HUKUM OHM
9.6 TUGAS AKHIR
10. Berdasarkan data hasil percobaan yang telah anda peroleh dari percobaan 1 dan 2, bergantung pada apa sajakah gaya magnetik?
11. Berdasarkan data hasil percobaan 1 yang telah dilakukan buat grafik hubungan tan š dan arus i, dan tentukan besar medan magnet B dan gaya magnetik F.
12. Berdasarkan data hasil percobaan 2 yang telah dilakukan buat grafik hubungan tan š dan panjang kumparan l, dan tentukan besar medan magnet B dan gaya magnetik F!
13. Bandingkan besarnya B dan F yang diperoleh dari percobaan 1 dan 2. Apakah terdapat perbedaan? Jelaskan!
Percobaan 10
Pemantulan dan Pembiasan
10. 1. TUJUAN
1. Melukis jalannya sinar pada pemantulan dan pembiasan cahaya.
2. Menentukan besar fokus cermin cekung dan cembung.
3. Menentukan besar fokus lensa cekung dan cembung.
10. 2. DASAR TEORI Pemantulan Cahaya
Cahaya sebagai gelombang dapat memantul bila mengenai suatu benda. Pemantulan cahaya sesuai dengan hukum pemantulan yang dikemukakan oleh Snellius yaitu:
1. Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut datang (š ) = sudut pantul (š ).
Gambar 10.1 Pemantulan cahaya Pemantulan Cahaya oleh Cermin Cekung
Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan mengkilap pada bagian dalam.
Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya (konvergen). Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.
2. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
3. Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.
Gambar 10.2. Pemantulan Cahaya oleh Cermin Cekung Pemantulan Cahaya oleh Cermin Cembung
Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya (divergen). Sinar-sinar Istimewa pada cermin cembung:
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.
2. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.
Gambar 10.3. Pemantulan oleh Cermin Cembung Pembiasan Cahaya
Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Hukum Snellius untuk pembiasan:
š sin š = š sin š (10.1)
Gambar 10.4. Peristiwa pembiasan cahaya Pembiasan oleh Lensa Cembung
Lensa cembung biasa disebut juga lensa positif atau lensa konvergen atau lensa konvex.
Lensa cembung memiliki ciri tebal di bagian tengah. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:
1. Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.
2. Sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
3. Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.
Gambar 10.5. Pembiasan oleh lensa cembung Pembiasan oleh Lensa Cekung
Lensa cekung biasa disebut juga lensa negatif atau lensa divergen atau lensa concave.
Lensa cekung memiliki ciri lebih tipis pada bagian tengah. Sinar-sinar Istimewa pada lensa cekung:
1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.
2. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.
3. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.
Gambar 10.6. Pembiasan oleh lensa cekung
Metode Gauss
Untuk menghitung pembentukan bayangan dan juga perbesaran cermin dalam optika geometrik digunakan rumus Gauss:
= + ā² (10.2)
yang mana f adalah fokus cermin, s jarak sumber ke cermin dan sā jarak cermin ke bayangan. Selain itu hubungan antara fokus dengan jari-jari cermin adalah f = R/2.
Metode Bessel
untuk lensa cembung menggunakan Persamaan (10.2) dengan memodifikasi prosedur melalui dua kali pengukuran. Dengan menggunakan jarak antara benda dan layar L yang tetap akan dibentuk 2 bayangan terang, sehingga Persamaan (4.2) yang digunakan menjadi:
š =( )( )= (10.3)
10. 3. METODE PERCOBAAN 1.3.1. Alat dan Bahan
1. Mistar 30 cm 1 buah 2. Rel optik berskala 2 buah 3. Penyambung rel 1 buah
4. Kaki rel 2 buah
5. Duduka berjepit 6 buah
6. Layar 1 buah
7. Sumber cahaya 1 buah 8. Pemegang cemin/lensa 1 buah 9. Kertas grafik 1 lembar 10. Cermin cembung 1 buah 11. Cermin cekung 1 buah 12. Lensa cembung 1 buah 13. Lensa cekung 1 buah
14. Catu daya 1 buah
1.3.2. Prosedur Percobaan Pemantulan Cermin Cekung
Gambar 10.7. Set up percobaan pemantulan cermin cekung 1. Rangkai peralatan seperti Gambar 10.7.
2. Nyalakan sumber cahaya, aturlah posisi layar (bisa menggunakan area yang tidak terpakai pada benda) sehingga terbentuk bayangan terang.
3. Catat jarak cermin cekung ke sumber cahaya sebagai jarak benda s dan jarak cermin ke layar sebagai jarak bayangan nyata sā.
4. Ulangi langkah 2-3 untuk posisi cermin yang berbeda.
Pemantulan Cermin Cembung
Gambar 5.8. Set up alat percobaan cermin cembung 1. Set up peralatan seperti Gambar 10.8.
2. Nyalakan sumber cahaya, aturlah posisi layar 1 sehingga terbentuk bayangan terang.
3. Pasang layar 2 bersebelahan dengan sumber cahaya dan letakkan cermin cembung diantara lensa + dan layar 1 seperti pada Gambar 10.9.
Gambar 10.9. Gambar langkah 3 percobaan cermin cembung
4. Aturlah posisi cermin cembung sehingga tampak bayangan terang pada layar 2 (bisa menggunakan area yang tidak terpakai pada Lensa).
5. Ukur dan catatlah jarak cermin cembung terhadap layar 1 sebagai jari-jari kelengkungan cermin cembung R.
6. Ulangi langkah 2 - 5 untuk posisi lensa + yang berbeda-beda.
Pembiasan Lensa Cembung Metode Gauss
Gambar 10.10. Set up alat pembiasan lensa cembung metode Gauss 1. Set up peralatan seperti Gambar 10.10.
2. Nyalakan sumber cahaya, aturlah posisi layar sehingga terbentuk bayangan terang.
3. Catat jarak lensa + ke sumber cahaya sebagai jarak benda s dan jarak lensa + ke layar sebagai jarak bayangan nyata sā.
4. Ulangi langkah 2 - 3 untuk posisi cermin yang berbeda.
Pembiasan Lensa Cekung Metode Gauss
Gambar 10.11. Set up alat pembiasan lensa cekung metode Gauss
1. Set up peralatan seperti Gambar 10.11, aturlah posisi layar 1 sehingga terbentuk bayangan terang pada layar 1, tandai posisi laya r tersebut.
2. Pasang lensa cekung (-) diantara lensa cembung (+) dan layar 1,sehingga bayangan menjadi kabur pada layar 1, kemudian geserlah layar sampai terbentuk bayangan terang dan catatlah posisi layar sebagai posisi layar 2.
3. Ukur dan catat jarak lensa cekung (-) terhadap posisi layar awal (layar 1) sebagai jarak benda maya ās, serta ukur dan catatlah jarak lensa cekung terhadap posisi layar setelah digeser (layar 2) sebagai jarak bayangan nyata sā.
4. Ulangi langkah 1-3 untuk posisi lensa cekung yang berbeda-beda.
Pembiasan Lensa Cembung Metode Bessel
Gambar 10.12: Set up alat pembiasan lensa cembung metode Bessel 1. Set up peralatan seperti Gambar 10.12.
2. Ambil sembarang jarak L,gerakkan lensa untuk mendapatkan bayangan terang pertama yang nampak pada layar.
3. Ukur dan catat jarak benda ke lensa (a cm).
4. Dengan jarak L yang tetap, gerakkan lensa hingga mendapatkan bayangan terang ke dua yang nampak pada layar.
5. Ukur dan catat jarak benda ke lensa (b cm).
6. Ulangi langkah 2 - 5 untuk L yang berbeda beda hingga 5 kali pengukuran.
7. Tulis perolehan data eksperimen anda ke tabel yang sudah tersedia.
10. 4. TUGAS PENDAHULUAN
1. Jelaskan sifat bayangan dari cermin datar dan cermin cembung!
2. Apakah panjang gelombang dan cepat rambat cahaya berubah ketika terjadi pemantulan? Jelaskan pula untuk pembiasan cahaya!
3. Jelaskan hukum Snellius untuk pembiasan!
4. Jika sebuah cermin cekung memiliki jarak fokus 20 cm, maka jelaskan sifat bayangan untuk:
a) Jarak benda 10 cm.
b) Jarak benda 20 cm.
c) Jarak benda 25 cm.
d) Jarak benda 40 cm.
5. Jelaskan aplikasi lensa cembung dan lensa cekung!
10. 5. TUGAS AKHIR Pemantulan Cermin Cekung
1. Buatlah grafik 1=s dan 1=sā, kemudian tentukan jarak fokusnya!
2. Bandingkan dengan perhitungan langsung dan rambatan kesalahannya.
3. Tentukan ketelitian percobaan anda!
Pemantulan Cermin Cembung
1. Hitunglah jarak fokus dari nilai jari-jari kelengkunganya.
2. Tentukan kesalahan dan ketelitian percobaan anda!
Pembiasan Lensa Cembung Metode Gauss
1. Buatlah grafik 1=s dan 1=sā, kemudian tentukan jarak fokusnya!
2. Bandingkan dengan perhitungan langsung dan rambatan kesalahannya.
3. Tentukan ketelitian percobaan anda!
Pembiasan Lensa Cekung Metode Gauss
1. Buatlah grafik 1=s dan 1=sā, kemudian tentukan jarak fokusnya!
2. Bandingkan dengan perhitungan langsung dan rambatan kesalahannya.
3. Tentukan ketelitian percobaan anda!
Pembiasan Lensa Cembung Metode Bessel
1. Tentukan besar jarak fokus sesuai Persamaan (10.4)!
2. Tentukan ketelitian percobaan anda!