lingkungan dalam aktivitas sehari- hari sebagai wujud implementasi sikap
dalam melakukan percobaan dan berdiskusi
2.2 Menghargai kerja
individu dan
kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai
wujud implementasi
melaksanakan percobaan
dan melaporkan hasil percobaan
Keterampilan Sosial 1
Berkomunikasi dengan kelompok 2
Bekerjasama dalam kelompok
3.9 Menganalisis cara kerja alat optik menggunakan sifat pencerminan dan
pembiasan cahaya oleh cermin dan lensa.
1 Menjelaskan pengertian lensa.
2 Menyebutkan jenis-jenis lensa.
3 Menggambarkan sinar-sinar istimewa
pada lensa 4
Menggambarkan diagram
pembentukan bayangan
yang dihasilkan oleh lensa.
5 Menentukan letak benda, letak
bayangan, tinggi
benda, tinggi
bayangan dan perbesaran bayangan. 6
Menentukan sifat bayangan yang dihasilkan oleh lensa.
4.9 Menyajikan iderancangan sebuah alat optik dengan menerapkan prinsip
pemantulan dan pembiasan pada cermin dan lensa
1 Melakukan percobaan pembiasan
cahaya pada lensa 2
Mengolah data hasil analisis percobaan pembiasan cahaya pada lensa.
C. Tujuan Pembelajaran
1. Siswa dapat menjelaskan pengertian lensa.
2. Siswa dapat menyebutkan jenis-jenis lensa.
3. Siswa dapat menggambarkan sinar-sinar istimewa pada lensa.
4. Siswa dapat menggambarkan diagram pembentukan bayangan yang dihasilkan oleh
lensa. 5.
Siswa dapat menentukan letak benda, letak bayangan, tinggi benda, tinggi bayangan dan perbesaran bayangan.
6. Siswa dapat menentukan sifat bayangan yang dihasilkan oleh lensa.
7. Siswa dapat melakukan percobaan pembiasan cahaya pada lensa
8. Siswa dapat mengolah data hasil analisis percobaan pembiasan cahaya pada lensa.
D. Materi Pembelajaran
Pembiasan Cahaya pada Lensa
1. Pengertian dan Sifat Lensa
Lensa merupakan zat optik yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung atau permukaan lengkung dan permukaan datar. Lengkung lensa biasanya berupa lengkungan
bola, sehingga dinamakan lensa sferis. Adapun dua jenis lensa, yaitu lensa cembung convex lens dan lensa cekung concave lens. Berbagai jenis bentuk lensa dapat dilihat
pada Gambar 2.1.
a
b
Gambar 2. 8. Berbagai jenis bentuk lensa. a Bikonveks, konveks-konkaf, plankonveks. b Bikonkaf, konkaf-konveks, plankonkaf.
Lensa cembung memiliki ciri bagian tengahnya lebih tebal dibangingkan dengan tepinya. Lensa cekung memiliki ciri bagian tengahnya lebih tipis dibandingkan dengan
tepinyalensa konkaf atau lensa negatif. Gambar 2.2 menunjukkan sinar-sinar sejajar yang mengenai lensa cembung dan lensa cekung. Jika sinar-sinar sejajar mengenai lensa
cembung, sinar-sinar sejajar dibiaskan menuju titik fokus. Lensa ini disebut juga lensa konvergen atau lensa positif. Jika sinar-sinar sejajar mengenai lensa cekung, sinar-sinar
sejajar dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.Lensa ini disebut juga lensa divergen atau lensa negatif.
Gambar 2.9. Pembiasan cahaya pada lensa cembung dan cekung.
2. Diagram Pembentukan Bayangan pada Lensa
Pembentukan bayangan pada lensa dapat dilukiskan menggunakan sinar-sinar istimewa.
a Sinar-Sinar Istimewa pada Lensa Cembung Lensa Positif
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung dapat dijelaskan dan digambarkan seperti pada Gambar 2.3 berikut.
1 Sinar datang sejajar sumbu utama
dibiaskan melalui titik fokus di belakang lensa;
2 Sinar datang melalui titik fokus di depan
lensa dibiaskan sejajar sumbu utama;
3 Sinar datang melalui pusat lensa
diteruskan tidak dibiaskan.
Gambar 2.10. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung.
Dengan menggunakan minimal dua dari tiga sinar utama, dapat ditentukan sifat bayangan yang terbentuk. Bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung merupakan
perpotongan atau perpanjangan sinar-sinar bias. Apabila bayangannya merupakan perpotongan dari sinar-sinar bias maka bayangan bersifat nyata, sedangkan apabila
bayangannya merupkan perpotongan dari perpanjangan sinar-sinar bias maka bayangannya bersifat maya. Pada benda yang berjarak f lensa cembung seperti Gambar
2.4, dihasilkan bayangan yang bersifat maya, tegak, dan diperbesar.
Gambar 2. 11. Diagram sinar lensa cembung untuk benda berjarak f.
Sifat bayangan yang dibentuk oleh pembiasan lensa cembung mempunyai beberapa kemungkinan, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.1 berikut.
Tabel 2. 1. Sifat bayangan pada lensa cembung
No Daerah
Sifat bayangan
1 Benda terletak di ruang I, yaitu antara
pusat dan fokus lensa s f maya, tegak, diperbesar
2 Benda terletak di ruang II, yaitu antara
fokus dan pusat kelengkungan lensa 2f s f
nyata, terbalik, diperbesar
3 Benda terletak di ruang III, yaitu di
sebelah kiri pusat kelengkungan lensa s 2f
nyata, terbalik, diperkecil
4 Benda terletak di titik fokus lensa s =f
tidak terbentuk bayangan karena sinar-sinar bias dan
dan perpanjangannya tidak berpotongan sejajar
5 Benda terletak di pusat kelengkungan
lensa s = 2f nyata, terbalik, sama besar
b Sinar-sinar Istimewa pada Lensa Cekung Lensa Negatif
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung dapat dijelaskan seperti Gambar 2.5 berikut:
1 Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan
seolah-olah berasal dari titik fokus di depan lensa;
2 Sinar datang menuju titik fokus di belakang
lensa dibiaskan sejajar sumbu utama;
3 Sinar datang menuju pusat lensa tidak
dibiaskan tetapi diteruskan.
Gambar 2. 12. Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung.
Sama halnya seperti pada lensa cembung, untuk menentukan bayangan oleh lensa cekung diperlukan sekurang-kurangnya dua berkas sinar utama. Bayangan yang dibentuk
oleh lensa cekung merupakan perpotongan perpanjangan sinar-sinar bias, sehingga bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung bersifat maya. Pada Gambar 2.6, diagram sinar lensa cekung
dimana hasil bayangan bersifat maya, tegak, dan diperkecil.
Gambar 2. 13. Diagram sinar lensa cekung.
3. Hubungan Jarak Benda, Jarak Bayangan, Jarak Fokus dan Indeks Bias Lensa.
Persamaan untuk lensa tipis, yaitu 1
Jika jarak benda tak berhingga s = , maka jarak fokusnya f akan sama dengan
jarak bayangannya . Pada cermin, panjang fokusnya sama dengan setengah pusat
kelengkungannya. Untuk sebuah lensa tipis di udara, panjang fokusnya dihubungkan dengan indeks bias n dan pusat kelengkungan kedua sisinya
dan .
2 Persamaan 2 disebut persamaan pembentukan lensa Tipler, 2001: 495. Pada
persamaan ini ,
, , dan
dianggap positif jika obyeknya, bayangan, atau pusat kelengkungan terletak pada sisi yang nyata dari elemennya. Untuk lensa, sisi nyata
adalah sisi datang bagi obyek dan sisi transmisi bagi bayangan dan pusat kelengkungan. Jika
positif, bayangannya nyata yang berarti berkas-berkas cahaya benar-benar menyebar dari titik bayangan. Bayangan nyata dapat dilihat pada sebuah layar. Jika
negatif, bayangannya maya, yang berarti tidak ada cahaya yang benar-benar menyebar dari titik bayangan.
4. Perbesaran Bayangan
Perbesaran bayangan yang dimaksud di sini adalah perbesaran bayangan linear, yaitu perbandingan tinggi bayangan dengan tinggi benda. Perbesaran bayangan linear
pada lensa cembung maupun lensa cekung dapat dilihat pada Gambar 2.7. Dengan catatan, sudut yang dibentuk oleh tinggi bayangan dan tinggi benda terhadap pusat lensa,
baik lensa positif maupun negatif adalah sama. Dengan kata lain, perbesaran sudutnya sama dengan 1.
a
b Gambar 2. 14. Perbesaran bayangan linear pada lensa a cembung dan b cekung.
Mengingat sudut yang dibentuk bayangan dan benda terhadap lensa adalah sama misalnya, maka
3 4
Karena perbandingan tinggi bayangan h‟ dengan tinggi benda h merupakan definisi dari perbesaran bayangan M maka perbesaran linear dirumuskan
| |
6
5. Kekuatan Lensa
Kekuatan lensa P adalah kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar-sinar. Kekuatan lensa didefinisikan sebagai kebalikan dari jarak fokus lensa. Jika panjang fokus
diungkapkan dalam meter, maka kekuatan lensanya adalah kebalikan dari meter yang disebut dioptri D.
5 Sebuah lensa dengan panjang fokus lensa penyebar adalah negatif, kekuatan lensa juga
negatif.
E. Pendekatan dan Metode Pembelajaran
1. Pendekatan Pembelajaran
Pendekatan Saintifik 2.
Metode Pembelajaran Eksperimen Bebas
F. Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan pertama Kegiatan
Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan Persiapan Situasi Kelas
Mengkondisikan situasi kelas Apersepsi
Siswa mengingat kembali tentang lensa dalam kehidupan sehari-hari.
Motivasi -
Apa bedanya cermin dan lensa? Pre-test tentang pembiasan cahaya pada lensa
Orientasi Tujuan dan Kegiatan Menyampaikan tujuan dan kegiatan pembelajaran
45 menit
Inti Mengamati
Mengamati set alat pembiasan cahaya pada lensa cembung serta mencari informasi ataupun prosedur percobaan
berdasarkan sumber belajar misalnya buku, internet. Menanya
Menanyakan dan mencari tahu sendiri konsep pembiasan cahaya pada lensa cembungGuru membimbing siswa
untuk merumuskan pertanyaan. Mencoba
Melakakuan percobaan pembiasan cahaya pada lensa cembung berdasarkan langkah-langkah percobaan yang
telah didiskusikan bersama teman sekelompok. Mengasosiasi
Menghubungkan antara jarak benda, tinggi benda, jarak bayangan dan tinggi bayangan.
Mengkomunikasikan Siswa mempresentasikan hasil eksperimen
80 menit
Penutup Umpan balik dan rangkuman
Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran pembiasan cahaya pada lensa cembung
Tugas-tugas Menyampaikan informasi materi pada pertemuan
berikutnya, yaitu: pembiasan cahaya pada lensa cekung 10 menit
Pertemuan kedua Kegiatan
Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan Persiapan Situasi Kelas
Mengkondisikan situasi kelas Apersepsi
Siswa mengingat kembali tentang lensa dalam kehidupan sehari-hari.
Motivasi -
Apa bedanya lensa cembung dan lensa cekung? Orientasi Tujuan dan Kegiatan
Menyampaikan tujuan dan kegiatan pembelajaran 10 menit
Kegiatan Rincian Kegiatan
Waktu
Inti Mengamati
Mengamati set alat pembiasan cahaya pada lensa cekung serta mencari informasi ataupun prosedur percobaan
berdasarkan sumber belajar misalnya buku, internet. Menanya
Menanyakan dan mencari tahu sendiri konsep pembiasan cahaya pada lensa cekungGuru membimbing siswa untuk
merumuskan pertanyaan. Mencoba
Melakakuan percobaan pembiasan cahaya pada lensa cekung berdasarkan langkah-langkah percobaan yang telah
didiskusikan bersama teman sekelompok. Mengasosiasi
Menghubungkan antara jarak benda, tinggi benda, jarak bayangan dan tinggi bayangan.
Mengkomunikasikan Siswa mempresentasikan hasil eksperimen
85 menit
Penutup Umpan balik dan rangkuman
Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran pembiasan cahaya pada lensa cekung
Post-test 45 menit
G. Sumber Belajar, Media, AlatBahan
