Laporan Fisika Dasar I Percobaan II Lens

(1)

PERCOBAAN III LENSA

A. TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari praktikum kali ini adalah agar mahasiswa dapat menentukan fokus lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen) dengan

mengukur jarak benda dan jarak bayangan. Kemudian agar mahasiswa dapat menentukan sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen). Selain itu juga agar mahasiswa dapat mementukan jarak fokus lensa tunggal dengan cara Gauss dan Bessel. B. LANDASAN TEORI

Lensa adalah medium transparan yang dibatasi oleh dua permukaan bias paling sedikit satu diantaranya lengkung sehingga terjadi dua kali pembiasan sebelum keluar dari lensa. Garis hubung antara pusat lengkungan kedua permukaan disebut sumbu utama. Bayangan yang dibuat oleh

permukaan pertama merupakan benda untuk permukaan kedua. Permukaan kedua akan membuat bayangan akhir ( Sarojo,2011:137 ).

Terdapat dua jenis lensa, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Pada lensa cembung (lensa positif) sinar datang mengumpul (konvergen) dan pada lensa cekung (lensa negatif) sinar dapat menyebar. Pada lensa terdapat sinar – sinar istimewa. Tentunya, sinar – sinar istimewa pada lensa cembung berbeda dengan lensa cekung (purwoko, 2007:61 ).

Sumbu utama sebuah lensa adalah garis yang di tentukan oleh dua pusat C1 dan C2, dimana sinar datang dipermukaan pertama dibiaskan sepanang sinar. Jika di teruskan akan melewati sumbu utama dan karena itu merupakan bayangan yang di hasilkan oleh permukaan pembias utama. Jarak benda dan jarak bayangan dapat diukur 0 atau 0,2,tetapi jika lensanya sangat tipis, ketebalan 0,02 dapat diabaikan dan semua jarak dapat diukur dari titik pusat yang sama 0. Dan pada pembias kedua di Q dengan menggabungkan

(2)

C. ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum kali ini adalah catu daya 1 buah,bangku optik yang terdiri dari 3 relm presisi 50cm yang dihubungkan pengambung rel dan satu pasang kaki rel dan penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi sebanyak 6 buah. Kemudian runah lampu,lampu 12 volt dengan tiang 1 buah,lensa cembung dengan berbagai ukuran sebanyak 3 buah,dan lensa cekung sebanyak 1

buah,pemegang slide diafragma 1 buah,diafragma anak panah 1 buah,diafragma tunggal 1 buah,layar putih satu buah, dan kabel penghubung/kabel serabut dengan steger pegas 4mm 2buah.

D. LANGKAH KERJA

Pada percobaan ini,langkah yang harus dilakukan adalah merangkai alat dan bahan seperti pada gambar dibawah ini :

Pada bangku optik telah tersedia sumber cahaya untuk menyinari benda percobaan. Sebelum percobaan dimulai,lampu,lensa,kondensor dan benda diatur pada posisi yang tepat sehingga seluruh benda tekena cukup banyak cahaya. Posisi dari tiga bagian ini tidak perlu diubah selama percobaan. Stelah itu hubungkanlampu dengan catu daya menggunakan kabel

penghubung (catu daya pada posisi DC). Atur terlebih dahulu suatu jarak L tertentu antara benda dan layar. Pada setiap jarak L terdapat empat cara untuk menentukan jarak fokus f,lakukan semua cara pengukuran f untuk 3 bernilai L yang bebeda antara L 23cm dan 50 cm. Tulis hasil pengukan serta hasil perhitungan nilai – nilai f ke dalam satu tabel. Empat cara untuk mengukur jarak fokus f pada setiap jarak L terdapat dari teori diatas sebagai berikut :

(3)

1. Atur posisi lensa cembung sedemikian rupa sehinggaterdapat bayangan yang elas pada layar. Cari bayang yang lebih besar dulu (lensa lebih dekat dengan benda). Ukurlah jarak benda s1 dan jarak bayangan s1’. Dari jarak s1 dengan s1’ jarak fokus f dihutung dengan rumus :

2. Lalu dengan posisi lensa cembung yang sama ukur tinggi bayang B’ yang terbentuk. Dari besar bayangan dan besar benda,perbesaran m dapat dihitung. Dari perbesaran m dan s1’ jarak fokus f dapat ditentukan dengan rumus :

f= s ' 1+m

3. Kemudian diantara lensa satu dan layar tambahkan 1 lensa yang sama. Setekah itu atur posisi lensa dua hingga menghasilkan bayangan yang jelas pada lensa. Dari jarak antara 2 posisi lensa tersebut besar e bisa ditentukan (misalnya dengan menghitung e = s2-s1). S2 adalah jarak lensa kedua dengan posisi benda dan s1 adalah jarak lensa 1 dengan dengan benda. Mencari jarak fokus f dari besar e dan L dengan menggunakan rumus :

f=L 2

−e2 4L

4. Lakukan langkah 1,2,dan 3 untuklensa cembung dengan fokus yang berbeda.

5. Lakukan langkah 1,2,dan 3 untuk lensa cekung dengan ukuran fokus yang bebeda.

E. HASIL PENGAMATAN.

1. Tabel 1: hasil pengamatan percobaan Gauss. Lensa Jarak benda

(s) (cm) bayanganJarak

(

s'

₎

_(cm)

Sifat bayangan

Lensa cembung (

f+100¿

10 53 Nyata,tebalik,diperbesa_r 15 38 Nyata,tebalik,diperbesa_r

(4)

r

20 - Nyata,tebalik,diperbesa_r 25 - Nyata,tebalik,diperbesa_r

30 - Nyata,tebalik,diperbesa

r 2. Tabel 2 : hasil pengamatan percobaan bessel.

L (cm) _{dengan benda}Jarak lensa 1 _{dengan benda}Jarak lensa 2 Sifat bayangan

25 10 14 Nyata,terbalik

F. ANALISIS DATA 1. Rumusan Gauss.

a. Lensa cembung

1) Menentukan nilai f(jarak fokus) Diketahui : s₁=10cm

s2=15cm s₃=20cm

s₄=25cm s₅=30cm

s '₁=53cm s '₂=38cm

s '₃=26cm s '₄=19cm

s'

5=16cm Ditanya : f₁=?

f₂=? f₃=? f₄=? f₅=?

(5)

f₁=s1x s '1

(6)

¿51,68

5 =10,336cm

N

o fn(cm)

(

f−´f

)

(cm)

(

f−´f

)

2

(cm)

1 8,41 -1,926 3,709

2 10,75 0,414 0,171

3 11,30 0,964 0,929

4 10,79 0,144 0,20

5 10,43 0,94 0,88

∑

(

f−´f

)

2=5,709

SD=

√

∑

(

f−´f

)

2 n−1

¿

√

5,709

4

¿

√

1,42725

¿1,19cm2

Jadi ´f nya adalah 10,336 dan standar deviasinya adalah 1,19cm2.

3) Menentukan rentang nilai pengukuran (NP) Diketahui : SD=1,19cm2

´

f=10,336cm Ditanya : NP = ?

Jawab : +¿SD

−¿¿

NP=´f_¿

NP=´f+SD

¿10,336+1,19 ¿11,526cm

NP=´f – SD

(7)

Jadi nilai rentang pengukurannya dari 9,19 cm hingga 11,526 cm. 4) Menentukan persentase kesalah relatif ( %KR).

Diketahui : SD = 1,19 cm2 ´

f=10,336cm Ditanya : %KR = ?

Jawab :

%KR = SD_´ f x100 ¿ 1,19

10,336 x100 ¿11

Jadi persentase kesalahannya adalah 11 %.

5) Menentuka persentase keberhasilan praktikum (%KP) Diketahui : %KR = 11%

Dintanya : %KP = ? Jawab :

%KR = 100% - %KR = 100% - 11% = 89%

Jadi persentase keberhasilan praktikunya adalah 89%. 2. Rumusan Bessel

1) Menentukan nila f (jarak fokus) Diketahui = s₁=10cm

s₁=10cm s₂=14cm e₁=4cm L₁=25cm Ditanya : f₁=?

Jawab : f1=

(

L₁

)

2−

₍

e₁

)

2

(8)

¿(25)

2) Menentukan jarak fokus rata – rata ( ´f¿ dan standar deviasi (SD) Diketahui : f₁ = 6,09 cm

f₂ = 6,96 cm

(9)

Ditanya : ´_f₌_? SD = ? Jawab : ´_f₌fn

n=

f₁+f₂+f₃ n

¿6,09+6,96+7,72

3 ¿20,77

3 =6,92cm

No fn(cm)

(

f_n−´f

)

(cm)

(

f_n−´f

)

2(cm2)

1 6,09 -0,83 0,6889

2 6,96 0,04 0,0016

3 7,72 0,8 0,64

∑

(

f_n−´f

)

2=1,3305

SD =

√

∑

(

fn−´f

)

2 n−1 ¿

√

1,3305

2

¿

√

0,66525 ¿0,81cm2

jadi´f adalah6,92cmdan SD adalah0,81cm2

3) Menentukan nilai rentang pengukuran (NP) Diketahui : SD = 0,81 cm2

´

f=6,92cm

Ditanya : NP = ? Jawab :

+¿SD −¿¿

NP=´f_¿

NP=´f+SD

¿6,92+0,81

¿7,73cm NP=´f – SD

¿6,92−0,81

(10)

Jadi rentang nilai pengukurannya (NP) adalah dari 6,11 cm sampai 7,73 cm 4) Menentukan persentase kesalahan relatif (%KR)

Dikethui : SD = 0,81 cm2 ´_f₌_6,92_cm Ditanya : %KR = ?

Jawab : %KR = SD_´

f X100 ¿0,81

6,92 X100

¿11

jadi persentase kesala h an relatif (KR)adala h11 5) Menentuka persentase keberhasilan praktikum (%KP)

Diketahui : %KR = 11% Dintanya : %KP = ? Jawab :

%KR = 100% - %KR = 100% - 11% = 89%

Jadi persentase keberhasilan praktikumnya adalah 89%. G. PEMBAHASAN

Percobaan kedua praktikum fisika dasar berjudul lensa. Adapun tujuan dari percobaan ini adalah agar mahasiswa dapat menentukan fokus lensa cembung (konvergen)dan cekung (divergen) dengan mengukur jarak benda dan jarak bayangan,mahasiswa dapat menetukan sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung (konvergen) dan cekung

(divergen),serta agar mahasiswa dapat menentukan jarak lensa tunggal dengan cara Gauss dan Bessel.

Lensa adalah benda bening yang dibatasi dua bidang lengkung. Dua bidang lengkung yang membentuk lensa dapat berbentuk silindris atau bola. Lensa silindris memusatkan cahaya dari sumber yang jauh pada suatu garis,sedangkan permukaan bola yang melengkung ke segala arah memusatkan cahaya dari sumber yang pada suatu titik. Dalam pembahasan ini hanya dibahas pada lensa bola (lensa sporik) yang tipis. Lensa tipis adalah lensa dengan ketebalan dapat diabaikan terhadap diameter

lengkung lensa,sehingga sinar – sinar sejajar sumber utama hampir tepat difokuskan ke suatu titik nyata titik fokus.

(11)

diletakan sejauh 25 cm diperoleh jarak bayangan sejauh 19 cm,dan yang terakhir lensa diletakan sejauh 30 cm dari benda diperoleh jarak bayangan sejauh 16 cm.mengukur jarak bayang itu sendiri yaitu dengan cara

menggeser layar sampai kemudian bayangan tampak jelas pada layar. Cara menentuka jarak bayangan dengan lensa cekung (f – 100) sama dengan cara menentukan bayangan dengan lensa cembung. Namun pada lensa cekung tidak ditemukan jarak bayangannya,karena lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya(divergen) sehingga tidak terlihat bayanganbenda. Dari data yang diperoleh dari pengukuran dan jarak bayangan tersbut.maka dapat ditentukan jarak fokus yaitu dengan menggunakan hukum Gauss,yaitu:

f=s. s' s+s'

1. Pada jarak benda 10 cm dan jarak bayangan 53 cm, jarak fokusnya sebesar 8,41 cm.

2. Pada jarak benda 15 cm dan jarak bayangan 38 cm,jarak fokusnya sebesar 10,75 cm.

Data yang diperoleh tersebut dapat diketahui hubungan jarak benda (s),jarak bayangan (s’) dan titk fokus (f). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel sebagai berikut :

No Jarak benda (s)_(cm) jarak bayangan_(s’)(cm) f (cm)

1 10 53 8,41

2 15 38 10,75

3 20 26 11,30

4 25 19 10,79

5 30 16 10,43

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa hubungan hubungan jarak benda (s),jarak bayangan (s’) dan jarak titik fokus berbanding

(12)

f=s. s' s+s'

Dari persamaan diatas,jarak benda dan jarak bayang berbanding lurus dengan jarak fokus. Fokus yang paling dominan mempengaruhi hasil tersebut adalah pengukuran jarak bayangan (s’),karena saat menggeser layar belum tepat sasaran yang dikehendaki atau belum benar – benar fokus. Hal ini wajar terjadi karena kita melakukan percobaan. Unuk sifat bayangan dari setiaf jarak benda yang ditetnukan adalah sebagai berikut :

1. s = 10 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperbesar. 2. s = 15 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperbesar. 3. s = 20 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil. 4. s = 25 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil. 5. s = 30 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil.

Untuk sifat bayangan pada lensa cekung sifat bayangannya sama,yaitu maya,tegak,diperbesar.

Dari hasil pengamatan percobaan Bessel dapat kita lihat bahwa hubungan jarak benda 1 (s1) dengan jarak denda 2 (s2) berbanding terbalik,artinya bahwa semakin besar atau semakin jauh jarak benda,maka semakin kecil jarak benda 1 (s1) dan jarak benda 2 (s2) . Kemudian dari hubungan arak benda (L),jarak benda 1 (s1) , jarak benda 2 (s2) dan jarak fokus dirumuskan dengan persamaan Bessel yaitu :

f=L 2_−e2 4L

Untuk setiap sifat bayangan dari setiap jarak benda yang ditentukan adalah sebagai berikut :

1. L = 25 cm,sifat bayangannya : Nyata,terbalik. 2. L = 30 cm,sifat bayangannya : Nyata,terbalik. 3. L = 35 cm,sifat bayangannya : Nyata,terbalik. H. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan.

Berdasarkan praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa : a. Lensa adalah benda bening yang dapat membiaskan cahaya. b. Lensa ada 2 jenis,yaitu lensa cembung (konvergen) dan lensa

cekung (divergen).

c. Lensa cembung bersifat mengumpulakn cahaya.

d. Pada lensa cembung semakin jauh jarak benda maka akan semakin dekat letak bayangannya akan ditemukan.

(13)

f. Sifat bayangan yang dihasilkan oleh lensa cembung adalah nyata,terbalik,diperbesar dan diperkecil,sesuai dengan jarak bendanya.

g. Sifat bayangan yang terbentuk oleh lensa ckung adalah maya,tegak,diperbesar.

2. Saran.

Diharapkan kepada kaka co.Ass agar lebih memperhatikan laporan praktikum sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA

Arkundato,A.2007.fisiska Dasar.Jakarta : Universitas Terbuka. Purwoko.2007.Fisika.Jakarta : Ghaliya Indonesia.