm dari posisi yang ditandai, setelah itu menggeser lensa negatif mendekati atau menjauhi layar untuk memperoleh bayangan yang jelas, mengukur jarak dari posisi yang ditandai ke lensa negatif sebagai jarak benda dan mengukur jarak dari lensa negative ke layar sebagai jarak bayangan. Mengulangi kegiatan ini untuk memperoleh sebanyak 15 data.Identifikasi variabel:Jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokusDefenisi operasional variable Untuk kegiatan pertama yaitu jarak fokus lensa cembung. Jarak benda ialah jarak dari benda ke lensa positif 2 sedangkan jarak bayangannya ialah jarak dari lensa positif 2 ke layar. Sedangkan untuk kegiatan kedua yaitu jarak fokus lensa cekung, yang dimaksud dengan jarak benda ialah jarak dari posisi yang telah diberi tanda ke lensa negatif dan yang dimaksud dengan jarak bayangan ialah jarak dari posisi yang ditandai ke layar. Adapun yang dimaksud dengan jarak fokus baik pada kegiatan pertama dan kedua dalam percobaan ini yaitu jauhnya jarak gambar berfokus dari lensa ketika sinar cahaya parallel memasuki lensa. HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA1. Jarak Fokus Lensa CembungJarak focus lensa yang digunakanf = 20 cmTabel 1.Jarak Fokus Lensa Cembung Dengan Menjarah 1/S Terhadap 1/SNoJarakbenda (s)(cm)JarakBayangan (s)(cm)1/s (cm-1)1/s (cm-1)

132,00 0,0569,00 0,050,0310,014

270,40 0,0530,20 0,050,0140,033

327,40 0,0591,70 0,050,0360,01

492,00 0,0527,60 0,050,0110,036

596,40 0,0527,00 0,050,010,037

627,0 0,0596,20 0,050,0360,009

7102,70 0,0526,90 0,050,0090,038

8107,30 0,0526,30 0,050,0090,039

9113,20 0,0526,10 0,050,0080,039

10119,00 0,0525,20 0,050,0080,039

2. Jarak Fokus Lensa CekungJarak focus lensa yang digunakanf = 10 cmTabel 2.Jarak Fokus Lensa Cembung Dengan Menjarah 1/S Terhadap 1/SNoJarakbenda (s)(cm)JarakBayangan (s)(cm)1/s (cm-1)1/s (cm-1)

16,50 0,0521,00 0,05-0.1500.048

27,30 0,0526,50 0,05-0.1370.038

37,30 0,0526,00 0,05-0.1350.038

47,30 0,0524,30 0,05-0.1400.041

57,00 0,0525,00 0,05-0.1400.040

67,40 0,0524,50 0,05-0.1400.041

76,60 0,0523,50 0,05-0.1500.043

87,50 0,0525,50 0,05-0.1300.039

98,00 0,0526,60 0,05-0.1200.038

107,50 0,0527,50 0,05-0.1300.036

ANALISISKegiatan 1

Grafik 1. Grafik hubungan antara 1/s terhadap 1/s pada lensa cembung.

Kegiatan 2

Grafik 2. Grafik hubungan antara 1/s terhadap 1/s pada lensa cekung.

PEMBAHASAN Jarak fokus pada lensa cembung diketahui dengan menempatkan benda di depan lensa. Dengan menggunakan analis data perhitungan dan analisis data berdasarkan grafik maka nilai besarnya jarak fokus pada lensa cembung dapat diperoleh dan bernilai sama besar. Karena jika menggunakan analisis perhitungan maka jarak benda terhadap lensa menjadi jarak benda dan jarak layar terhadap lensa menjadi jarak bayangan. Sehingga dengan menggunakan persamaan (1) nilai besarnya jarak fokus lensa dapat diketahui seangkan jika menggukann grafik dengan menggunakan persamaan (1) maka besarnya nilai jarak benda yaitu dengan menggangap jarak bayangan 0 cm sedangkan untuk jarak bayangan diperoleh dengan menganggap jarak benda 0 cm. Sehingga dari perhitungan diketahui terdapat dua jarak fokus. Jarak fokus lensa diperoleh dengan merata-ratakan jarak fokus dengan jarak bayangan sama dengan nol dan jarak fokus dengan jarak benda sama dengan nol. Dan dari kedua cara ini diperoleh besarnya nilai jarak fokus yang sama. Pada penentuan jarak fokus pada lensa cekung, jarak benda dijadikan negatif. Hal idi dilakukan karena benda pada lensa cekung berada di belakang lensa. Namun penentuan jarak fokusnya tetap sama pada kegiatan pertama. Baik menggunakan data hasil pengamatan dan data pada grafik besarnya nilai jarak fokus tetap sama.KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan ini dapat disimpulkan bahwa untuk menentukan jarak fokus sebuah lensa cembung dan lensa cekung maka harus diketahui jarak benda dan jarak bayangannya untuk masing-masing lensa. Secara matematis, nilai jarak fokus dapat diperoleh atau dihitung dengan persamaan:

Nilai jarak fokus berdasarkan hasil plot grafik dan nilai teoritis sedikit berbeda karena kurangnya ketelitian dalam pengukuran dan penentuan titik fokus. Untuk mendapatkan data yang akurat. Dibutuhkan ketelitian dan kepandaian dalam menggeser lensa positif dua yang di pasang diantara benda dan layar. Karena dengan ketelitian itu maka kita akan memperoleh suatu titik dimana bayangan betul-betul sudah terlihat fokus

REFERENSITim Penyusun. 2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar II. Makassar: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar.