42
Gambar 2.16 Pembiasan pada Kaca Plan Paralel Keterangan :
i
1
: sudut datang 1, sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal 1.
i
2
: sudut datang 2, sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal 2.
r
1
: sudut bias 1, sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal 1. r
2
: sudut bias 2, sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal 2.
2. Pembiasan pada Prisma
Prisma adalah suatu benda tembus cahaya bening terbuat dari gelas yang dibatasi oleh dua bidang datar yang membentuk sudut tertentu satu sama lain.
Berkas cahaya yang masuk pada salah satu sisi prisma akan keluar dari sisi yang lain dan mengalami penyimpangan. Penyimpangan ini disebut deviasi dan
digambarkan pada gambar 2.17. Sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dan sinar bias disebut sudut deviasi.
β N
N i
1
r
2
n
1
n
2
Gambar 2.17. Pembiasan pada Prisma
i
i
i
r
1
commit to users
43 Besarnya sudut deviasi pada pembiasan prisma adalah:
2 2
1 1
i i
i i
2 1
2 1
2 1
mana di
i i
i i
i i
2 1
r i
11 dengan
i
1
= sudut datang 1 r
2
= sudut bias 2 β = sudut pembias prisma
δ = sudut deviasi Bila berkas sinar datang simetri terhadap sinar bias atau sudut datang i
1
sama dengan sudut bias r
2
, maka deviasi tersebut minimum dirumuskan sebagai berikut :
12 Keterangan :
δ
m
= Deviasi minimum 3. Pembiasan pada Lensa Cembung
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang bola. Lensa cembung adalah lensa yang memiliki bagian tengah lebih tebal daripada bagian
tepinya. Sinar-sinar bias pada lensa ini bersifat mengumpul konvergen, sehingga lensa cembung disebut lensa konvergen.
δ
m
= 2i
1
- β
commit to users
44
Gambar 2.18 Lensa Cembung Bersifat Mengumpulkan Cahaya a. Jenis-jenis lensa cembung
b. Tiga sinar istimewa pada lensa cembung 1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus
aktif F
2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F
’
dibiaskan sejajar sumbu utama
1. Cembung rangkap Bikonveks 2. Cembung datar Plan konveks
3. Cembung cekung Konkaf-konveks
commit to users
45 3. Sinar datang melalui titik pusat optik diteruskan tanpa pembiasan
Dari sinar-sinar istimewa tersebut dapat dilukiskan pembentukan bayangan pada lensa cembung yaitu sebagai berikut.
+ B C
h α β
h
1
f s -f
s s Gambar 2.19 Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Lensa tipis adalah lensa yang tebalnya diabaikan terhadap diameter lengkung lensa. Oleh karena itu lensa tipis cukup dilukis dengan garis. Sinar
paraksial adalah sinar-sinar yang datang dekat sumbu utama kan membentuk sudut kecil terhadap sumbu utama. Jika benda AB diletakkan di depan lensa
positif pada jarak lebih dari 2f, maka lensa akan membentuk bayangan A
1
B
1
di belakang lensa. Selanjutnya akan menentukan hubungan antara jarak benda s dan jarak bayangan s
. Perhatikan
ΔOAB siku-siku, AO
AB
tan
………………… Perhatikan
ΔOA
1
B
1
siku-siku O
A B
A
1 1
1
tan
……………….
Samakan ruas kanan dan .
F
1
A
1
2F
1
O F
2
A 2F
2
B
1
commit to users
46
f s
s 1
1 1
O A
AO B
A AB
O A
B A
AO AB
1 1
1 1
1 1
Perhatikan gambar 2.19, AO = s dan A
1
O = s sehingga
s s
B A
AB
1 1
13 Perhatikan
ΔF
1
OC siku-siku,
1
tan OF
OC
……………..…
Perhatikan ΔF
1
A
1
B
1
siku-siku,
1 1
1 1
tan F
A B
A
……………...
Samakan ruas kanan dan
1 1
1 1
1
F A
B A
OF OC
atau
1 1
1 1
1
B A
F A
OC OF
Perhatikan gambar 2.19, OF
1
= f, OC = AB, dan A
1
F
1
= s -f, sehingga
1 1
B A
f s
AB f
f s
f B
A AB
1 1
14 Ruas kiri persamaan 13 sama dengan ruas kiri persamaan 14 sehingga
s s
f s
f
sf
s s
f s
s s
sf f
s
f s
s x
1
15 dengan s = jarak benda
s = jarak bayangan
f = jarak fokus Selanjutnya rumus-rumus lensa hanya berlaku untuk sinar paraksial
commit to users
47 Pembentukan bayangan pada lensa cembung
+
+
+
Gambar 2.20 Lukisan Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung c. Perbesaran linear
Perbesaran linier sebuah lensa didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda, dapat dirumuskan sebagai berikut :
h h
M
atau s
s h
h M
16
F
1
F
2
2F
2
F
1
F
2
2F
2
F
1
F
2
2F
2
2F
1
2 F
1
2F
1
commit to users
48 dengan h
= tinggi bayangan h = tinggi benda
Arti tanda h , yaitu :
h positif + menyatakan tinggi bayangan adalah tegak dan maya
h negatif - menyatakan tinggi bayangan adalah terbalik dan nyata
Arti dari tanda dan besarnya perbesaran M pada lensa, yaitu : Nilai M
Sifat Bayangan M 1 positif
0 M 1 positif Maya, tegak, diperbesar
Maya, tegak, diperkecil M -1 negatif
M = -1 negatif -1 M 0 negatif
Nyata, terbalik, diperbesar Nyata, terbalik, sama besar
Nyata, terbalik, diperkecil d. Kekuatan lensa
Kekuatan lensa adalah kemampuan lensa untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya yang datang pada lensa.
Kekuatan lensa di udara dapat dirumuskan sebagai berikut. 17
Keterangan: P : kekuatan lensa dioptri
f : jarak fokus lensa m Jarak fokus lensa cembung bernilai + sehingga kuat lensa cembung bernilai
+. 4. Pembiasan Lensa Cekung
Lensa cekung adalah lensa yang memiliki bagian tengah lebih tipis daripada bagian tepinya. Sinar-sinar bias pada lensa ini bersifat memencar
divergen. Oleh karena itu lensa cekung juga disebut lensa divergen.
P =
f 1
commit to users
49
Sumbu Utama F
1
O F
2
f Gambar 2.21 Lensa Cekung Bersifat Memancarkan Cahaya
a. Jenis-jenis lensa cekung 1. Cekung rangkap Bikonkaf 2. Cekung datar Plan konkaf
3. Cekung cembung Konveks konkaf
b. Tiga sinar istimewa pada lensa cekung 1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan berasal dari seakan-akan
titik fokus aktif F
1.
commit to users
50
Sinar datang Sumbu utama F
1
O F
2
2. Sinar datang seakan-akan menuju ke titik fokus pasif F
2
dibiaskan sejajar sumbu utama.
Sinar datang Sumbu utama F
1
O F
2
3. Sinar datang melalui pusat optik O diteruskan tanpa membias. Sinar datang
Sumbu utama F
1
O F
2
Analisis yang digunakan pada lensa cembung dapat diterapkan pada lensa cekung. Bahkan persamaan-persamaan yang berlaku pada lensa cembung
berlaku juga untuk lensa cekung, hanya saja jarak fokus pada lensa cekung bernilai negatif atau f 0. Itulah sebabnya, lensa cekung juga sering disebut
lensa negatif atau lensa divergen menyebarkan sinar. c. Pembentukan bayangan pada lensa cekung
F
2
F
1
2 F
1
2 F
2
-
A’ A
commit to users
51
Gambar 2.22 Lukisan Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung
B. Kerangka Berpikir
Dalam proses belajar mengajar terdapat banyak faktor yang mempengaruhi keberhasilan siswa baik faktor intern maupun ekstern. Faktor
ekstern menjadi faktor bahan pembahasan yang perlu diperhatikan. Diantaranya adalah pemilihan model dan metode pembelajaran yang tepat dan efektif agar
mampu meningkatkan prestasi belajar siswa. Setiap model dan metode yang digunakan dalam proses pembelajaran mempunyai kelebihan dan kekurangan
masing-masing. Oleh karena itu, pemilihan model dan metode dalam proses pembelajaran harus disesuaikan dengan bahan dan tujuan yang akan dicapai dan
mendorong keterlibatan siswa secara aktif dalam proses pembelajaran. Model pembelajaran yang digunakan dalam penelitian ini adalah
pembelajaran berbasis masalah . Pembelajaran berbasis masalah melalui metode eksperimen diberikan kepada kelas eksperimen, sedangkan kelas kontrol diberi
perlakuan berupa pembelajaran berbasis masalah melalui metode demonstrasi. Alasan mengapa metode ini bisa diterapkan dalam pembelajaran berbasis masalah
karena dari kedua metode pembelajaran ini sama-sama menekankan peran aktif dari siswa untuk memecahkan masalah melalui percobaan, sehingga siswa akan
F
2
F
1
2 F
1
F
2
F
1
2 F
1
2 F
2
2 F
2
- A
A’
-
commit to users
