Laporan Praktikum Pembiasan Cahaya

Praktikum pembiasan cahaya adalah percobaan yang digunakan untuk membuktikan hukum Snellius tentang pembiasan cahaya. Percobaan ini menggunakan lensa untuk menghitung indeks bisa kaca berdasarkan hubungan antara sudut datang (θ_i) dan sudut pantul (θ_r).

Praktikum Pembiasan Cahaya

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Pembiasan cahaya merupakan fenomena berubahnya arah rambat cahaya karena melewati medium yang berbeda. Fenomena ini banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya Sedotan yang terlihat patah pada gelas yang berisi air bening.

Sedotan yang terlihat seolah-olah patah ini disebabkan oleh jalur datang cahaya dari Pipet yang berbeda karena cahaya yang dibiaskan oleh air.

Hal yang sama juga terjadi pada lensa yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Lensa kacamata misalnya, Lensa ini memiliki fungsi membelokkan cahaya sehingga tepat jatuh pada bagian retina bagi orang yang memiliki ganguan penglihatan.

Pembekokan cahaya ini dapat dianalisi sdengan menggunakan hukum Snellius. Hukum membahas tentang perubahan arah rambatan cahaya ketika melewati batas dua medium yang memiliki indeks bias berbeda.

Lantas bagaimana prinsip kerja lensa? Dan sampai bagaimanakah keberlakuan hukum Snellius tentang pembiasan? Praktikum ini bertujuan untuk membuktikan keberlakuan dari hukum Snellius tentang pembiasan.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah disusun maka Rumusan Masalah Pada Praktikum ini adalah:

1. Bagaimanakah hubungan antara sudut datang (θ_i) dan sudut bias (θ_r)?
2. Berapa indeks bias kaca (n)?

C. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan praktikum yang akan dicapai setelah melakukan praktikum adalah:

1. Menemukan hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan pada lensa tipis.
2. Menentukan keberlakukan hukum Snellius.

Bab II. Kajian Pustaka

A. Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya merupakan fenomena perubahan arah rambatan cahaya ketika melewati batas medium dengan indek bias yang berbeda. Hal ini terjadi karena adanya perubahan kerapatan medium yang berpengaruh pada perubahan gerak cahaya.

Perubahan kecepatan cahaya ini sebanding terbalik dengan perbedan nilai indeks bias masing-masing medium. Persamaan perubahan indeks bias ini adalah

\frac{n_r}{n_i}=\frac{v_i}{v_r} \ \ \ ..._{(1)}

Dimana

n_r : indek bias medium refraksi
n_i : indek bias medium cahaya datang
v_r : kecepatan cahaya setelah terbiaskan (m/s)
v_i : kecepatan cahaya datang (m/s)

Misalkan cahaya datang dari medium dengan indeks bias yang sama dengan ruang hampa (n_i = 1) dengan demikian v_i dapat diasumsikan sama dengan kecepatan cahaya (c) di ruang hampa sehingga persamaan 1 dapat ditulis ulang :

n=\frac{c}{v} \ \ \ ..._{(2)}

Keterangan :

n : Indek bias medium pembiasan
c : kecepatan cahaya di ruang hampa (3 x 10⁸ m/s)
v : kecepatan cahaya pada medium (m/s)

B. Hukum Snellius

Aspek c adalah kecepatan cahaya dengan nilai yang tetap atau konstan. Dengan demikian Persamaan (2) ini dapat ditulis ulang.

nv=c \ \ \ ..._{(3)}

nilai c menunjukkan jika perbandingan dari nisbah pada cahaya pad abagian datang dan bagian terbiaskan konstan. Dengan demikian persamaan (3) dapat dituliskan ulang menjadi :

\frac{\sin \theta_i}{\sin \theta_r} = \frac{v_i}{v_r} = \frac{n_r}{n_i}\ \ \ ..._{(4)}

dua sisi dari persamaan dapat ditulis menjadi

n_r \sin \theta_r=n_i \sin \theta_i \ \ \ ..._{(5)}

atau

v_i \sin \theta_r=v_r \sin \theta_i \ \ \ ..._{(6)}

Bab III. Metode Praktikum

A. Alat dan Fungsinya

Alat dan fungsinya yang digunakan dalam praktikum adalah:

1. Lampu 18 watt 1 buah fungsinya sebagai sumber cahaya.
2. Rel presisi 2 buah fungsinya sebagai tempat meletakkan lensa, lampu, dan diafragma anak panah.
3. Penyambung rel presisi 3 buah fungsinya untuk menyambung rel presisi.
4. Pemegangan kontak cahaya fungsinya untuk memegang kontak cahaya
5. Catu daya 1 buah fungsinya untuk memberikan energi listrik pada cahaya.
6. Kabel penghubung warna merah 1 buah dan warna hitam 1 buah fungsinya untuk menghantarkan atau menyambungkan arus listrik.
7. Lensa cembung 2 buah 50 mm, dan 100 mm fungsinya untuk melukis pembentukan bayangan.
8. Tumpakan berpenjepit 4 buah fungsinya untuk penjepit lensa.
9. Diafragma anak panah 1 buah fungsinya sebagai benda untuk pembentukan gambar.
10. Layar 1 buah fungsinya sebagai untuk melihat gambar yang dihasilkan atau untuk menangkap bayangan yang terbentuk.

B. Prosedur Praktikum

1. Persiapkan semua peralatan yang dibutuhkan (konsultasikan dengan dosen pengasuh atau asisten).
2. Susun rangkaian seperti pada skema gambar dibawah ini :
3. Hidupkan catudaya, berikan tegangan masukkan 12 volt.
4. Tentukanlah jarak antara lensa dengan benda (s).
5. Geser-geserlah layar mendekati atau menjauhi lensa untuk mendapatkan bayangan yang jelas.
6. Catat jarak antara lensa ke layar (s’).
7. Ulangi langkah 3, 4, 5, dan 6 untuk s yang lain sebanyak 5 kali.

Bab IV. Hasil dan pembahasan

A. Hasil

Tabel 1. Table Hubungan Antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’)

f`praktek ==

              = 5,346 cm

Presentasi Kesalahan

                                      =  6,92%

fpraktek = 

              =

              = 11,55 cm

Presentasi Kesalahan

                                 =  15,5%

B. Pembahasan

Berdasarkan data dan hasil yang diperoleh, pada jarak fokus lensa 50 mm, dengan  jarak benda 7 cm dan ruang bayangan benda berada di ruang 2. Sedangkan pada jarak bayangan  23 cm ruang bayangan benda berada di ruang 4. Seharusnya menurut teori ruang bayangan berada di ruang 3. Pada jarak fokus lensa 50 mm, dengan jarak benda 9 cm dan ruang bayangan benda berada di ruang 2. Sedangkan pada jarak bayangan 14 cm ruang bayangan benda di ruang 3. Pada jarak fokus lensa 50 mm, dengan jarak benda 11 cm ruang bayangan benda berada di ruang 3. Sedangkan pada jarak bayangan 10,5 cm ruang bayangan benda berada di ruang 3. Pada jarak fokus lensa 50 mm, dengan jarak benda 13 cm ruang bayangan benda berada di ruang 3. Sedangkan pada jarak bayangan 9 cm ruang bayangan benda di ruang 2. Pada jarak fokus lensa 50 mm, dengan jarak benda 15 cm, dan ruang bayangan benda di ruang 3. Sedangkan pada jarak bayangan 8 cm ruang bayangan benda berada di ruang 2.

Pada jarak fokus lensa 100 mm, dengan jarak benda 14 cm dan ruang bayangan benda berada di ruang 2. Sedangkan pada jarak bayangan 59 cm ruang bayangan benda berada di ruang 4. Seharusnya menurut teori ruang bayangan benda berada di ruang 3. Pada jarak fokus lensa 100 mm, dengan jarak benda 16 cm, ruang bayangan benda berada di ruang 2. Sedangkan pada jarak bayangan 44 cm ruang bayangan benda berada di ruang 4. Seharusnya menurut teori ruang bayangan benda berada di ruang 3. Pada jarak fokus lensa 100 mm, dengan jarak benda 18 cm ruang bayangan benda berada di ruang 2. Sedangkan pada jarak bayangan 34 cm ruang bayangan benda berada di ruang 3. Pada jarak fokus lensa 100 mm, dengan jarak benda 20 cm dan ruang bayangan benda berada di ruang 3. Sedangkan pada jarak 27 cm ruang bayangan benda berada di ruang 3. Seharusnya menurut teori ruang bayangan benda berada di ruang 2. Pada jarak fokus lensa 100 mm, dengan jarak benda 22 cm, ruang bayangan benda berada di ruang 3. Sedangkan pada jarak bayangan 24 ruang bayangan benda berada di ruang 2.

Dari beberapa data hasil percobaan paktikum ada beberapa titik yang jika dibandingkan dengan teori hasil yang diperoleh berbeda atau tidak sesuai dengan teori tersebut. Contohnya pada jarak 7 cm didapatkan bayangan benda terdapat pada jarak 23 cm berada pada ruang 4. Namun seharusnya jika berdasarkan teori bayangan tersebut harus berada pada ruang 3. Perbedaan tersebut dapat disebabkan karena kurangnya adanya kualitas cahaya yang dihasilkan oleh lampu, juga tidak akuratnya diafragma anak panah. Maka hal tersebut yang menyebabkan adanya perbedaan antara hasil percobaan dengan hasil teori.

Adapun sifat – sifat bayangan yang terbentuk.

Bab V. Penutup

A. Kesimpulan

1. Pada pembiasan lensa cembung berkas sinar datang yang sejajar sumbu utama, akan dibiaskan menuju titik fokus di seberang, dan berkas sinar datang melalui titik fokus, akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama, selanjutnya berkas sinar datang melalui titik pusat optik tidak mengalami pembiasan, akan tetapi diteruskan. Sedangkan pada pembiasan lensa cekung berkas sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah dari titik fokus pertama, dan berkas sinar datang menuju titik fokus kedua akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama, selanjutnya berkas sinar datang melalui titik pusat optik tidak mengalami pembiasan, akan tetapi diteruskan.
2. Dari hasil praktikum dengan menggunakan lensa 50 mm hasilnya jika gambar yang dihasilkan oleh layar semakin dekat maka gambar yang dihasilkan semakin jelas dan berukuran kecil, sifatnya nyata, terbalik, diperbesar dan juga nyata, terbalik, diperkecil. Sedangkan dengan lensa 100 mm hasilnya jika gambar yang dihasilkan oleh layar dijauhkan maka gambar akan terlihat lebih jelas dan berukuran besar, sifatnya nyata, terbalik, diperbesar.
3. Untuk menentukan jarak fokus lensa menggunakan Persamaan yang  menghubungkan jarak bayangan d denga jarak d awal dan panjang f.

Perbesaran lateral m, sebuah lensa didefinisikan sebagai perbandingan sebagai tinggi bayangan dengan tinggi benda.