Laporan Fisika Dasar I Percobaan II Lens
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
persamaan pertama dan kedua. Fokus benda (f0) adalah posisi benda dimana
sinar – sinar keluar sejajar dengan sumb utama setelah melewati lensa. Jarak f0
dengan lensa disebut panjang fokus benda yang dilambangkan dengan f,
sehingga persamaan fokus lensa. Dengan persamaan ini, jika f ditentukan
eksperimen maka digunakan sebuah lensa tanpa perlu mengetahui indeks
biasnya atau jari – jarinya. Pada sebuah lensa tipis kedua fokus terletak
simetris pada sebuah sisi. Jika f (+) lensanya disebut konvergen dan jika (-)
divergen ( Arkuntoro,2007:56-57 ).
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 :
Gambar 2 : Rangkaian alat Lensa
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 :
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 :
1 1
1
= +
f s1 s1'
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 :
s'
f=
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 :
L2 −e 2
f=
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
Lensa
cembung (
f +100 ¿
Lensa cekung
(f −100)
Jarak benda
(s) (cm)
Jarak
bayangan
( s' ) (cm)
10
53
15
38
20
26
25
30
19
16
10
-
15
-
Sifat bayangan
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperkecil
Nyata,tebalik,diperkecil
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
20
-
25
-
30
-
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
2. Tabel 2 : hasil pengamatan percobaan bessel.
L (cm)
25
30
35
Jarak lensa 1
dengan benda
10
10
11
Jarak lensa 2
dengan benda
14
18
23
F. ANALISIS DATA
1. Rumusan Gauss.
a. Lensa cembung
1) Menentukan nilai f ( jarak fokus)
Diketahui : s 1=10 cm
s 2=15 cm
s 3=20 cm
s 4 =25 cm
s 5=30 cm
s ' 1=53 cm
s ' 2=38 cm
s ' 3=26 cm
s ' 4 =19 cm
s ' 5=16 cm
Ditanya :
f 1 =?
f 2=?
f 3 =?
f 4=?
f 5 =?
Jawab :
Sifat bayangan
Nyata,terbalik
Nyata,terbalik
Nyata,terbalik
f 1=
s1 x s ' 1 10 x 53 530
=
=
=8,41 cm
s 1+ s ' 1 10+53 63
Jadi , f 1 nya adalah 8,41 cm.
s2 x s' 2 15 x 38 570
f 2=
=
=
=10,75 cm
s 2 +s ' 2 15+38 53
Jadi, f 2 nya adalah 10,75 cm
'
s xs
20 x 26 520
f 3= 3 '3 =
=
=11,30 cm
s 3 +s 3 20+26 46
Jadi f 3 nya adalah 11,30 cm
'
f 4=
s4 x s 4
'
s 4 +s 4
=
25 x 19 479
=
=10,79 cm
25+19 44
Jadi f 4 nya adalah 10,79 cm
'
f 5=
s5 x s 5
'
s 5 +s 5
=
30 x 16 480
=
=10,43 cm
30+16 46
Jadi f 5 nya adalah 10,43 cm
2) Menentukan fokus rata – rata ( f´ ) dan standar deviasinya
( SD).
Diketahui : f 1 =8,41 cm
f 2=10,75 cm
f 3 =11,30 cm
f 4=10,79 cm
f 5 =10,43 cm
Ditanya : ´f =?
SD = ?
Jawab :
´f = f n
n
f +f + f +f + f
¿ 1 2 3 4 5
5
8,41+10,75+11,30 +10,79+10,43
¿
5
¿
N
o
1
2
3
4
5
SD=
√
51,68
=10,336 cm
5
fn(cm)
( f − ´f ) (cm)
8,41
10,75
11,30
10,79
10,43
-1,926
0,414
0,964
0,144
0,94
√
∑ ( f −´f )
( f − ´f )2 (cm)
3,709
0,171
0,929
0,20
0,88
2
´
∑ ( f − f ) =5,709
2
n−1
5,709
4
¿ √1,42725
¿ 1,19 cm2
Jadi ´f nya adalah 10,336 dan standar deviasinya adalah
¿
1,19 cm 2 .
3) Menentukan rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui : SD=1,19 cm 2
´f =10,336 cm
Ditanya : NP = ?
Jawab :
+ ¿ SD
¿
−¿
NP=f´ ¿
NP=f´ + SD
¿ 10,336+1,19
¿ 11,526 cm
NP=f´ – SD
¿ 10,336−1,19
¿ 9,146 cm
Jadi nilai rentang pengukurannya dari 9,19 cm hingga 11,526 cm.
4) Menentukan persentase kesalah relatif ( %KR).
Diketahui : SD = 1,19 cm 2
´f =10,336 cm
Ditanya : %KR =
?
Jawab :
SD
x 100
f´
%KR =
¿
1,19
x 100
10,336
¿ 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 = s 1=10 cm
s 1=10 cm
s 2=14 cm
e 1=4 cm
L1=25 cm
Ditanya : f 1 =?
Jawab : f 1 =
2
2
( L1 ) − ( e 1 )
4. L1
( 25 )2−( 4 )2
¿
4.25
¿
625−16 609
=
=6,09 cm
100
100
Jadi f 1 adalah 6,09 cm
Menentukan f 2
Diketahui : s 2=10 cm
e 2=s 2−s1
¿ 18−10
¿ 8 cm
L2=30 cm
Ditanya : f 2=?
2
2
( L2 ) − ( e 2 )
Jawab : f 2=
4.l 2
2
2
( 30 ) −( 8 )
¿
4.30
900−64 864
¿
=
=6,96 cm
120
120
Jadi f 2 adalah 6,96 cm
Menentuka f 3
s 1=11 cm
Diketahui :
s 2=23 cm
e 2=s 2−s1
= 23 – 11
= 12
L3=35 cm
f 3 =?
Ditanya :
Jawab :
2
2
(L3) −(e 3)
f 3=
4. L3
2
(35) −(12)2
¿
4.35
1225−144
¿
140
1081
¿
140
= 7,72 cm.
Jadi, f 3 nya adalah 7,72 cm.
2) Menentukan jarak fokus rata – rata ( ´f ¿ dan standar deviasi (SD)
f 1 = 6,09 cm
Diketahui :
f 2 = 6,96 cm
f 3 = 7,72 cm
Ditanya :
Jawab :
No
1
2
3
´f =?
SD = ?
´f = f n = f 1 + f 2 +f 3
n
n
6,09+ 6,96+7,72
¿
3
20,77
¿
=6,92 cm
3
f n(cm)
( f n− ´f )(cm)
6,09
6,96
7,72
-0,83
0,04
0,8
SD =
√
∑ ( f n −´f )
2
( f n− ´f ) (cm2 )
0,6889
0,0016
0,64
2
´
∑ ( f n −f ) =1,3305
2
n−1
1,3305
¿
2
¿ √ 0,66525
¿ 0,81 cm2
2
jadi ´f adala h 6,92 cm dan SD adala h 0,81 cm
3) Menentukan nilai rentang pengukuran (NP)
Diketahui :
SD = 0,81 cm 2
´f =6,92 cm
Ditanya : NP =
?
√
Jawab :
+ ¿ SD
¿
−¿
NP=f´ ¿
NP=f´ + SD
¿ 6,92+0,81
¿ 7,73 cm
NP=f´ – SD
¿ 6,92−0,81
¿ 6,11 cm
Jadi rentang nilai pengukurannya (NP) adalah dari 6,11 cm sampai 7,73 cm
4) Menentukan persentase kesalahan relatif (%KR)
Dikethui : SD = 0,81 cm 2
´f =6,92 cm
Ditanya : %KR =
?
Jawab :
%KR =
SD
X 100
f´
0,81
X 100
6,92
¿ 11
jadi persentase kesala h an relatif ( KR ) adala h 11
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.
Percobaan pertama untuk menentukan jarak bayangan,lensa
cembung (f + 100) diletakkan sejauh 10 cm yang merupakan jarak benda
(s) dan didapatkan jarak bayangan yang diperoleh yaitu 53 cm,untuk jarak
benda ke lensa diletakan sejauh 15 cm diperoleh jarak bayanga sejauh 38
cm. Kemudian untuk jarak benda ke lensa yang diletakan sejauh 29 cm
diperoleh jarak bayangan sejauh 26 cm,untuk jarak benda ke lensa yang
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:
s.s'
f=
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.
3. Pada jarak benda 20 cm dan jarak bayangan 26 cm,jarak
fokusnya sebesar 11,30 cm.
4. Pada jarak benda 25 cm dan jarak bayangan 19 cm,jarak
fokusnya sebesar 10,79 cm.
5. Pada jarak benda 30 cm dan jarak bayangan 16 cm,jarak
fokusnya sebesar 10,43 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
1
2
3
4
5
Jarak benda (s)
(cm)
10
15
20
25
30
jarak bayangan
(s’)(cm)
53
38
26
19
16
f (cm)
8,41
10,75
11,30
10,79
10,43
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa hubungan hubungan jarak
benda (s),jarak bayangan (s’) dan jarak titik fokus berbanding
terbalik,artinya bahwa semakin besar atau semakin auh jarak benda,maka
semakin kecil jarak bayangannya. Kemudian dari jarak benda (s),arak
bayangan (s’),dan jarak titik fokus (f) dirumuskan dengan hukum
Gauss,yaitu :
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.
2.
3.
4.
5.
s = 10 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperbesar.
s = 15 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperbesar.
s = 20 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil.
s = 25 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil.
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 (s 1) dengan jarak denda 2 (s 2) berbanding
terbalik,artinya bahwa semakin besar atau semakin jauh jarak benda,maka
semakin kecil jarak benda 1 (s 1) dan jarak benda 2 (s 2) . Kemudian
dari hubungan arak benda (L),jarak benda 1 (s 1) , jarak benda 2 (s 2)
dan jarak fokus dirumuskan dengan persamaan Bessel yaitu :
f=
L2 −e 2
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.
e. Lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya,sehingga jarak
bayangannya tidak dapat ditentukan.
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.
Saroo.2011.Gelombang Dan Optika.Jakarta : Salemba Tekinka.
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
persamaan pertama dan kedua. Fokus benda (f0) adalah posisi benda dimana
sinar – sinar keluar sejajar dengan sumb utama setelah melewati lensa. Jarak f0
dengan lensa disebut panjang fokus benda yang dilambangkan dengan f,
sehingga persamaan fokus lensa. Dengan persamaan ini, jika f ditentukan
eksperimen maka digunakan sebuah lensa tanpa perlu mengetahui indeks
biasnya atau jari – jarinya. Pada sebuah lensa tipis kedua fokus terletak
simetris pada sebuah sisi. Jika f (+) lensanya disebut konvergen dan jika (-)
divergen ( Arkuntoro,2007:56-57 ).
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 :
Gambar 2 : Rangkaian alat Lensa
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 :
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 :
1 1
1
= +
f s1 s1'
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 :
s'
f=
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 :
L2 −e 2
f=
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
Lensa
cembung (
f +100 ¿
Lensa cekung
(f −100)
Jarak benda
(s) (cm)
Jarak
bayangan
( s' ) (cm)
10
53
15
38
20
26
25
30
19
16
10
-
15
-
Sifat bayangan
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperkecil
Nyata,tebalik,diperkecil
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
20
-
25
-
30
-
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
Nyata,tebalik,diperbesa
r
2. Tabel 2 : hasil pengamatan percobaan bessel.
L (cm)
25
30
35
Jarak lensa 1
dengan benda
10
10
11
Jarak lensa 2
dengan benda
14
18
23
F. ANALISIS DATA
1. Rumusan Gauss.
a. Lensa cembung
1) Menentukan nilai f ( jarak fokus)
Diketahui : s 1=10 cm
s 2=15 cm
s 3=20 cm
s 4 =25 cm
s 5=30 cm
s ' 1=53 cm
s ' 2=38 cm
s ' 3=26 cm
s ' 4 =19 cm
s ' 5=16 cm
Ditanya :
f 1 =?
f 2=?
f 3 =?
f 4=?
f 5 =?
Jawab :
Sifat bayangan
Nyata,terbalik
Nyata,terbalik
Nyata,terbalik
f 1=
s1 x s ' 1 10 x 53 530
=
=
=8,41 cm
s 1+ s ' 1 10+53 63
Jadi , f 1 nya adalah 8,41 cm.
s2 x s' 2 15 x 38 570
f 2=
=
=
=10,75 cm
s 2 +s ' 2 15+38 53
Jadi, f 2 nya adalah 10,75 cm
'
s xs
20 x 26 520
f 3= 3 '3 =
=
=11,30 cm
s 3 +s 3 20+26 46
Jadi f 3 nya adalah 11,30 cm
'
f 4=
s4 x s 4
'
s 4 +s 4
=
25 x 19 479
=
=10,79 cm
25+19 44
Jadi f 4 nya adalah 10,79 cm
'
f 5=
s5 x s 5
'
s 5 +s 5
=
30 x 16 480
=
=10,43 cm
30+16 46
Jadi f 5 nya adalah 10,43 cm
2) Menentukan fokus rata – rata ( f´ ) dan standar deviasinya
( SD).
Diketahui : f 1 =8,41 cm
f 2=10,75 cm
f 3 =11,30 cm
f 4=10,79 cm
f 5 =10,43 cm
Ditanya : ´f =?
SD = ?
Jawab :
´f = f n
n
f +f + f +f + f
¿ 1 2 3 4 5
5
8,41+10,75+11,30 +10,79+10,43
¿
5
¿
N
o
1
2
3
4
5
SD=
√
51,68
=10,336 cm
5
fn(cm)
( f − ´f ) (cm)
8,41
10,75
11,30
10,79
10,43
-1,926
0,414
0,964
0,144
0,94
√
∑ ( f −´f )
( f − ´f )2 (cm)
3,709
0,171
0,929
0,20
0,88
2
´
∑ ( f − f ) =5,709
2
n−1
5,709
4
¿ √1,42725
¿ 1,19 cm2
Jadi ´f nya adalah 10,336 dan standar deviasinya adalah
¿
1,19 cm 2 .
3) Menentukan rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui : SD=1,19 cm 2
´f =10,336 cm
Ditanya : NP = ?
Jawab :
+ ¿ SD
¿
−¿
NP=f´ ¿
NP=f´ + SD
¿ 10,336+1,19
¿ 11,526 cm
NP=f´ – SD
¿ 10,336−1,19
¿ 9,146 cm
Jadi nilai rentang pengukurannya dari 9,19 cm hingga 11,526 cm.
4) Menentukan persentase kesalah relatif ( %KR).
Diketahui : SD = 1,19 cm 2
´f =10,336 cm
Ditanya : %KR =
?
Jawab :
SD
x 100
f´
%KR =
¿
1,19
x 100
10,336
¿ 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 = s 1=10 cm
s 1=10 cm
s 2=14 cm
e 1=4 cm
L1=25 cm
Ditanya : f 1 =?
Jawab : f 1 =
2
2
( L1 ) − ( e 1 )
4. L1
( 25 )2−( 4 )2
¿
4.25
¿
625−16 609
=
=6,09 cm
100
100
Jadi f 1 adalah 6,09 cm
Menentukan f 2
Diketahui : s 2=10 cm
e 2=s 2−s1
¿ 18−10
¿ 8 cm
L2=30 cm
Ditanya : f 2=?
2
2
( L2 ) − ( e 2 )
Jawab : f 2=
4.l 2
2
2
( 30 ) −( 8 )
¿
4.30
900−64 864
¿
=
=6,96 cm
120
120
Jadi f 2 adalah 6,96 cm
Menentuka f 3
s 1=11 cm
Diketahui :
s 2=23 cm
e 2=s 2−s1
= 23 – 11
= 12
L3=35 cm
f 3 =?
Ditanya :
Jawab :
2
2
(L3) −(e 3)
f 3=
4. L3
2
(35) −(12)2
¿
4.35
1225−144
¿
140
1081
¿
140
= 7,72 cm.
Jadi, f 3 nya adalah 7,72 cm.
2) Menentukan jarak fokus rata – rata ( ´f ¿ dan standar deviasi (SD)
f 1 = 6,09 cm
Diketahui :
f 2 = 6,96 cm
f 3 = 7,72 cm
Ditanya :
Jawab :
No
1
2
3
´f =?
SD = ?
´f = f n = f 1 + f 2 +f 3
n
n
6,09+ 6,96+7,72
¿
3
20,77
¿
=6,92 cm
3
f n(cm)
( f n− ´f )(cm)
6,09
6,96
7,72
-0,83
0,04
0,8
SD =
√
∑ ( f n −´f )
2
( f n− ´f ) (cm2 )
0,6889
0,0016
0,64
2
´
∑ ( f n −f ) =1,3305
2
n−1
1,3305
¿
2
¿ √ 0,66525
¿ 0,81 cm2
2
jadi ´f adala h 6,92 cm dan SD adala h 0,81 cm
3) Menentukan nilai rentang pengukuran (NP)
Diketahui :
SD = 0,81 cm 2
´f =6,92 cm
Ditanya : NP =
?
√
Jawab :
+ ¿ SD
¿
−¿
NP=f´ ¿
NP=f´ + SD
¿ 6,92+0,81
¿ 7,73 cm
NP=f´ – SD
¿ 6,92−0,81
¿ 6,11 cm
Jadi rentang nilai pengukurannya (NP) adalah dari 6,11 cm sampai 7,73 cm
4) Menentukan persentase kesalahan relatif (%KR)
Dikethui : SD = 0,81 cm 2
´f =6,92 cm
Ditanya : %KR =
?
Jawab :
%KR =
SD
X 100
f´
0,81
X 100
6,92
¿ 11
jadi persentase kesala h an relatif ( KR ) adala h 11
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.
Percobaan pertama untuk menentukan jarak bayangan,lensa
cembung (f + 100) diletakkan sejauh 10 cm yang merupakan jarak benda
(s) dan didapatkan jarak bayangan yang diperoleh yaitu 53 cm,untuk jarak
benda ke lensa diletakan sejauh 15 cm diperoleh jarak bayanga sejauh 38
cm. Kemudian untuk jarak benda ke lensa yang diletakan sejauh 29 cm
diperoleh jarak bayangan sejauh 26 cm,untuk jarak benda ke lensa yang
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:
s.s'
f=
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.
3. Pada jarak benda 20 cm dan jarak bayangan 26 cm,jarak
fokusnya sebesar 11,30 cm.
4. Pada jarak benda 25 cm dan jarak bayangan 19 cm,jarak
fokusnya sebesar 10,79 cm.
5. Pada jarak benda 30 cm dan jarak bayangan 16 cm,jarak
fokusnya sebesar 10,43 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
1
2
3
4
5
Jarak benda (s)
(cm)
10
15
20
25
30
jarak bayangan
(s’)(cm)
53
38
26
19
16
f (cm)
8,41
10,75
11,30
10,79
10,43
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa hubungan hubungan jarak
benda (s),jarak bayangan (s’) dan jarak titik fokus berbanding
terbalik,artinya bahwa semakin besar atau semakin auh jarak benda,maka
semakin kecil jarak bayangannya. Kemudian dari jarak benda (s),arak
bayangan (s’),dan jarak titik fokus (f) dirumuskan dengan hukum
Gauss,yaitu :
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.
2.
3.
4.
5.
s = 10 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperbesar.
s = 15 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperbesar.
s = 20 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil.
s = 25 cm, sifatnya : nyata,terbalik,diperkecil.
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 (s 1) dengan jarak denda 2 (s 2) berbanding
terbalik,artinya bahwa semakin besar atau semakin jauh jarak benda,maka
semakin kecil jarak benda 1 (s 1) dan jarak benda 2 (s 2) . Kemudian
dari hubungan arak benda (L),jarak benda 1 (s 1) , jarak benda 2 (s 2)
dan jarak fokus dirumuskan dengan persamaan Bessel yaitu :
f=
L2 −e 2
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.
e. Lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya,sehingga jarak
bayangannya tidak dapat ditentukan.
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.
Saroo.2011.Gelombang Dan Optika.Jakarta : Salemba Tekinka.