Percobaan II: Menentukan nilai tahanan
LENSA KONVERGEN DAN DIVERGEN Tujuan Percobaan :
Menentukan focus dan kekuatan lensa Dasar Teori :
Kaitan antara jarak antar benda v dan jarak bayangan b dinyatakan oleh persamaan :
1 1 1
f b v
(1)
Dengan f = jarak titik api lensa Persamaan (1) dapat ditulis sebagai;
1 1 1 1
y x
b f v f
(2) Dalam percobaan ini akan diteliti bahwa ada suatu daerah dari B1 ke B 2 dimana bayangan masih tajam. Kedudukan dari bayangan B terletak di tengah-tengah daerah ini.
Gambar O-1.1a. Kedudukan dari bayangan B.
Dengan mengamati batas-batas B1 dan B2 dapat diperoleh kedudukan titik B. dengan mempergunakan persamaan (2) dapat ditentukan nilai focus dan kuat lensa (P).
Disamping cara di atas fokus lensa dapat dicari melalui dua macam kedudukan lensa yang mungkin diantara benda dan bayangan yang terbentuk
Laboratorium Fisika Dasar – FSM UNDIP 56 Bila benda dan bayangan pada jarak yang tetap dan nilainya lebih besar dari 4 kali jarak titik api lensa maka ada dua macam kedudukan lensa yang mungkin diantara benda dan bayangan, yaitu yang menghasilkan bayangan diperbesar dan diperkecil.
Jika jarak antara benda sampai bayangan yang tetap dinyatakan dengan d dan jarak antara kedua lensa yaitu jarak antara kedudukan yang pertama dan kedua adalah c, maka titik api lensa dapat dihitung berdasarkan persamaan : 2 2 4 d c f d (3)
Untuk lensa negatif, maka untuk memperoleh bayangan sejati pada layar, bendanya haruslah berupa benda maya. Benda maya ini dapat diperoleh dengan pertolongan lensa positif yaitu bayangan sejati oleh lensa positiff akan menjadi bayangan maya untuk lensa negative.
Cara Kerja : 1. Lensa Positif Cara Grafik
1. Atur kedudukan benda, lensa dan layar pada posisi garis lurus diatas bangku optic beskala dimana posisi benda dan lensa tetap.
2. Geser layar sehingga diperoleh bayangan yang tajam yang berada pada kedudukan b1 dan b2.
3. Dengan mengamati bayangan yang terjadi untuk berbagai harga v akan diperoleh harga b yang bervariasi sehingga dapat dibuat grafiknya.
Menggunakan Persamaan (3)
1. Atur jarak benda dan layar (d) dibuat lebih besar 4kali titik fokus lensa.
2. Dengan mencari dua macam kedudukan lensa yang dapat membentuk tajam diperbesar dan diperkecil maka dapat ditentukan jarak kedua macam kedudukan lensa (cara) sehingga nilai f dan p dapat dihitung.
b. Lensa Negatif Cara Grafik
1. Untuk memperoleh bayangan sejati dari lensa negatif diperlukan benda maya yang diperoleh dari bayangan sejati lensa positif
2. Dengan mengetahui jarak antara lensa positif dan negatif serta bayangan sejati dan lensa positif dapat ditentukan jarak benda maya lensa negatif.
3. Dengan menggeser layar diperoleh bayangan tajam yang merupakan bayangan sejatilensa negatif. (catatan: lensa negatif mempunyai f dan b negatif).
Pertanyaan :
1. Dari hasil eksperimen berapa sudut kemiringan grafiknya.
PERCOBAAN 0-2 FOTOMETER Tujuan percobaan :
Menentukan kuat lampu dan efisiensinya Dasar teori :
Kuat cahaya sumber cahaya dapat ditentukan dengan alat yang dinamakan fotometer. Prinsipnya yaitu dengan membandingkan kuat penerangan lampu standard dan lampu yang akan dicari kuat cahayanya.
Prinsip kerja alat ini diperlihatkan di gambar dibawah ini :
Gambar O-2.1. Prinsip kerja fotometer
Masing-masing sisi sensor dari sensor (VU Display) diterangi oleh sumber P1 dan P2. Diatur kedudukan sensor (VU) sampai terjadi kesetimbangan dari jarum penunjuk (jarum penunjuk berada tepat ditengah-tengah skala VU) dan diukur jarak sumber 1 dan 2 sampai sensor (R1 dan R2). Karena sama terang pada kedua sisi sensor tersebut, maka :
1 2
E E (1)
Dengan : E1= kuat cahaya sumber 1, E2 = kuat penerangan sumber 2 Akibat berlakunya persamaan (1), maka diperoleh :
1 2 2 2 1 2 I I R R atau 2 1 1 2 2 2 I R I R (2)
Dengan : I1= kuat cahaya sumber 1, I2 = kuat cahaya sumber 2
Bila kuat cahaya salah satu diketahui, maka kuat sumber cahaya yang lain dapat dihitung berdasarkan persamaan (2). Sedangkan efisiensi didefinisikan sebagai erbandingan diantara fluks cahaya (E), dengan fluks radiasi (P), yang dapat dituliskan sebagai berikut :
Efisiensi = E/P Satuan dari efisiensi adalah lumen/watt dan satuan dari kuat cahaya adalah lumen/steradial atau lilin. Di bawah ini beberapa pengertian yang ada hubungannya dengan cahaya :
= Source : Kuat cahaya / Lumenous Intensity (I) I F
lilin = Space : Arus cahaya / Lumeneous Flux (F) F4I lumen = Surface : Kuat Penerangan / Illumenance (E) E F
A lux Terang cahaya (B) 2 I B R Lambert P1 VU P2 R1 R2
Laboratorium Fisika Dasar – FSM UNDIP 58 Gambar O-2.2. Skema alat Fotometer
Cara Kerja ;
1. Atur lampu standar, lampu yang akan dicari dan fotometer segaris di atas bangku optic berskala, dengan ketentuan kedua lampu dibuat tetap sedangkan fotometer digeser-geser.
2. Geser-geserlah fotometer sehingga diperoleh keadaan yang setimbang (jarum menunjukkan di tengah-ditengah skala) sensor, maka dapat diperoleh jarak R1 dan R2.
3. Ulangi percobaan untuk kedudukan lampu standar pada 0⁰, 30⁰, 60⁰, dan 90⁰ dari garis vertikal, sedangkan lampu yang tidak diketahui kuat cahayanya pada posisi vertikal (untuk kedudukan lampu yang berbeda-beda akan diperoleh berbagai harga R1 dan R2, sehingga dapat diperoleh kuat cahaya secara grafik berdasarkan persamaan (2)).
Tugas dan diskusi
1. Hitung kuat cahaya lampu dengan persamaan (2) dan melalui garfik !
2. Analisalah kedua hasil tersebut dan bagaimana pengaruh posisi sudut lampu standar terhadap hasil yang dipero
R1 R2
Is=I1 Ix=I2
PERCOBAAN 0-3 SPEKTROMETER Tujuan percobaan :
Menentukan besar sudut puncak prisma, sudut deviasi dan sudut deviasi minimum Alat-alat yang diperlukan :
Prisma, kaca pembesar, Lampu senter. Dasar Teori :
Gambar O-3.1. Susunan Spektrometer Spektrometer terdiri atas tiga bagian utama, yaitu :
1. Kolimator
Alat ini digunakan untuk mendapatkan berkas cahaya sejajar dari sumber cahaya. 2. Prisma
Berfungsi menguraikan cahaya dan diletakkan pada meja yang dapat berputar di atas meja utama spektometer 3. Teropong
Alat ini digunakan untuk melihat sinar-sinar yang diuraikan. Cara Kerja :
a. Penyetelan
1. Fokuskan teropong pada suatu benda yang jauh melalui jendela terbuka.
2. Aturlah okuler terhadap benang silang, sedemikian hingga tidak terdapat paralaks (bayangan dan benang silang) tidak bergerak satu terhadap yang lainnya jika mata diubah kedudukannya.
3. Pasang teropong pada tempatnya dan putarlah teropong segaris dengan kolimator dan amatilah 4. Setelah teropong difokuskan jangan diubah lagi.
5. Aturlah tabung kolimator yang dapat ditarik keluar atau didorong, masuk sampai tampak bayangan yang tajam dari celah.
b. Menentukan besarnya sudut puncak prisma
1. Letakkan prisma sedemikian rupa sehingga permukaan-permukaan yang membiaskan benda didekat pusat meja dan menghadpa ke kolimator.
2. Gerakan teropong sampai bayangan celah hasil pemantulan dari slaah satu permukaan prisma tampak dan melalui perpotongan benang silang, catat kedudukan teropong.
3. Sudut puncak prisma sama dengan setengah dari selisih dari kedudukan teropong Prisma
Sumber Cahaya Kolimator
Laboratorium Fisika Dasar – FSM UNDIP 60 Gambar O-3.2. Besar sudut puncak prisma
c. Menentukan sudut deviasi dan diviasi minimum
1. Letakkan prisma secara hati-hati pada meja prisma, dengan permukaan yang membiaskan yang dekat dengan teropong tegak lurus pada garis pandangan (Gambar 0-3.3).
2. Puterlah teropong kea rah yang tepat agar bayangan celah tampak, sinar yang tampak ini merupakan sinar yang disimpangkan dimana deviasinya tidak perlu merupakan deviasi minimum.
3. Putar meja prisma sampai bayangan celah berhenti dan kemudian bergerak kembali walaupun pemutaran meja terus berlangsung kea rah yang sama.
4. Titik balik merupakan kedudukan untuk deviasi minimum.
5. Kemudian gerakan teropong sampai bayangan celah melalui perpotongan benang silang dan bacalah kedudukan teropong ini.
6. Ambillah prisma dari meja prisma dan arahkan teropong ke kolimator sampai bayangan celah melalui perpotongan benang silang dan bacalah kedudukan teropong ini.
7. Selisih antara kedudukan kedua teropong merupakan sudut deviasi minimum.
Gambar O-3.3. Besar sudut deviasi dan deviasi minimum Prisma Sumber Cahaya Kolimator II I δ = Sudut deviasi Prisma α N2 N1 φ = 2α
PERCOBAAN O-4