JURNAL PRAKTIKUM FISIKA DASAR MENENTUKAN FOKUS LENSA

JURNAL PRAKTIKUM FISIKA DASAR MENENTUKAN FOKUS LENSA Disusun oleh : Nama : 1. Richard Erbachan (141810301003) 2. Evan Agus M (141810301019) 3. Muhammad Ilham F. (141810301025) 4. Diramisti P. (141810301026) Jurusan : Kimia Kelompok /shift: 1/IV LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2014

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Lensa adalah benda bening yang tembus cahaya dengan bentuk permukaannnya merupakan garis sferis. 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. Lensa dibedakan menjadi dua macam, lensa tebal dan lensa tipis. Dalam percobaan ini dilakukan percobaan mengenai lensa, dimana tujuannya adalah untuk mengetahuia jarak fokus lensa baik lensa cekung maupun lensa cembung. Pada percobaan menentukan jarak fokus lensa cembungdilakukan dengan 2 metode yaitu pergeseran benda sedangkan lensa cembung tetap dan pergeseran benda lensa cembung sedangkan benda tetap. Percobaan kedua untuk menentukan jarak fokus lensa cekung dilakukan denga 2 cara yaitu dengan menggunakan cermin cembungdan cermin cekung (lensa divergen). Pada percobaan kali ini lensa yang digunakan adalah lensa tipis yang ketebalannya t = 0 dan peralatan yang digunakan juga cukup sederhana yaitu menggunakan sumber cahaya dan perlengkapannya 1 set, lensa cembung, lensa cekung, cermin cekung, layar dan mistar. Mempelajari tentang lensa sangat penting karena dalam kehidupan sehaarihari kita dekat dengan penggunaan lensa. Misalnya kamera yang kita gunakan untuk memotret, dan kacamata minus yang digunakan oleh orang-orang rabun jauh. Dalam dunia pendidikan, prinsip lensa juga kita temui pada penggunaan mikroskop dan teleskop, bahkan di jurusan kimia pada spelitofotometer juga menggunakan prinsip kerja lensa, dan masih banyak lagi yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Oleh karena itu sangat penting dilakukan percobaan ini.

1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari percobaan kali ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana perbedaan bentuk bayangan yang dibentuk dari lensa cekung dan lensa cembung? 2. Bagaimana perbandingan antara jarak focus dari lensa cembung dan lensa cekung? 3. Bagaimana pengaruh posisi benda terhadap bentuk bayangan yang terjadi? 4. Bagaimana pengaruh jarak antara lensa cembung dan lensa cekung terhadap hasil bayangan yang terjadi? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari percobaan menentukan fokus lensa adalah sebagai berikut: 1. Mampu mengetahui perbedaan bentuk bayangan yang dibentuk dari lensa cekung dan lensa cembung. 2. Mampu mengetahui perbandingan antara jarak fokus dari lensa cembung dan lensa cekung. 3. Mengetahui pengaruh posisi benda terhadap bentuk bayangan yang terjadi. 4. Mampu mengetahui pengaruh jarak antara lensa cembung dan lensa cekung terhadap hasil bayangan yang terjadi. 1.4 Manfaat Adapun manfaat yang diharapkan diterima oleh mahasiswa setelah melakukan pengukuran jarak fokus lensa cembung dan lensa cekung adalah dapat menganalisa prinsip penggunaan alat optik semisal kamera, mikroskop, kacamata minus, lup, dan lain-lain.

BAB 2. DASAR TEORI Lensa adalah suatu medium transparan yang dibatasi oleh dua permukaan melengkung (biasanya sferis), meskipun satu dari permukaan lensa itu dapat merupakan bidang datar. Karena itu suatu gelombang datang mengalami dua pembiasan ketika melewati lensa tersebut. Untuk menyederhanakan anggaplah bahwa medium kedua sisi lensa tersebut adalah sama dan mempunyai indeks bias satu (seperti udara) dan indeks bias lensa adalah n (Alonso,1992). Lensa dibagi menjadi dua jenis yaitu cembung (+) dan lensa cekung (-). Lensa-lensa ini mempunyai perbedaan. Lensa cembung merupakan lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar, sedangkan lensa cekung merupakan lensa divergen yang sifatnya menyebarkan sinar (Yulianti,1997). Menurut Wiley (1984), lensa dibedakan menjadi dua bagian, yaitu lensa tebal dan lensa tipis (ketebalan t=0). Pada lensa tipis, kedua bidang utamanya berimpit sehingga pembiasan berganda dipermukaan lensa tipi situ dipandang sebagai pembiasan tunggal dibidang utamanya. Dengan demikan pembiasan ganda oleh susunan 2 lensa tipis boleh dipandang sebagai gabungan di dua bidang utama kedua lensa tersebut seperti halnya dengan pembiasan oleh suatu lensa tebal (Soedojo, 1992). Lensa memiliki bagian-bagian penting. Permukaan lensa depan berupa suatu busur lingkaran atau suatu bidang datar. Permukaan lensa yang berupa suatu busur lingkaran tentu saja mengikuti persamaan lingkaran dan memiliki radius kelengkungan (R) (Zemansky,1994). Lensa yang memiliki permukaan datar dianggap memiliki radius kelengkungan yang besarnya tak terhingga, lensa juga memiliki pusat kelengkungan dan titik fokus. Pusat optik adalah titik dimana lensa dimana berkas sinar yang melalui titik akan diteruskan tanpa dibiaskan, fokus utama (F) adalah dimana berkas sinar sejajar akan dikumpulkan. Jarak fokus pada lensa merupakan jarak antara pusat optik dan fokus utama lensa (Sutrisno,1979). Sumbu utama sebuah lensa adalah garis yang ditentukan oleh dua pusat C1 dan C2 dimana sinar datang dipermukaan pertama dibiaskan sepanjang sinar. Jika

diteruskan akan melewati sumbu utama dan karena itu merupakan bayangan yang dihasilkan oleh permukaan pembias pertama (Arkundato, 2007). Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung: Gambar 2.1 Sinar istimewa pada lensa cembung Gambar 2.2 Sinar istimewa pada lensa cembung Gambar 2.3 Sinar istimewa pada lensa cembung (Sunaryono, 2010). Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung: Gambar 2.4 Sinar istimewa pada lensa cekung Gambar 2.5 Sinar istimewa pada lensa cekung

Gambar 2.6 Sinar istimewa pada lensa cekung (Sunaryono, 2010). Lensa dapat membentuk bayangan yang dapat diperkecil atau diperbesar, sehingga lensa bayangan digunakan dalam alat-alat optic seperti kacamata, mikroskop, lup, kamera dan teropong. Kacamata digunakan untuk membantu penglihatan bagi penderita miopi, hipermetropi, presbiopi dan astigmatisme. Mikroskop 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)

BAB 3. METODE KERJA 3.1 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan kali ini adalah sebagai berikut: 1. Sumber cahaya dan perlengkapannya 1 set digunakan sebagai sumber pencahayaan yang nantinya dapat menembus lensa dan terbentuk bayangan. 2. Lensa cembung dan lensa cekung digunakan sebagai objek atau benda yang akan diukur fokusnya. 3. Layar adalah sebagai tempat terbentuknya bayangan. 4. Mistar digunakan sebagai alat untuk mengukur jarak antara benda dengan lensa, lensa dengan layar, atau/dan lensa satu dengan lensa lainnya. 3.2 Desain Percobaan Berikut ini merupakan desain percobaan yang telah dilakukan: 1. Menentukan Jarak Fokus Lensa Cembung a) Pergeseran benda, sedangkan lensa cembung tetap. PQ< ---PQ----- >PQ (+) D f f S Gambar 3.1 Rangkaian Percobaan (Sumber: Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, 2014) b) Pergeseran Lensa Cembung, sedangkan benda tetap PQ (+) (+) D A digeser B H L

Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan (Sumber: Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, 2014) 2. Menentukan Jarak Fokus Lensa Cekung PQ (+) d D V1 PQ (+) D d V2 Gambar 3.3 Rangkaian percobaan menentukan fokus lensa divergen (Sumber: Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, 2014) 3.3 Langkah Kerja Berikut ini merupakan langkah langkah dalam melakukan percobaan kali ini: 3.3.1 Menentukan jarak fokus lensa cembung A. Pergeseran objek/benda sedangkan lensa cembung tetap (3.1) 1. Letak fokus pertama (F) atau fokus kedua (F ) ditentukan terlebih dahulu. 2. Benda diletakkan pada jarak antara F dengan lensa, jaraknya dicatat. 3. Bentuk bayangan didapatkan pula yang terjadi pada point 2 dan jaraknya dicatat yang diukur dari lensa. 4. Point 2 dan 3 diulangi sebanyak 3 kali. 5. Benda diletakkan antara F dan 2 kali F dan jaraknya dicatat dari lensa. 6. Bentuk bayangan didapatkan yang terjadi pada point 5 dan jaraknya di catat dari lensa. 7. Point 5 dan 6 diulangi sebanyak tiga kali. 8. Benda diletakkan pada jarak yang lebih jauh dari 2 kali F dan jaraknya dicata dari lensa.

9. Bentuk bayangan didapatkan yang terjadi pada point 8 dan jaraknya dicatat yang dikur dari lensa. 10. Point 8 dan 9 diulangi sebanyak tiga kali. B. Pergeseran lensa cembung sedangkan benda tetap 1. Peralatan dilandasan optis yang telah disediakan disusun. Kedudukan benda dan layar (1) dicatat. 2. Benda digeser sepanjang landasan optis (posisi di A). Sehingga diperoleh bayangan yang jelas(nyata,terbalik dan diperbesar) di layar. Posisi pandang tersebut (H1) dicatat diulangi 3 kali pengukuran, 3. Lensa (posisi di B) digeser kembali hingga diperoleh bayangan yang jelas (nyata,terbalik dan diperbesar) dilayar posisi kedua (H2) dicatat, diulangi 3 kali pengukuran. 4. Nilai H didapatkan yaitu: H=H1 H2. 3.3.2 Menentukan Jarak Fokus Lensa Cekung 1. Peralatan dilandasan optis yang telah disediakan disusun, bayangan yang jelas didapatkan pada layar, dicatat jarak antara lensa cembung dan layar (V1). 2. Sebuah lensa cekung, diletakkan antara lensa cembung dan layar. 3. Layar digeser hingga diperoleh bayangan yang jelas. Jarak dicatat antara lensa dan layar (V2) dan jarak anatara lensa cembung dan l;ensa cekung (d). 4. Dengan posisi yang sama diulangi, tiga kali pengukuran. 3.4 Metode Analisis Adapun metode analisis dari percobaan kali ini adalah : 1. Lensa Cembung 1 = 1 + 1 = S+S..(3.1) f S S S.S f = S.S S+S.(3.2) 2f = S(S+S ) (S.S ) = S.S+S.S S.S = S = ( S 2S (S+S ) 2 (S+S ) 2 (S+S ) 2 S+S )2..(3.3) f = ( S S+S )4 ( S ) 2 + ( S S+S )4 ( S) 2...(3.4)

f ± f =...(3.5) I = f f x100%...(3.6) K = 100% I...(3.7) AP = 1 Log ( f f )...(3.8) Jarak Fokus Positif Lensa Cembung f p = L2 H 2 4L > H = H 1 H 2 (3.9) 2f p = (2L)4L (L2 H 2 )4 = L2 +H 2 2L (4L) 2 4L 2.. (3.10) 2f p = ( 2H)(4L) = 2H = H.(3.11) 2H (4L) 2 4L 2L f p = ( 2f p 2L )2 ( L) 2 + ( 2f p 2H )2 ( H) 2.(3.12) I = f f x100%...(3.13) K = 100% I.(3.14) AP = 1 Log ( f f )...(3.15) 2. Lensa Cekung 1 = 1 1 f n V 2 = (V 1 d) (V 2 ) V 1 d V 2 (V 1 d).(3.16) f n = V 2 (V 1 d) V 1 d V 2.(3.17) 2f n = V 2 (V 1 V 2 d) (V 1 V 2 V 2 d) V = 2 2V 1 (V 1 V 2 d) 2 (V 1 V 2 d) 2.(3.18) 2f n = (V 1 d)(v 1 V 2 d) (V 2 (V 1 d))( 1) V = 2 2V 2 (V 1 V 2 d) 2 (V 1 V 2 d) 2.(3.19) 2f n = V 2 (V 1 V 2 d) ( (V 2 (V 1 d))) V 2 = 2 2d (V 1 V 2 d) 2 (V 1 V 2 d) 2...(3.20) f n = ( 2f n 2V 1 ) 2 ( V 1 ) 2 + ( 2f n 2V 2 ) 2 ( V 2 ) 2 + ( 2f n 2d )2 ( d) 2.(3.21) f ± f =.(3.22) I = f f x100%...(3.23) K = 100% I...(3.24) AP = 1 Log ( f f )...(3.25)

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Berikut ini merupakan hasil dari percobaan yang telah dilakukan: A) Lensa Cekung 1. Pergeseran objek antara f dan lensa S (cm) S (cm) Š (cm) F (cm) F (cm) I (%) K (%) AP 17,4 21,1 21,1 9,5 0,0177 0,18 99,82 4 17,4 21,1 21,1 9,5 0,0177 0,18 99,82 4 17,4 21,1 21,1 9,5 0,0177 0,18 99,82 4 2. Pergeseran objek antara f dan 2f S (cm) S (cm) Š (cm) F (cm) F (cm) I (%) K (%) AP 10 77 43 8,85 0,0374 0,004 99,996 3 14 30,5 43 9,59 0,0237 0,0024 99,9976 4 18 21,5 43 9,79 0,0802 0,0018 99,9982 4 3. Pergeseran objek lebih dari 2f S A S (cm) Š (cm) F (cm) F (cm) I (%) K (%) (cm) P 22 18 15,16 9,9 1,431 0,144 99,856 4 24 17 15,16 9,95 0,01208 0,0012 99,9988 4 26 10,5 15,16 10,09 0,000575 0,000064 99,999936 4 B) Lensa Cembung H 1 (cm) H 2 (cm) H (cm) L (cm) F (cm) F (cm) I (%) K (%) AP 22 15,5 6,5 40 9,5 0,132 1,34 98,66 3 21,5 16,5 5,0 40 9,5 0,133 1,36 98,64 3 21,5 17 4,5 40 9,5 0,1287 1,30 98,70 3

4.2 Pembahasan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil seperti pada table. Pada lensa cembung bayangan yang dibentuk pada layar adalah nyata, terbalik dan diperbesar. Ini sebabnya pada hasil yang didapat, semakin dekat jarak lensa ke layar dan jarak lensa ke benda maka semakin jauh dan semakin besar pula bayangan yang dibentuk oleh lensa. Sedangkan pada percobaan lensa cekung, digunakan 2 lensa yaitu lensa cekung dan lensa cembung. Bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung akan menjadi objek dari lensa cekung. Semakin besar jarak yang dibentuk bayangan pertama maka bayangan kedua yang terbentuk juga semakin jauh. Pada pembiasan pertama, bayangtan oleh lensa cembung yang terbentuk menjadi nyata, terbalik, diperbesar. Akan tetapi, bayangan lensa cembung ini kemudian dibiaskan oleh lensa cekung sesuai dengan sifatnya, yaitu divergen. Cahaya disebabkan oleh lensa cekung, akibatnya tidak ada bayangan fokus yang terbentuk. Pada percobaan menggunakan lensa cekung, perlakuan yang dilakukan ialah mengubah posisi layar pada landasa statis. Semakin jauh jarak antara lensa cembung dan layar, jarak fokus lensa semakin kecil. Hasil ini sebanding dengan jauhnya jarak antara lensa cekung dan layar. Hasil bayangan yang diperoleh pada percobaan tersebut adalah nyata, terbalik dan diperbesar. Sehingga diperoleh bahwa nilai jarak antara lensa cembung dan layar sejajar dengan nilai jarak lensa cekung terhadap layar. Namun, nilai tersebut berkebalikan dengan nilai fokus lensa cekung yang semakin kecil. Bahkan jika nilai jarak antara lensa dan layar semakin kecil dan diperkecil lagi, jarak fokus lensa cekung dapat bernilai tak terhingga (~). Sehingga hasil bayangan yang diperoleh pun tidak dapat diketahui dan menjadi maya. Pada percobaan ini dilakukan beda perlakuan mengenai jarak benda terhadap lensa. Dengan perlakuan tersebut maka akan didapatkan hasil yang berbeda pada tahap perlakuan. Pada percobaan menggunakan lensa cembung, saat benda diletakkan antara F dengan lensa hasil bayangan yang terbentuk ialah nyata, terbalik dan diperkecil. Sedangkan saat benda pada jarak antara T hasil bayangan yang terbentuk menjadi nyata, terbalik, dan diperbesar. Namun, saat posisi benda

diletakkan lebih jauh dan 2 kali f, hasil bayangan yang terbentuk menjadi maya, terbalik dan diperbesar, karena hasil bayangannya tidak terlihat pada layar. Sedangkan pada lensa cekung, semakin besar jarak yang dibentuk bayangan pertama, maka bayangan kedua yang dibentuk juga semakin jauh. Cahaya yang disebabkan oleh lensa cekung, akibatnya tidak ada bayangan fokus yang terbentuk. Oleh karena itu bayangan S dan fokusnya tidak ada. Pengaruh jarak antara lensa cembung dan lensa cekung terhadap bayangan yang dibentuk adalah semakin jauh jarak antara keduanya, maka bayangan yang terbentuk juga semakin jauh. Pada pembiasan pertama, bayangan oleh lensa cembung yang terbentuk menjadi nyata, terbalik dan diperbesar. Akan tetapi bayangan lensa cembung ini kemudian dibiaskan oleh lensa cekung sesuai dengan sifat divergennya, yaitu menyebarkan sinar atau cahaya. Akibatnya tidak ada fokus yang terbentuk.

BAB 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari percobaan kali ini adalah : 1. Bayangan yang dihasilkan oleh lensa cembung adalah nyata, terbalik dan diperbesar untuk benda pada jarak antara F dengan lensa. Nyata, terbalik dan diperbesar untuk benda antara F dan benda pada jarak antara 2 kali F. Maya, terbalik dan diperbesar untuk benda lebih dari 2 kali F. 2. Bayangan yang dihasilkan pada lensa cekung yaitu nyata, terbalik dan diperbesar. 3. Lensa cembung dan lensa cekung terdapat perbedaan hasil bayangan yaitu pada benda dengan jarak antara F dengan lensa dan benda dengan jarak lebih jauh dari 2 kali F. 5.2 Saran Adapun saran untuk praktikum pada percobaan kali ini adalah sebagai berikut: 1. Dalam melakukan percobaan, praktikan sebaiknya dapat berkontribusi semua agar percobaannya cepat selesai dan praktikan dapat mengambil ilmunya. 2. Praktikan seharusnya agar dapat bekerja sama satu sama lain dalam melakukan percobaan. 3. Praktikan diharapkan tidak bergurau saat melakukan percobaan.

DAFTAR PUSTAKA Alonso, M. 1992. Dasar Dasar Fisika Untuk Universitas Edisi Kedua. Jakarta : Erlangga Arkundato, A. 2007. Fisika Dasar. Jakarta : Universitas Terbuka Purwoko. 2007. Fisika. Jakarta : Ghalia Indonesia Soedojo, P. 1992. Optika. Yogyakarta : Gajah Mada University Press Sunaryono. 2010. Super Trik dan Tips Fisika. Jakarta : Wahyu Media Sutrisno. 1979. Fisika Dasar Gelombang dan Optik. Bandung : Institut Teknik Bandung Yulianti, N. 1997. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember : Universitas Jember Zemansky, S. 1994. Fisika Untuk Universitas Mekanika, Panas dan Bunyi. Jakarta : Bina Cipta