LAPORAN FISIKA DASAR II PEMANTULAN DAN P (1)

(1)

PEMANTULAN DAN PEMBIASAN Wahdini Ramli, Fatimah H. M. Adam, Rahmatiah

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar

Abstrak

Telah dilakukan eksperimen Pemantualan dan Pembiasan dengan tujuan mengetahui perilaku cahaya pada peristiwa pemantulan dan pembiasan dan menentukan besar indeks bias bahan. Alat dan bahan yang digunakan meja optik, kotak cahaya, diafragma, lensa positif, cermin cekung, cermin cembung, cermin datar, Rhombus, busur derajat, mistar, dan alat tulis menulis. Adapun prosedur kerja pada kegiatan pertama yaitu merangkai kotak cahaya, lensa positif, diafragma, dan cermin, kemudian membuat titik potongan pemantulan bayangan dan diukur panjangnya melalui sumbu utama. Pada kegiatan kedua, mengarahkan cahaya pada cermin sesuai dengan tiga sinar istimewa kemudian digambar. Pada kegiatan ketiga, membuat garis SR di depan cermin kemudian meneruskan garis pemantulannya sebagai bayangan garis S’R’. Pada kegiatan keempat mengarahkan cahaya ke satu titik Rhombus kemduian digambar sinar datang, sinar bias, dan garis normal. Pada kegiatan kelima, mengarahkan cahaya ke rombus hingga tidak ada sinar yang dbiaskan kemudian mengukur sudut kritisnya. Hasil pengamatan pada kegiatan pertama, jarak fokus cermin cekung adalah f={5 ,10 ±0,05} cm dan cermin cembung f={5, 95 ±0,05} cm . Pada kegiatan kedua dan ketiga diperoleh sifat yang sesuai dengan teori. Pada kegiatan keempat diperoleh indeks bias kaca adalah n_k={1,6 ±0,2} . Pada kegiatan kelima diperoleh besar sudut kritis θ_c={38 ,7 ±1,16}° . Dari keseluruhan praktikum, sebagian besar menunjukkan hasil yang sesuai dengan teori.

Kata kunci: cermin cekung, cermin cembung, cermin datar, indeks bias, sudut kritis.

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana perilaku cahaya pada peristiwa pemantulan dan pembiasan? 2. Berapa besar jarak fokus pada cermin cekung dan cermin cembung? 3. Bagaimana perbandingan sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan

cembung berdasarkan hasil pengamatan dengan teori?

4. Bagaimana perbandingan sifat bayangan pada cermin datar berdasarkan hasil pengamatan dengan teori?

5. Berapa besar indeks bias kaca?

TUJUAN

(2)

2. Menentukan besar indeks bias bahan. METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik yang memiliki sifat mendua. Disatu sisi cahaya merupakan gelombang namun disisi lain cahaya memiliki sifat seperti sebuah partikel. Salah satu sifat cahaya sebagai gelombang adalah dapat mengalami pemantulan (refleksi) sedangkan salah satu sifat cahaya sebagai partkel adalah cahaya dapat mengalami peristiwa tumbukan (Herman, 2015 : 39).

Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang memisahkan dua medium yang berbeda, seperti misalnya sebuah permukaan udara kaca, energi cahaya tersebut dipantulkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah dari sinar yang ditransmisikan tersebut disebut pembiasan ( Tipler, 2001 : 446)

Ketika gelombang dari tipe apapun mengenai sebuah penghalang datar seperti misalnya sebuah cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan bergerak menjauhi penghalang tersebut. Fenomena ini disebut pemantulan. Pemantulan terjadi pada bidang batas antara dua medium yang berbeda seperti misalnya sebuah permukaan udara kaca, dalam kasus dimana sebagian energy datang dipantulkan dan sebagian ditransmisikan. Sudut antara sinar datang dengan garis normal (garis tegak lurus permukaan) sisebut sudut datang, bidang yang dibatasi oleh dua garis ini disebut sudut datang. Sinar yang dipantulkan terletak di dalam bidang datang tersebut dan membentuk sudut dengan garis normal yang sama dengan sudut datang. Hasil ini dikenal dengan hukum pemantulan . Hukum pemantulan berlaku untuk semua jenis gelombang (Tipler, 2001 : 442).

Menurut (Halliday, 1978: 608-609), berdasarkan eksperimen, diperoleh hukum-hukum mengenai refleksi dan refraksi sebagai berikut:

(3)

2. Untuk refleksi: θ1'= θ1

3. Untuk refraksi: sin θ₁

sin θ2 = n₂₁

Dengan n₂₁ adalah konstanta yang disebut indeks refraksi (indeks bias) dari medium 2 terhadap medium 1. Berikut tabel yang menunjukkan indeks refraksi beberapa bahan terhadap vakum untuk panjang gelombang (cahaya natrium) 589 nm (=5890 _A´ _).

Medium Indeks refraksi

Air 1,33

Etil alkohol 1,36

Karbon bisulfida 1,63

Udara (1 atm 20˚C) 1,0003

Metilin iodida 1,74

Leburan kuarsa 1,46

Gelas, kaca krona (Crown) 1,52

Gelas, flinta 1,66

Natrium klorida 1,53

Hukum refleksi telah dikenal oleh Euclides. Hukum refraksi diperoleh secara eksperimen oleh Willebrod Snell (1591-1626) dan diturunkan melalui teori korpuskuler cahaya oleh Rene Descartes (1596-1650). Hukum refraksi ini dikenal sebagai Hukum Snell, atau (di Perancis) dikenal sebagai Hukum Descartes (Halliday, 1978: 609).

Menurut (Young, 2003 : 499), kajian eksprimental mengenai arah sinar masuk, sinar yang direflesikan, dan sinar yang direfraksikan pada antarmuka yang halus di antara dua material optic memunculkan smpulan-simpulan sebagai berikut :

(4)

2. Sudut refleksi θ_r sama dengan sudut masuk θ_a untuk semua panjang gelombang dan untuk setiap pasangan material.

θ_r=θ_a (hukum refleksi)

Hubungan ini, bersama-sama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan sinar yang direfleksikan dan normal. Semuanya terletak pada bidang yang sama yang dinamakan hukum refleksi (law of reflection).

3. Untuk cahaya monokromotik dan untuk sepasang material yang diberikan a dan b, pada sisi sisi yang berlawanan dari antarmuka itu, rasio dari sinus

sudut θ_a dan θ_b dimana kedua sudut tu diukur dar normal terhadap permukaan , sama dengan kebalikan dari rasio kedua indeks refraksi :

sinθ_a sin θb

=nb na n_asinθ_a= n_b sinθ_b

Hukum eksprimen ini bersama-sama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan sinar yang direfraksikan dan normal semuanya terletak pada bidang yang sama dinamakan hukum refraksi (law of refraction) atau Hukum Snellius (Snell’s law).

Jika cahaya terpantul keluar sebuah permukaan batas dimana ni < nt, proses tersebut disebut pantulan eksternal, jika ni > nt maka proses terbut merupakan pantulan internal. Misalnya cahaya melintasi sebuah medium dengan indeks bias yang lebih tinggi ke medium dengan indeks bias yang lebih rendah. Sebagian dari cahaya yang datang dibiaskan dan sebagian dipantulkan pada batas.

Karena θ_t harus lebih besar (Young, 2003 : 499).

Misalkan sinar cahaya dari medium yang rapat secara optis (katakanlah, kaca) jatuh pada permukaan medium yang kurang rapat secara optis (katakanlah, udara). Dengan memperbesar sudut datang θ, dapat dicapai suatu keadaan yang sinar refraksinya mengarah sepanjang permukaan batas, sudut refraksinya 90˚. Untuk sudut datang yng lebih besar dari sudut kritis θc ini, tidak ada sinar refraksi

yang terjadi. Fenomena ini disebut sebagai refraksi internal total. Sudut kritis dapat diperoleh dari hukum refraksi dengan mengambil θ2=90˚:

(5)

sin θ_c=n2 n1

Untuk kaca dan udara sin θc=(1,00/1,50)=0,667, yang memberikan θc=41,8˚.

Refleksi internal total tidak terjadi bila cahaya datang dari medium dengan indeks refraksi yang lebih rendah (Halliday, 1978: 619-620).

Alat dan Bahan 1. Alat

a. Meja optik = 1 buah

b. Kotak cahaya = 1 buah

c. Cermin catar, cermin cekung, = 1 buah cermin cembung

d. Busur derajat = 1 buah

e. Rhombus = 1 set

f. Diafragma = 1 buah

g. Celah 5 = 1 buah

h. Celah 1 = 1 buah

i. Mistar = 1 buah

j. Alat tulis-menulis 2. Bahan

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1: Jarak fokus cermin cekung dan cembung

Jarak fokus

Kegiatan 4: Pembiasan pada rhombus

1. Sudut datang 2. Sudut bias

Kegiatan 5: Pemantulan sempurna

(6)

Definisi Operasional Variabel

Jarak fokus adalah titik perpotongan dari semua sinar pantul yang panjangnya diukur dengan menggunakan mistar dari titik sinar datang yang paling dekat dengan titik fokus ke titik perpotongan sinat pantul dengan satuan centimeter (cm) dengan simbol f.

1. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang terhadap garis normal yang diukur dengan menggunakan busur derajat dimulai dari skala nol hingga ke skala yang bertepatan dengan garis sinar datang dengan

satuan derajat (˚) dengan simbol θi .

2. Sudut bias adalah sudut yang dibentuk oleh sinar bias terhadap garis normal yang diukur dengan menggunakan busur derajat dimulai dari skala nol hingga ke skala yang bertepatan dengan garis sinar bias dengan satuan

derajat (˚) dengan simbol θ_r .

Sudut kritis adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang terhadap garis normal yang diukur dengan menggunakan busur derajat dimulai dari skala nol hingga ke skala yang bertepatan dengan garis sinar bias dengan satuan derajat (˚) dengan

simbol θc .

Prosedur Kerja

1. Memasang secara berturut-turut sumber cahaya, lensa positif, dan diafragma pada rel optik, kemudian menempatkan meja optik tepat di depan diafragma.

2. Memasang celah (5 celah) pada diafragma.

3. Menyalakan sumber cahaya, dan mengatur posisi lensa positif agar diperoleh garis-garis cahaya yang sejajar.

(7)

5. Membuat garis di sepanjang permukaan cermin, dan mengamati pola pemantulan cahaya dari cermin.

6. Memberikan tanda titik pada cahaya yang datang pada cermin. Setiap garis minimal dua titik kemudian menghubungkan titik-titik tersebut.

7. Memberikan tanda titik pada garis-garis pantul yang terbentuk. Setiap garis minimal dua titik kemudian menghubungkan titik-titik tersebut. 8. Mengukur besar jarak fokus cermin cekung.

9. Dengan cara yang sama, mengulangi kegiatan dengan menggunakan cermin cembung.

Kegiatan 2: Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan cembung

1. Mengganti celah pada diafragma dengan celah tunggal.

2. Membuat gamar cermin cekung, sumbu utama, dan titik fokus pada kertas kosong.

3. Mengarahkan sinar dari celah ke cermin sesuai dengan sinar-sinar istimewa pada cermin. Kemudian melukis gambar yang dibuat.

4. Dengan cara yang sama, mengulangi kegiatan dengan menggunakan cermin cembung.

Kegiatan 3: Pembentukan bayangan pada cermin datar

1. Mengganti cermin cembung dengan cermin datar.

2. Menggambar permukaan cermin datar tepat tegak lurus dengan arah datangnya cahaya. Menempatkan cermin tersebut sehingga tepat pada garis yang telah dibuat.

3. Mebuat objek garis di depan cermin datar.

4. Mengarahkan sinar dari celah tunggal ke objek dan gambar bayangan yang terbentuk.

5. Menentukan sifat bayangan yang terbentuk pada cermin datar.

1. Mengganti cermin yang digunakan pada kegiatan 3 dengan rhombus. 2. Menggambar rhombus dengan membuat garis pada setiap permukaannya. 3. Mengarahkan sinar pada salah satu sisi rhombus yang tegak lurus.

(8)

4. Menghubungkan titik-titik yang telah dibuat.

5. Membuat garis normal pada setiap batas bidang medium, dan mengukur sudut datang dan sudut bias pada masing-masing bidang batas medium. 6. Mengulangi kegiatan yang sama dengan arah sinar yang berbeda-beda

(sudut datang yang berbeda-beda).

1. Meletakkan rhombus di atas meja optik.

2. Memutar rhombus searah jarum jam sampai tidak ada lagi sinar yang dibiaskan.

3. Mengukur sudut datang pada bidang batas permukaan rhombus. Sudut datang ini merupakan sudut krisits.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA Hasil Pengamatan

NST mistar

NST = ₁₀1 cm=¿ _{0,1 cm}

∆ x = 0,05 cm

Kolom 1. Gambar cermin cekung

(9)

f={5,10±0,05}cm

Kolom 2. Gambar cermin cembung

Jarak fokus cermin cembung adalah f={5,95±0,05}cm

(10)

Kolom 4. Gambar sinar-sinar istimewa cermin cembung

(11)

Kegiatan 4: Pembiasan pada rhombus NST Busur Derajat = 1˚

θ=1

2×1°=0,5°

Tabel 1. Sudut datang dan sudut bias No

.

Cahaya datang dari udara ke kaca Cahaya datang dari kaca ke udara

Sudut datang (˚) Sudut bias (˚) Sudut datang (˚) Sudut bias (˚) 1 {10,5,0±0,5} {6,0±0,5} {6,0±0,5} {11,0±0,5} 2 {15,0±0,5} {9,0±0,5} {9,5±0,5} {15,0±0,5} 3 {18,0±0,5} {12,0±0,5} {12,0±0,5} {18,0±0,5} 4 {16,0±0,5} {10,5±0,5} {10,0±0,5} {15,5±0,5} 5 {18,0±0,5} {12,0±0,5} {12,0±0,5} {18,0±0,5} 6 {16,0±0,5} {11,0±0,5} {11,0±0,5} {16,5±0,5}

Indeks bias medium n1= 1

n2=

Kolom 6. Gambar rhombus dengan pemantulan sempurna

(12)

ANALISIS DATA

A. Jarak fokus cermin cekung diperoleh f = | 5,10 ± 0,05|cm sesuai dengan teori bahwa cermin cekung bersifat konvergen (mengumpulkan) cahaya sehingga pada praktikum, sinar pantul mengumpul menuju satu titik yaitu titik fokus.

B. Jarak fokus cermin cembung diperoleh f = | 5,95 ± 0,05|cm sesuai dengan teori bahwa cermin cembung bersifat divergen (menyebarkan) cahaya sehingga pada praktikum sinar pantul menyebar dan arahnya seolah-olah dari titik fokus. Sehingga jika sinar pantul diteruskan ke belakang cermin cembung, akan diperoleh titik perpotongan sinar pantul sebagai titik fokus.

A. Cermin cekung

(13)

1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.

2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. 3. Sinar datang melalui titik pusat lengkungan cermin akan dipantulkan ke titik

itu juga

Sedangkan berdasarkan percobaan yang telah dilakukan juga diperoleh hasil yang sesuai dengan teori.

B. Cermin cembung

Berdasarkan teori, sinar-sinar istimewa pada cermin cembung adalah : 1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari

titik fokus.

2. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan yang sama.

Sedangkan berdasarkan percobaan yang telah dilakukan juga diperoleh hasil yang sesuai dengan teori.

A. Sifat-sifat cermin datar secara teori sebagai berikut :

1. Ukuran (tinggi dan besar) bayangan objek sama besar dengan ukuran objek. 2. Bayangan di cermin tegak, artinya posisi tegaknya sama dengan posisi

tegaknya benda.

3. Jarak bayangan ke cermin sama jauhnya dengan jarak objek ke cermin. 4. Bayangan berlawanan arah dengan objeknya, bagian kanan benda menjadi

bagian kiri bayangan.

5. Bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya dapat dilihat dalam cermin, tetapi tidak dapat ditangkap dengan layar.

B. Adapun sifat bayangan pada cermin sesuai dengan pecobaan yang telah dilakukan, yaitu sebagai berikut :

1. Ukuran (tinggi dan besar) bayangan objek sama besar dengan ukuran objek. 2. Bayangan di cermin tegak, artinya posisi tegaknya sama dengan posisi

tegaknya benda.

(14)

|2,55 ± 0,05| cm, titik S = |4,80 ± 0,05| cm dan jarak bayangan titik S’ = | 4,40 ± 0,05| cm.

4. Bayangan berlawanan arah dengan objeknya, bagian kanan benda menjadi bagian kiri bayangan.

5. Bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya tidak dapat ditangkap dengan layar (di belakang cermin).

Terdapat 1 sifat yang tidak sesuai dengan teori yaitu sifat ketiga.

(15)

(16)

∆ n₂=

[

0,0325+0,0551

]

1,667

∆ n₂=

[

0,0876

]

1,667 ∆ n₂=0,146

3. Kesalahan relatif

KR=0,146

1,667 ×100%=8,8%=2AP 4. Derajar kepercayaan

DK=100%-8,8%=91,2% 5. Pelaporan fisika

n₂={1,7±0,1} Data 3

1. Indeks bias kaca

n₂=sin 18,0°

sin 12,0° × 1= 1,486 2. Ketidakpastian

∆ n₂=

[

|

cos18,0°

sin 18,0°

|

0,5°+

|

cos12,0°

sin 12,0°

|

0,5°

]

1,486 ∆ n₂=

_[

|3,078|0,00872+|4,705|0,00872

_]

1,486 ∆ n₂=

[

0,0268+0,0410

]

1,486

∆ n₂=

[

0,0678

]

1,486 ∆ n₂=0,101

KR=0,101

n₂={1,5±0,1}

Data 4

(17)

n₂=sin 16,0°

∆ n₂=

[

|

cos16,0°

sin 16,0°

|

0,5°+

|

cos10,5°

sin 10,5°

|

0,5°

]

1,513 ∆ n₂=

[

|3,487|0,00872+|5,396|0,00872

]

1,513 ∆ n₂=

[

0,0304+0,0471

]

1,513

∆ n₂=

[

0,0775

]

1,513

∆ n₂=0,117

KR=0,117

n₂={1,5±0,1} Data 5

1. Indeks bias kaca

n₂=sin 18,0°

∆ n₂=

[

|

cos18,0°

sin 18,0°

|

0,5°+

|

cos12,0°

sin 12,0°

|

0,5°

]

1,486 ∆ n₂=

[

|3,078|0,00872+|4,705|0,00872

]

1,486 ∆ n₂=

[

0,0268+0,0410

]

1,486

∆ n₂=

[

0,0678

]

1,486

∆ n₂=0,101

KR=0,101

(18)

DK=100%-6,7%=93,3%

(19)

(20)

(21)

∆ n₁=

[

0,0325+0,0521

]

1,568

∆ n₁=

[

0,0846

]

1,568 ∆ n₁=0,133

KR=0,133

n₁={1,6±0,1} Data 3

1. Indeks bias kaca

n₁=sin 18,0°

∆ n₁=

[

|

cos18,0°

sin 18,0°

|

0,5°+

|

cos12,0°

sin 12,0°

|

0,5°

]

1,486 ∆ n₁=

_[

|3,078|0,00872+|4,705|0,00872

_]

1,486 ∆ n₁=

[

0,0268+0,0410

]

1,486

∆ n₁=

[

0,0678

]

1,486 ∆ n₁= 0,101

KR=0,101

n₁={1,5±0,1} Data 4

(22)

n₁=sin 15,5°

sin 10,0° ×1= 1,539 2. Ketidakpastian

∆ n₁=

[

|

cos15,5°

sin 15,5°

|

0,5°+

|

cos10,0°

sin 10,0°

|

0,5°

]

1,539 ∆ n₁=

[

|3,606|0,00872+|5,671|0,00872

]

1,539 ∆ n₁=

[

0,0314+0,0495

]

1,539

∆ n₁=

[

0,0809

]

1,539

∆ n₁= 0,125

KR=0,125

n₁={1,5±0,1} Data 5

1. Indeks bias kaca

n₁=sin 18,0°

∆ n₁=

[

|

cos18,0°

sin 18,0°

|

0,5°+

|

cos12,0°

sin 12,0°

|

0,5°

]

1,486 ∆ n₁=

_[

|3,078|0,00872+|4,705|0,00872

_]

1,486 ∆ n₁=

[

0,0268+0,0410

]

1,486

∆ n₁=

[

0,0678

]

1,486 ∆ n₁= 0,101

KR=0,101

(23)

n₁={1,5±0,1} Data 6

1. Indeks bias kaca

n₁=sin 16,5°

∆ n₁=

[

|

cos16,5°

sin 16,5°

|

0,5°+

|

cos11,0°

sin 11,0°

|

0,5°

]

1,488 ∆ n₁=

[

|3,376|0,00872+|5,145|0,00872

]

1,488 ∆ n₁=

[

0,0294+0,0449

]

1,488

∆ n₁=

[

0,0743

]

1,488

∆ n₁= 0,111

KR=0,111

n1={1,5±0,1}

Nilai rata-rata indeks bias kaca 1. Rata-rata

´

n₁=1,8+1,6+1,5+1,5+1,5+1,5

6 =

9,4 6 =1,57 2. Ketidakpastian

δ_a=|1,8-1,57|=0,23 δ_b=

|

1,6-1,57

|

=0,03

δ_c=|1,5-1,57|=0,07 δ_d=

|

1,5-1,57

|

=0,07

(24)

δ_f=

|

1,5-1,57

|

=0,07

Ketdakpastian diambil dari nilai kesalahan paling tinggi yaitu n1= 0,2 3. Kesalahan relatif

Indeks bias kaca teori adalah 1,52 Indeks bias kaca praktikum adalah 1,6

%perbedaan=

|

praktikum-teori

(25)

n_ksin θ_k= n_usin θ_u n_ksin θ_k= n_usin 90°

sin θk= n_u nk

θ_k=arcsinnu nk

θ_c=arcsinnu nk

Untuk teori dengan indeks bias kaca 1,52

θ_c=arcsin1 1,52 θ_c= 41,1°

Untuk praktikum dengan indeks bias kaca 1,6

(26)

Besar sudut kritis perhitungan praktikum adalah 38,68˚

Sudut kritis praktikum yang dilaporkan adalah

θ_c=θkperhitungan+ θkpengukuran

KR= 1 ,16°_39,84°×100%=3%=3AP DK=100%-3%=97%

PF adalah θc={38 ,7 ±1,16}° Perbandingan teori

Besar sudut kritis teori adalah 41,1˚ Pengukuran pada praktikum adalah 39,84˚

Persen diff perbandingan pengukuran pada praktikum terhadap teori

% perbedaan=

|

39,84 -41,1˚ 39,84 +41,1˚

2

|

×100% =

|

1,26

4 0,47

|

×100% = 3,1 %

PEMBAHASAN

Pada hasil pengamatan kami menggunakan cermin cekung diperoleh sinar-sinar yang bersifat konvergen (mengumpul) sama seperti dengan sifat cermin cekung berdasarkan teori. Disini juga terjadi penerapan dari sinar istimewa pada cermin cekung dimana sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan menuju titik fokus cermin cekung. Pada praktikum kami sinar pantul mengumpul pada satu titik yang merupakan titik fokus cermin cekung. Titik fokus ini kemudian diukur panjangnya dengan menggunakan penggaris dengan NST=0,1cm yang diukur dimulai pada titik pusat optik O cermin hingga ke titik fokus yang telah ditandai. Dari hasil pengukuran, diperoleh jarak fokus pada cermin cekung adalah f = | 5,10 ± 0,05|cm.

(27)

utama akan dipantulkan yang arahnya seolah-olah berasal dari titik fokus. Sehingga jika sinar pantul tersebut diteruskan ke belakang cermin, sinar-sinar tersebut membentuk perpotongan pada satu titik yaitu titik fokus cermin cembung. Titik fokus ini kemudian diukur panjangnya dengan menggunakan penggaris dengan NST=0,1cm yang diukur dimulai pada titik pusat optik O cermin hingga ke titik fokus yang telah ditandai. Dari hasil pengukuran, diperoleh jarak fokus pada cermin cekung adalah f = | 5,95 ± 0,05|cm.

Pada praktikum ini diperoleh sinar-sinar istimewa pada cermin cekung yang sesuai dengan teori. Sinar istimewa pertama pada teori, sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus. Pada saat kita mengarahkan sinar sejajar dengan titik fokus, berapa pun jaraknya dari titik fokus, akan memberikan sinar pantul yang berpotongan dengan titik fokusnya. Sehingga sinar istimewa ini terbukti benar.

Pada sinar istimewa kedua yaitu sinar datang melaui titik fokus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Pada saat praktikum, sinar dibuat sedimikian rupa hingga melalui titik fokus dan bagaimanapun arahnya asalkan melalui titik fokus, pasti akan dipantulkan dengan sinar pantul yang sejajar dengan sumbu utama.

Pada sinar istimewa ketiga yaitu sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan ke titik itu juga. Ini terbukti dari praktikum yang dilakukan bahwa sinar yang diarahkan melalui titik pusat yaitu 2 kali jarak titik fokus dari titik pusat optik, sinar pantulnya juga kembali melalui titik pusat tersebut. Dengan kata lain, sinar datang dan sinar pantulnya terlihat berimpit sehingga hasil praktikum sesuai dengan teori.

(28)

Sehingga sinar pantul tadi arahnya seolah-olah berasal dari titik fokus dan sinar istimewa ini terbukti benar.

Pada sinar istimewa kedua yaitu sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Pada saat praktikum, sinar dibuat sedimikian rupa hingga menuju titik fokus di belakang cermin dan bagaimanapun arahnya asalkan melalui titik fokus, pasti akan dipantulkan dengan sinar pantul yang sejajar dengan sumbu utama sehingga terbukti benar.

Pada sinar istimewa ketiga yaitu sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan seolah-olah ke titik kelengkungan yang sama. Ini terbukti dari praktikum yang dilakukan bahwa sinar yang diarahkan melalui titik pusat yaitu 2 kali jarak titik fokus dari titik pusat optik, sinar pantulnya juga kembali seolah-olah melalui titik pusat tersebut. Dengan kata lain, sinar datang dan sinar pantulnya terlihat berimpit sehingga hasil praktikum sesuai dengan teori.

Berdasarkan teori, sifat-sifat pembentukan bayangan pada cermin datar adalah Ukuran (tinggi dan besar) bayangan objek sama besar dengan ukuran objek, bayangan di cermin tegak, artinya posisi tegaknya sama dengan posisi tegaknya benda, jarak bayangan ke cermin sama jauhnya dengan jarak objek ke cermin, bayangan berlawanan arah dengan objeknya, bagian kanan benda menjadi bagian kiri bayangan dan bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya dapat dilihat dalam cermin, tetapi tidak dapat ditangkap dengan layar.

Adapun sifat bayangan pada cermin sesuai dengan pecobaan yang telah dilakukan yaitu ukuran (panjang) garis RS sama dengan ukuran panjang garis

bayangan R’S’ yaitu x={1 ,80 ±0,5} cm . Bayangan garis R’S’ yang diperoleh pun juga sama tegaknya dengan garis RS terbukti bahwa titik R berada di atas S sejajar dengan R’ di atas S’begitu pula pada titik S berada di bawah R sejajar dengan S’ di bawah R’.

(29)

sinar pantul yang diteruskan ke belakang cermin datar sehingga ada sedikit perbedaan jaraknya sekitar 0,5-4 mm.

Sifat bayangan yang berlawanan arah dengan objeknya, bagian kanan benda menjadi bagian kiri bayangan. Juga terbukti dengan saat kita dari garis RS ke cermin, R berada di kiri dan S berada di kanan, sedangkan saat kita dari garis R’S’ ke cermin, R’ berada di kanan dan S’ berada di kiri.

Sifat cermin datar lainnya adalah bayangan cermin merupakan bayangan semu (maya), artinya tidak dapat ditangkap dengan layar (di belakang cermin). Ini dibuktikan pada gambar bayangan cermin datar yang diperoleh tidak berada di depan cermin, namun berda di belakang cermin sehingga tidak tertangkap langsung oleh bagian muka depan cermin dengan kata lain layar cermin tidak menangkap bayangannya karena bayangan terseut berada di belakang layar cermin.

Dari keseluruhan sifat tersebut terdapat 1 ketidaksamaan dengan teori, ini terjadi karena kekurangtelitian praktikan dalam membuat titik-titik sinar pantul yang akan diteruskan ke belakang cermin. Karena salah 0,5˚ saja arah garis yang diteruskan, akan berakibat pada perbedaan bayangan yang terbentuk dari yang seharusnya.

Pada praktikum ini, cahaya diarahkan ke salah satu titik pada sisi bidang Rhombus sehingga sinar yang datang dari udara ke kaca (R hombus) dibiaskan atau mengalami pembelokan. Kemudian sinar yang dibiaskan tersebut sebagai sinar datang dari kaca ke udara dibiaskan lagi ketika menuju ke udara. Sesuai dengan Hukum Snellius tentang pembiasan (refraksi) bahwa sinar datang dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat akan dibiaskan atau dibelokkan mendekati garis normal dan sebaliknya. Dimana garis normal merupakan garis yang tegak lurus terhadap bidang yaitu membentuk 90˚ dari bidang Rhombus tempat sinar datang.

Untuk cahaya yang datang dari udara ke kaca yaitu dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat sehingga sinar bias tentu akan mendekati garis normal sehingga besar sudut biasnya θr < θi. pada

(30)

θr={6,0±0,5}˚. Data 2, θi={15,0±0,5}˚ dengan θr={9,0±0,5}˚. Data 3,

θi={18,0±0,5}˚ dengan θr={12,0±0,5}˚. Data 4, θi={16,0±0,5}˚ dengan

θi={16,5±0,5}˚ dengan θr={11,0±0,5}˚.

Untuk cahaya yang datang dari kaca ke udara yaitu dari medium rapat ke medium yang kurang rapat sehingga sinar bias tentu akan menjauhi garis normal sehingga besar sudut biasnya θr > θi. pada

praktikum hal ini terbukti yaitu pada data 1, θi={6,0±0,5}˚ dengan

θi={12,0±0,5}˚ dengan θr={18,0±0,5}˚. Data 4, θi={10,0±0,5}˚ dengan

θi={11,0±0,5}˚ dengan θr={16,5±0,5}˚.

Niali dari sudut datang dan sudut bias kemudian digunakan untuk mencari niali indeks bias kaca. Dengan rumus n₁sin θ_i=n₂sin θ_r . Pada peristiwa cahaya datang dari udara ke kaca, maka indeks bias kaca yaitu n2

sedangkan pada peristiwa cahaya datang dari kaca ke udara, maka indeks bias kaca yaitu n1.

Pada peristiwa cahaya datang dari udara ke kaca diperoleh indeks bias kaca untuk data 1 n₂={1,7±0,2} dengan KR=13%, data 2 n₂={1,7±0,1} dengan KR 8,8%, data 3 n₂={1,5±0,1} dengan KR=6,7%, data 4

n₂={1,5±0,1} dengan KR=7,8%, data 5 n2={1,5±0,1} dengan KR=6,7%, data 6 n2={1,5±0,1} dengan KR=7,4%. Nilai pelaporan fisika tiap data kemudian dirata-ratakan sehingga diperoleh pelaporan fisika untuk indeks bias kaca pada peristiwa cahaya datang dari udara ke kaca adalah dengan

ketidakpastian menggunakan deviasi maksimum adalah n´₂={1,6±0,1} dengan KR=8,3%.

Pada peristiwa cahaya datang dari kaca ke udara diperoleh indeks bias kaca untuk data 1 n₁={1,8±0,2} dengan KR=13%, data 2 n₁={1,6±0,1} dengan KR 8,5%, data 3 n₁={1,5±0,1} dengan KR=6,8%, data 4

(31)

kemudian dirata-ratakan sehingga diperoleh pelaporan fisika untuk indeks bias kaca pada peristiwa cahaya datang dari udara ke kaca adalah dengan

ketidakpastian menggunakan deviasi maksimum adalah n´₁={1,6±0,2} dengan KR=15%.

Nilai dari indeks bias kaca pada kedua peristiwa tersebut kemduain dirata-ratakan untuk mendapatkan indeks bias kaca yang sebenarnya sehingga diperoleh

n_k={1,6 ±0,2} dengan KR=12,5%. Jika dibandingkan dengan nilai indeks bias

kaca teori yaitu kaca krona (Crown) adalah 1,52, maka diperoleh persen diff

dengan rumus %perbedaan=

|

praktikum-teori_teori

|

×100% adalah 5,13%.

Kegiatan 5: Pemantulan Sempurna

Pada praktikum ini, dicari pemantulan sempurna dimana tidak ada lagi sinar yang dibiaskan. Sinar yang diarahkan pada satu sisi di Rhombus di putar searah jarum jam dengan sangat hati-hati sehingga diperoleh sudut pertama dimana cahaya yang dibiaskan tidak nampak lagi. Dari hasil praktikum, diperoleh nilai sudut kritis yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar datang terhadap garis

normal di dalam Rhombus dengan rumus θ_k=arcsinnu nk

adalah θ_c=38 ,68 °

dimana nk yang digunakan adalah nilai indeks bias kaca yang diperoleh pada kegiatan 4 yaitu 1,6. Pada data pengukuran langsung dalam praktikum diperoleh sudut kritis yaitu 41˚. Sedangkan dengan indeks bias kaca sesuai dengan teori

yaitu 1,52 diperoleh sudut kritis θc= 41,1° . Untuk sudut kritis yang dilaporkan pada praktikum ini adalah hasil rata-rata dari perhitungan praktikum dan

pengukuran langsung sehingga diperoleh. θ_c=39,84° dengan pelaporan fisika

θ_c={38,7±1,16}° dengan KR=3%. Jika dibandingkan dengan nilai teori yaitu

θ_c= 41,1° dengan persen diff maka diperoleh perbedaan 3,1%. Ini terjadi

(32)

SIMPULAN DAN DISKUSI A. Simpulan

Simpulan berdasarkan rumusan masalah yang diajukan adalah,

1. Pada peristiwa pemantulan, cahaya ketika menembus medium lain misalnya kaca pada cermin cekung dan cembung akan dipantulkan yaitu berbalik arah ada yang dikumpulkan (konvergen untuk cermin cekung) dan ada yang disebarkan (divergen untuk cermin cembung) 2. Jarak fokus cermin cekung adalah f = | 5,10 ± 0,05|cm dan cermin

cembung adalah f = | 5,95 ± 0,05|cm

3. Sinar-sinar istimewa baik pada cermin cekung maupun cembung pada praktikum yang dilakukan sesuai dengan teori.

4. Pada cermin datar, semuanya sesuai dengan teori. Kecuali jarak benda ke cermin dengan jarak bayagan ke cermin yang tidak sama nilainya meskipun perbedaanya kecil.

5. Besar indeks kaca yang diperoleh berdasarkan hasil pengkuran dan perhitungan dari data praktikum adalah θ_c=39,84° .

B. Diskusi

Diskusi yang kami lakukan berupa saran untuk asisten, dosen, dan laboratorium ,

1. Saran bagi asisten

Kepada asisten kami menyarankan agar lebih memperhatikan keadaan praktikan. Asisten hendaknya tidak meninggalkan praktikan saat melakukan praktikum agar segala pengarahan mengenai praktikum dapat diperoleh dengan jelas oleh praktikan.

2. Saran bagi dosen

Kepada dosen hendaknya membimbing lebih baik kepada para asisten akan bagaimana cara membimbing praktikannya dalam melakukan suatu praktikum sesuai dengan aturan-aturan yang ada.

3. Saran bagi laboratorium

(33)

memiliki kesalahan bersistem bahkan tak dapat/layak untuk digunakan lagi.

DAFTAR RUJUKAN

Halliday, David dan Resnick, Robert. 1978. Fisika Jilid 2 Edisi ketiga

(terjemahan). Jakarta: Erlangga

Herman dan asisten LFD. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Makassar: Unit Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar.

Tipler, Paul. 2001. Fisika Sins dan Teknik. Jakarta: Erlangga

Young, Hugh D. dkk. 2003 Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid II .

(34)