Praktikum pembiasan pada lensa tipis adalan percobaan yang dilakukan untuk membuktikan keberlakukan hukum Snellius tentang pembiasan cahaya pada lensa. Percobaan dilakukan dengan menggunakan cembung.
Daftar isi
Pembiasan Pada Lensa Tipis
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Lensa adalah benda bening untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya. Terdapat dua jenis lensa, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Pada lensa cembung (lensa positif) sinar dapat mengumpul (konvergen) dan pada lensa cekung (lensa negatif) sinar dapat menyebar (divergen). Pada lensa terdapat sinar-sinar istimewa. Tentunya, sinar-sinar istimewa pada lensa cembung berbeda dengan lensa cekung (Purwoko,2007).
Percobaan ini perlu untuk diketahui, agar dapat menyelidiki sifat pembiasan cahaya pada lensa gabungan, mengamati dan menggambarkan dengan tepat sifat-sifat bayangan, serta memperoleh hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus lensa cekung dan lensa cembung.
Percobaan lensa cekung dan lensa cemplung penting untuk dilakukan karena sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Lensa dapat membantu kita dalam beraktivitas maupun dengan pekerjaan yang terutama berhubungan dengan optik. Seperti penggunaan kaca mata, mikroskop, teropong, lup dan lain-lain.
B. Tujuan
Tujuan dulakukannya percobaan ini, agar dapat :
- Menyelidiki sifat pembiasan cahaya pada lensa gabungan.
- Mengamati dan menggambarkan dengan tepat sifat-sifat bayangan.
- Memperoleh hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus lensa cekung atau lensa cembung.
Bab II. Landasan Teori
Lensa adalah medium transparan yang dibatasi oleh dua permukaan bias paling sedikit satu diantaranya lengkung sehingga terjadi dua kali pembiasan 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 akan membuat bayangan akhir (Sarojo,2011).
Lensa dapat membentuk bayangan yang diperkecil atau diperbesar, sehingga lensa banyak digunakan dalam alat-alat optik seperti kaca mata, mikroskop, lup, kamera dan teropong. Kaca mata digunakan untuk membantu penglihatan bagi penderita miopia, hipermetropi, presmiopi dan astigmatisme. Mikroskop digunakan untuk melihat benda yang ukurannya sangat kecil. Lup atau sering disebut kaca pembesar digunakan untuk melihat benda kecil sehingga terlihat lebih besar. Kamera digunakan untuk mengambil gambar dengan menggunakan fokus lensa. Teropong digunakan untuk melihat benda jauh agar tampak dekat (Purwoko,2007).
Menurut Giancoli (2001) jika berkas-berkas yang paralel dengan sumbu lensa (garis lurus yang melewati pusat lensa dan tegak lurus terhadap kedua permukaannya) jatuh pada lensa tipis, maka akan difokuskan pada satu titik yang disebut titik fokus f. Titik fokus merupakan titik bayangan untuk benda pada jarak tak terhingga dari sumbu utama.
Kaidah-kaidah pembentukan bayangan oleh lensa, yaitu sebagai berikut :
- Sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kiri bidang utama pertama akan dibiaskan ke titik fokus pertama setelah sampai di bidang utama kedua, sebaliknya sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kanan bidang utama kedua akan dibiaskan ke titik fokus pertama setelah sampai di bidang utama pertama.
- Sinar yang melewati titik fokus pertama akan dibiaskan sejajar sumbu utama setelah sampai di bidang utama pertama, sebaliknya yang melewati titik fokus kedua akan dibiaskan sejajar sumbu utama setelah sampai bidang utama kedua.
- Sinar menuju titik utama pertama akan dibiaskan sejajar dari titik utama kedua, sebaliknya sinar yang menuju titik utama kedua akan dibiaskan sejajar dari titik utama pertama (Soedojo,2004).
Bab III. Metode Praktikum
A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini dapat dilihat pada Tabel 5.1 berikut.
Tabel 5.1 Alat dan bahan percobaan lensa cekung dan lensa cembung.
| No | Alat dan Bahan | Fungsi |
|---|---|---|
| 1. | Lilin | Sebagai sumber cahaya |
| 2. | Meja optik | Untuk menangkap bayangan yang akan diamati |
| 3. | Pemegang slide diafragma | Tempat meletakkan diafragma. |
| 4. | Rel presisi | Sebagai dasar/landasan komponen alat. |
| 5. | Diafragma anak panah | Sebagai objek/benda yang diamati. |
| 6. | Lensa cekung | Sebagai objek pengamatan. |
| 7. | Tumpakanberpenjepit | Sebagai dasar pemegang slide diafragma. |
| 8. | Lensa cembung | Sebagai objek pengamatan. |
| 9. | Penggaris logam | Mengukur jarak bayangan. |
2. Prosedur kerja
Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan lensa cekung dan lensa cembung, yakni sebagai berikut :
a. Lensa cekung dan lensa cembung.
1) Menyusun alat seperti pada gambar 5.1 berikut.
Gambar 5.1 Rangkaian alat percobaan lensa cekung dan lensa cembung.
2) Mengatur jarak antara benda (anak panah) dengan lensa cekung sejauh 0,3 m, lalu menggeser-geser meja optik menjauhi atau mendekati lensa hingga mendapatkan bayangan yang paling jelas.
3) Mengukur jarak antara meja optik dengan lensa sebagai jarak bayangan (s′) dan mencatat hasilnya.
4) Mengamati apakah ukuran bayangannya sama besar, lebih kecil atau sama.
5) Mengulangi langkah (b) sampai (d) dengan jarak antara benda (anak panah) dengan lensa cekung sejauh 0,4 m sampai 0,5 m.
6) Mengulangi langkah (a) sampai (e) dengan mengganti lensa cekung menjadi lensa cembung.
b. Lensa gabungan
1) Menusun alat dan bahan seperti pada gambar 5.2 berikut.
| M |
| O |
| N |
Gambar 5.2 Susunan alat untuk lensa gabungan.
2) Menyalakan sumber cahaya dan mengatur letak lensa gabungan sehingga berkas sinar yang ditengah merambat lurus keluar dari lensa berimpit dengan garis NM.
3) Menandai berkas sinar datang dan sinar keluar, kemudian menyingkirkan lensa gabungan dan menggambarkan jejak sinar tersebut dengan menggaris serta memberi tanda panah senar datang dan sinar bias pada kertas.
4) Mengulangi langkah (1) sampai (2) dengan mengubah aturan lensa gabungannya.
D. Hasil Pengamatan
1. Data pengamatan
Data pengamatan yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 5.2, tabel 5.3, gambar 5.3 dan gambar 5.4 berikut.
a. Lensa cekung
Tabel 5.2 Data pengamatan pada lensa cekung.
| No. | S (m) | s′ (m) | Sifat-Sifat bayangan |
| 1. | 0,3 | – 0,06 | Maya, terbalik, diperkecil |
| 2. | 0,4 | – 0,05 | Maya, terbalik, diperkecil |
| 3. | 0,5 | – 0,03 | Maya, terbalik, diperkecil |
b. Lensa cembung
Tebel 5.3 Data pengamatan pada lensa cembung
| No. | S (m) | s′ (m) | Sifat-Sifat bayangan |
| 1. | 0,3 | 0,13 | Nyata, terbalik, diperkecil |
| 2. | 0,4 | 0,135 | Nyata, terbalik, diperkecil |
| 3. | 0,5 | 0,17 | Nyata, terbalik, diperkecil |
c. Lensa gabungan ( cekung dan cembung )
Sinar datang Sinar bias
Gambar 5.3 Data pengamatan pada lensa gabungan (cekung dan
cembung)
d. Lensa gabungan (cembung dan cekung)
Sinar datang Sinar bias
Gambar 5.4 Data pengamatan pada lensa gabungan (cembung
dan cekung)
2. Analisis data
a. Menentukan jarak fokus untuk lensa cekung dan lensa cembung.
1) Lensa cekung
Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.4 berikut.
Tabel 5.4 Analisis data menentukan jarak fokus untuk lensa cekung.
| No. | s (m) | s (m) | f (m) | ∆f (m) | KSR (%) | fseb. (m) |
| 1. | 0,3 | -0,06 | -0,05 | 0,00036 | 0,722 | 0,049639 s/d 0,050361 |
| 2. | 0,4 | -0,05 | -0,04 | 0,0004 | 0,903 | 0,044043 s/d 0,044846 |
| 3. | 0,5 | -0,03 | -0,028 | 0,00044 | 1,578 | 0,027855 s/d 0,028748 |
2) Lensa cembung
Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.5 berikut.
Tabel 5.5 Analisis data menentukan jarak fokus untuk lensa cembung.
| No. | s (m) | s (m) | f (m) | ∆f (m) | KSR (%) | fseb. (m) |
| 1. | 0,3 | 0,13 | 0,09 | 0,000289 | 0,319 | 0,090409 s/d 0,090987 |
| 2. | 0,4 | 0,135 | 0,1 | 0,000311 | 0,308 | 0,100623 s/d 0,101246 |
| 3. | 0,5 | 0,17 | 0,127 | 0,00031 | 0,245 | 0,126555 s/d 0,127176 |
b. Menentukan pembesaran bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung
1) Lensa cekung
Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.6 berikut.
Tabel 5.6 Analisis data pembesaran bayangan pada lensa cekung
| No. | s (m) | s (m) | M (kali) | ∆M (kali) | KSR (%) | Mseb. (m) |
| 1. | 0,3 | -0,06 | 0,2 | 0,002 | 1 | 1,198 s/d 0,202 |
| 2. | 0,4 | -0,05 | 0,125 | 0,001406 | 1,125 | 1,123 s/d 0,126 |
| 3. | 0,5 | -0,03 | 0,06 | 0,00106 | 1,767 | 0,059 s/d 0,061 |
2) Lensa cembung
Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.7 berikut.
Tabel 5.7 Analisis data pembesaran bayangan pada lensa cembung
| No. | s (m) | s (m) | M (kali) | ∆M (kali) | KSR (%) | Mseb. (m) |
| 1. | 0,3 | 0,13 | 0,43 | 0,002389 | 0,55 | 0,4309 s/d 0,4357 |
| 2. | 0,4 | 0,135 | 0,337 | 0,001672 | 0,49 | 0,33583 s/d 0,3391 |
| 3. | 0,5 | 0,17 | 0,34 | 0,00134 | 0,39 | 0,3387 s/d 0,3413 |
c. Menentukan daya lensa
1) Lensa cekung
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya, dapat dilihat pada Tabel 5.8 berikut.
Tabel 5.8 Analisis data menentukan daya lensa cekung.
| No. | s (m) | s (m) | P | ∆P | KSR (%) | Pseb. |
| 1. | 0,3 | -0,06 | 20 | 0,144 | 0,722 | 19,8555 s/d 20,1444 |
| 2. | 0,4 | -0,05 | 22,5 | 0,203 | 0,903 | 22,2969s/d 22,7031 |
| 3. | 0,5 | -0,03 | 35,3 | 0,557 | 1,578 | 34,7758 s/d 35,8909 |
2) Lensa cembung
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya, dapat dilihat pada Tabel 5.9 berikut.
Tabel 5.9 Analisis data menentukan daya lensa cekung.
| No. | S (m) | s (m) | P | ∆P | KSR (%) | Pseb. |
| 1. | 0,3 | 0,13 | 11,025 | 0,035 | 0,319 | 10,99 s/d 11,061 |
| 2. | 0,4 | 0,135 | 9,907 | 0,03 | 0,308 | 9,877 s/d 9,938 |
| 3. | 0,5 | 0,17 | 7,882 | 0,019 | 0,245 | 7,863 s/d 7,902 |
E. Pembahasan
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua permukaan berdasarkan bentuk permukaannya. Lensa dibedakan menjadi dua macam, seperti yang kami gunakan pada percobaan ini, yakni lensa cekung dan lensa cembung. Pada percobaan ini kami menyelidiki sifat dari bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung dan lensa cembung dan hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan titik fokus lensa.
Percobaan pertanda yakni pada lensa cekung, perlakuan yang dilakukan sebanyak tiga kali percobaan dengan variasi jarak benda ke lensa (s) dimulai dari 0,3 m, 0,4 m dan 0,5 m. Berdasarkan pengamatan terlihat bahwa semakin jauh jarak benda dengan lensa, maka jarak bayangan semakin dekat. Serta lensa cekung tidak membentuk bayangan dibelakang lensa, melainkan di belakang lensa, sehingga sifat bayangannya dikatakan bayangan maya, terbalik dan diperkecil. Kemudian perlakuan kedua pada lensa cembung, dengan cara yang sama pada lensa cekung. Hasil pengamatan yang diperoleh bahwa semakin jauh jarak benda, maka sifat bayangan yang dibentuk semakin jauh. Sehingga sifat bayangan lensa cembung yakni nyata, terbalik dan diperbesar.
Pada jarak tertentu dari lensa, akan dapat ditemukan satu titik Diana cahaya itu difokuskan., selanjutnya titik tersebut dinamakan titik fokus. Untuk nilai dari titik fokus dari masing-masing lensa, pada lensa cekung diperoleh bahwa semakin jauh benda maka jarak fokusnya semakin besar. Tanda negatif pada lensa cekung tidak mempengaruhi nilainya, namun hanya untuk menandakan bahwa bayangan yang terbentuk tidak berada di belakang lensa melainkan di depan lensa dalam hal itu adalah bayangan maya.
Selain itu, kami juga menentukan nilai pembesaran bayangan dari kedua lensa tersebut, yaitu dengan membandingkan jarak bayangan dengan jarak benda. Beradasarkan hasil dari analisis data dapat dikatakan bahwa semakin jauh jarak benda, maka nilai pembesarannya semakin kecil. Hal ini berlaku untuk kedua lensa. Namun, pada lensa cembung untuk jarak 0,4 m mungkin terjadi kesalahan praktikan dalam melakukan pengukuran, sebab ini tidak sesuai, ini kami abaikan.
Kekuatan lensa atau daya lensa adalah kemampuan satu lensa untuk memuatkan/mengumpulkan atau menyebarkan berkas sinar yang diterimanya. Pada penentuan daya lensa ubi lensa cekung semakin besar jarak benda, maka daya/kekuatan lensa semakin besar. Dan untuk lensa cembung semakin besar jarak benda, maka daya/kekuatan lensa semakin kecil.
Dari percobaan yang dilakukan ini, dapat dikatakan berhasil, karena antara teori yang ada dengan hasil dari percobaan yang dilakukan sesuai. Walaupun jarak fokus untuk lensa cembung pada jaraj 0,4 m diabaikan.
F. PENUTUP
1. Kesimpulan
Bedasarkan hasil dari analisis data serta pembahasan, dapat disimpulkan bahwa :
a. Sifat pembiasan cahaya pada lensa gabungan adalah nyata,tegak dan diperbesar.
b. Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung adalah maya, tegak dan diperbesar. Sedangkan lensa cembung yaitu nyata, terbalik dan diperbesar.
c. Hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus lensa adalah semakin jauh jarak benda, maka jarak bayangannya semakin dekat dan jarak fokusnya relatif sama atau tetap
2. Saran
Saran yang dapat sampaikan pada percobaan ini, yakni :
a. Untuk praktikan, sekiranya lebih teliti lagi dalam melakukan praktikum.
b. Untuk asisten, terima kasih atas bimbingannya.
c. Untuk laboratorium, sekiranya alat yang sudah rusak atau tidak layak digunakan, agar diganti.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,C.Douglas.2001.Fisika Jilid I.Erlangga.Jakarta.
Purwoko.2007.Fisika.Ghalia Indonesia.Jakarta.
Sarojo,G.2011.Gelombang dan Optika.SalembaTeknika.Jakarta.
