BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu mendekati garis normal dan menjauhi garis normal. Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat,
contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air. Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara. Indeks bias suatu zat adalah perbandingan cepat rambat cahaya dalam hampa udara (c) terhadap cepat rambat cahaya dalam zat tersebut (v), atau perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias. Harga indeks bias berubah-ubah tergantung pada panjang gelombang cahaya dan suhu (Zemansky, 2007).
Penerapan konsep indeks bias banyak di temukan dalam kehidupan sehari. Contoh globalnya dalam pembiasan adalah sedotan yang ditempatkan dalam segelas air, apabila di lihat dari samping tampak sedotan patah atau bengkok. Sedangkan konsep indeks bias pada prisma yaitu pelangi dan fatamorgana. Pemanfaatannya pada benda berlensa misalnya teropong dan teleskop.
Praktikum mengenai indeks bias kaca dan prisma dilakukan dua percobaan yaitu penentuan indeks bias prisma pada plan paralel dan yang kedua penentuan indeks bias pada prisma. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan sudut sinar datang yang terkena plan paralel maupun prisma, yang kemudian di tentukan titik-titik yang terlihat lurus terhadap mata dimana untuk melihatnya pada satu sisi saja.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan malasalah pada praktikum penentuan indeks bias kaca dan prisma adalah sebagai berikut:
2. Bagaimana perbandingan indeks bias kaca plan paralel dari hasil praktikum dengan literatur?
3. Bagaimana perbandingan indeks prisma dari hasil praktium dengan literatur?
1.3 Tujuan
Tujuan pada praktikum penentuan indeks bias kaca dan prisma adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh sudut datang terhadap sudut deviasi?
2. Mengetahui perbandingan indeks bias kaca plan paralel dari hasil praktikum dengan literatur?
3. Mengetahui perbandingan indeks prisma dari hasil praktium dengan literatur?
1.4 Manfaat
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Ketergantungan kecepatan rambat gelombang pada sifat-sifat medium menimbulkan gejala pemantulan dan pembiasan yang terjadi jika suatu gelombang melintasi permukaan yang memisahkan dua medium dimana gelombang baru merambat dengan kecepatan yang berbeda.gelombang yang dipantulkan adalah suatu gelombang baru yang merambat kembali ke dalam medium yang di lalui gelombang awal dalam perambatannya. Gelombang yang di biaskan adalah gelombang yang di teruskan ke medium ke dua (Zemansky,2007).
Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591 –1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :
1. sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar. 2. hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.
(Soedojo, 1999).
Sudut bias bergantung pada laju cahaya kedua media dan pada sudut datang. Hubungan analitis antara θ1 dan θ2 ditemukan secara eksperimental pada sekitar tahun 1621 oleh Willebrord Snell . Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Snell dan dituliskan:
n1 sin θ1 = n2 sin θ2 . . . (2.1)
dimana, θ1= sudut datang (°) θ2= sudut bias (°)
n1= indeks bias medium 1 n2= indeks bias medium 2
Sinar yang masuk bidang pembias I akan sejajar dengan sinar yang keluar dari bidang pembias II dan mengalami pergeseran. Pergeseran sinar tersebut dirumuskan :
t = d sin (i-r)/cos r . . . (2.2)
dimana, d = tebal balok kaca (cm) i = sudut datang (°) r = sudut bias (°)
t = pergeseran cahaya (cm) (Stockley,2007).
Gambar 2.1Pergeseran sinar bias terhadap arah semula dari sinar datang pada kaca plan paralel. Berkas sinar bias akhir sejajar dengan sinar datang namun bergeser
sejauh jarak titik G-C (Sumber: Stockley, 2007)
Gambar 2.2 Pembiasan pada prisma (Sumber: Soeharto,1992) Persamaan sudut bias prisma adalah sebagai berikut:
δ = (i1 + r2) – β . . . (2.3)
dimana, δ= sudut deviasi
i1 = sudut datang pada bidang batas pertama (°)
r2 = sudut bias pada bidang batas kedua berkas sinar keluar dari prisma (°) β = sudut puncak atau sudut pembias prisma (°)
(Soeharto,1992).
Sudut deviasi akan mencapai minimum jika sudut datang cahaya ke prisma sama dengan sudut bias cahaya meninggalkan prisma (δm » i = r). Jika prisma berada di udara, maka n1 = 1 dan n2 = n, sehingga δm = (n-1) β. Sudut bias (r) mendekati garis normal dikarenakan indeks bias kaca lebih besar dari indeks bias udara yaitu nkaca=1,5
BAB 3. METODELOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini, yaitu penentuan indeks bias kaca dan prisma adalah :
1. Prisma segitiga, sebagai objek percobaan pada praktikum kali ini. 2. Kaca plan paralel, berfungsi sebagai objek pada praktikum kali ini. 3. Kertas HVS putih, sebagai media menggambar prisma dan kaca.
4. Penggaris dan busur, berfungsi untuk menentukan sudut datang cahaya dan garis normal.
5. Sterofoam , sebagai alat bantu agar jarum bisa ditancapkan pada kertas. 6. Jarum pentul, sebagai penanda titik sinar datang dan hasil pembiasan .
3.2 Desain Percobaan
Desain percobaan pada praktikum pennetuan indeks bias kaca dan prisma adalah:
3.2.1 Menentukan indeks bias pada kaca
(Sumber: Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan, 2016) 1.2.2 Menentukan indeks bias pada prisma
Gambar 3.2.2 pembelokan cahaya oleh prisma
(Sumber : Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan, 2016)
3.3 Langkah Kerja
Langkah kerja pada praktikum penentuan indeks bias kaca dan prisma adalah: 3.3.1 Menentukan indeks bias pada kaca plan paralel
1. 5 lembar kertas HVS dibuat dari salah satu bidang alas kaca lali digambar persegi panjang.
2. Garis normal dibuat pada salah satu sisi bidang kaca persegi panjang . 3. Garis berkas sinar datang dibuat pada setiap lembar kertas HVS yang berisi
gambar persegi panjang.
4. Jarum diletakkan pada titik P dan Q.
5. Jarum pentul dibuat pada sisi yang berlawanan dari arah cahaya datang. 6. Bayangan ditandai dengan jarum pentul didua tempat pada daerah R.
3.3.2 Menentukan indeks bias pada prisma segitiga
3. Pada setiap lembar kertas HVS yang berisi gambar segitiga dibuat garis berkas sinar datang.
4. Jarum diletakkan pada titik P dan Q.
5. Diamati jarum pentul pada sisi yang berlawanan dari arah cahaya datang. 6. Ditandai bayangan dengan jarum pentul didua tempat pada daerah R.
1.4 Analisis Data
Analisis data yang digunakan dalam praktikum penentuan indeks bias kaca dan prisma yaitu:
3.4.1 Menentukan indeks bias pada kaca
3.4.2 Menentukan indeks bias pada prisma
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Hasil yang di peroleh dari kedua percobaan dalam praktikum penentuan indeks bias kaca dan prisma adalah sebagai berikut:
4.1.1 Tabel
4.1.1.1 Menentukan indeks bias kaca plan paralel
No. θ1 (°) θ2 (°) Sin θ1 Sin θ2
1 1,246377 0,542603 0,435344 99,56466 1
2 1,325581 0,450694 0,339997 99,66000 1
3 1,082051 0,266930 0,246689 99,75331 2
4 1,712329 0,464440 0,271233 99,72877 2
5 1,675439 0,391146 0,233459 99,76654 2
4.1.1.2 Menentukan indeks bias prisma
No ΔD n21 Δ n21 I K AP 1 0,87220 1,638304 0,244987 0,149537 99,85046 2 2 0,99433 1,705280 0,245048 0,143699 99,85630 2 3 0,87220 1,638304 0,249870 0,149537 99,85046 2 4 0,78500 1,586707 0,244944 0,154372 99,84563 2 5 0,78500 1,586707 0,244944 0,154372 99,84563 2 4.1.2 Grafik
4.1.2.1 Menentukan indeks bias kaca plan paralel 15°
20°
30°
4.2 Pembahasan
Praktikum kali ini yaitu mengenai pennetuan indeks bias kaca dan prisma dimana di lakukan dua kali percobaan, menentukan indeks bias kaca plan paralel dan menentukan indeks bias prisma. Dimana alat dan bahan di susun seperti gambar 3.1 sedangkan percobaan kedua di susun seperti gambar 3.2. percobaan di lakukan dengan pengambilan data yaitu memvariasikan sudut datang.
literatur. Pengambilan data yang menghasilkan 1 itu lah pada ruang hampa, oleh karena hasil percobaan yang di peroleh tidak tepat.
Percobaan ke dua yaitu penentuan indeks bias pada prisma. Hasil yang di peroleh dari percobaan yaitu pada tabel pertama tabel 2.2, sedangkan
perhitungannya yaitu pada tabel ke dua dari tabel 2.2. percobaan di lakukan dengan memberikan variasi pada sinar datang seperti pada percobaan pertama yaitu dengan sudut (θi) sebesar 15°, 20°, sampai 35°. Sesuai dengan hasil tersebut, disimpulakn bahwa semakin besar sudut datang yaitu sudut yang di bentuk sinar datang dan garis normal maka sudut deviasi semakin besar pula. Sebaliknya, apabila sudut dari sinar datang semakin kecil maka sudut deviasi semakin kecil pula. Hal ini di karenakan sudut sinar datang (θi) berbanding lurus dengan sudut deviasi.
Indeks bias bias sendiri dari prisma pada literatur dan hasil perhitunagn tidak sesuai, hal ini di sebabkan hal yang sama yaitu pengambilan data yang kurang teliti dan indeks bias uadara tidak sama pada ruang hampa atau tidak sama dengan satu.
Kesimpulan yang di dadapat dari hasil praktikum pennetuan indeks bias kaca dan prisma dalah sebagai berikut:
1. Semakjin besar sudut datang yaitu (θi) maka semakin besar pula sudut deviasi yang dihasilkan, hal ini terjadi karena θi dan sudut deviasi (D) berbanding lurus.
2. Indeks bias yang didapat dari hasil perhitungan tidak sesuai dengan literatur karena. Hal ini diakrenakan pengambilan data yang kurang teliti ataupun indeks bias pada medium pertama yaitu udara tidak sama dengan satu.
3. Indeks bias yang di dapat dari hasil perhitungan penentuan indeks bias prisma tidak sesuai dengan literatur. Hal ini terjadi karena penagmbilan data yang klurang teliti ataupun indeks bias pada medium pertama yaitu udara tidak sama dengan satu.
5.2 Saran
Saran untuk praktikan selanjutnya adalah praktikan datang tepat waktu sesuai jadwal sehingga praktikum bisa dilakukan secara maksimal. Sebelum memulai percobaan, periksa alat terlebih dahulu. Pastikan alat-alat bisa di
gunakan dengan baik. pengambilan data untuk percobaan dilakukan dengan teliti sehingga sesuai dengan literatur.
DAFTAR PUSTAKA
Stockley, Corinne.2007. Kamus Fisika bergambar. Jaktara: Erlangga Tripler.1992. Fisika dasar jilid II. Jakarta: Erlangga
Zemansky.2007. Fisika Universitas Edisi ke-10 Jilid II. Jakarta: Erlangga Tim Penyusun Modul Praktikum Fisika Dasar Lanjutan, 2016. Petunjuk
