Laporan Lup Revisi [PDF]

Citation preview

Lup



Untuk Memenuhi Tugas Mata kuliah Praktikum Fisika Untuk Biologi Yang dibimbing oleh Bapak Joko Utomo, S.Si., M.Sc.



Oleh : Ignatia Kurniati 190342621258 Offering G



UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI BIOLOGI Oktober 2019



A.



Tujuan 1. Mempelajari prinsip bekerjanya alat-alat optik berdasarkan peristiwa pembiasan. 2. Dengan cara menentukan perbesaran sudut lup, mempelajari bagaimana A. Menentukan posisi sejajar antara letak bayangan benda (yang dilihat dengan mata kanan), dengan skala pembanding (yang dilihat dengan mata kiri), B. Menerapkan prinsip mata berakomodasi maksimum C. Menerapkan prinsip mata tidak berakomodasi



B.



Dasar Teori Kemajuan teknologi telah membawa dampak yang positif bagi kehidupan manusia. berbagai macam alat diciptakan untuk membantu manusia. salah satunya membantu pengelihatan yaitu mata kita agar dapat melihat benda-benda yang berukuran kecil. Untuk mengamati suatu benda yang lebih kecil, seseorang akan memperbesar bayangan tajam yang terbentuk di retina dengan mendekatkan benda itu pada mata. Semakin dekat benda itu pada mata. Semakin besar bayangan tajam yang terbentuk di retina. Namun harus diingat bahwa jika benda diletakkan lebih dekat dari titik dekat mata seseorang, bayangan yang terbentuk tidak akan tajam lagi. (Surya, Yohanes. 2009). Jika ingin lebih memperbesar lagi ukuran bayangan yang terbentuk di retina. Kita membutuhkan suatu alat yang dinamakan lup atau kaca pembesar. Alat ini sangat sederhana yaitu hanya terdiri dari satu lensa positif atau lensa cembung. Lensa inilah yang membentuk bayangan lebih besar sehingga mata mendapat kesan melihat benda besar. Pengelihatan perbesaran bayangan tersebut juga dipengaruhi oleh daya akomodasi mata yang dapat bersifat mata berakomodasi maksimum dan mata tidak berakomodasi



Gambar 1.1 pembentukan bayangan pada mata Gambar 1.1 a melukiskan bayangan yang dibentuk oleh lensa mata telanjang. Bayangan kecil terbalik tersebut akan diterjemahkan oleh otak



sedemikian sehingga kita mendapat kesan melihat benda tegak yang besarnya seukuran besar aslinya. Gambar 1.1 b melukiskan bayangan yang terbentuk di retina dengan bantuan sebuah lup. Terlihat bahwa bayangan di retina lebih besar, ini akan diinterpretasikan oleh otak sehingga kita mendapat kesan benda tampak lebih besar dari ukuran aslinya. Benda diletakkan di fokus lup, sehingga bayangan benda akan tampak di tak hingga. Mata normal dapat melihat bayangan ini secara tajam tanpa akomodasi. Sedangkan pada Gambar 1.1 c, benda diletakkan antara focus dan pusat optik lup. Bayangan yang dibentuk lup adalah maya, tegak, dan diperbesar. Jika bayangan ini jatuh di titik dekat mata (25 cm), mata normal dapat melihat bayangan secara tajam dengan berakomodasi maksimum. Jika bayangan ini jatuh diantara titik dekat dan titik jauh mata, bayangan akan tampak kabur. Karena itu orang yang menggunakan lup harus meletakkan benda antara titik fokus lup dengan pusat optik lup dan tidak terlalu dekat dengan pusat optik. Ketika seseorang melihat dengan bantuan lup, mata orang tersebut dapat berakomodasi maksimum, atau tidak berakomodasi. 1. Mata berakomodasi maksimum



Gambar 1.2. bayangan mata berakomodasi Bayangan yang dibentuk lensa harus terletak pada titik dekatnya. Karena titik dekat diukur dari mata, maka : -S’ + d = Sp. Rumus perbesaran lup menjadi :



2.



Mata Tidak Berakomodasi



Gambar 1.3. bayangan pada mata tidak berakomodasi Biasanya orang melihat melalui lup tanpa berakomodasi untuk mencegah kelelahan pada mata. Bayangan yang dibentuk lensa harus terletak pada titik jauh mata,



-S’ + d = x Rumus perbesaran lup menjadi :



Jika menggunakan suatu skala pembanding dalam melihat skala yang diamati dengan lup, rumus yang digunakan untuk mencari perbesaran bayangan untuk mata berakomodasi maksimum dan tidak beramodasi berlaku M = n2/n1 Dengan : Sp = jarak fokus pada mata normal = 25 cm M = perbesaran bayangan N1 = jumlah skala utama yang dapat diamati dengan lup N2 = jumlah skala pembanding yang dapat diamati dengan lup



C.



Alat dan Bahan 1. Bangku optik (2 set) 2. Lensa positif (1 keping dengan f = 5 cm) 3. Skala (2 keping) 3. Mistar (1 meter) 4. Lilin 5. Layar



D.



Prosedur Percobaan



Gambar 2.1 susunan praktikum lup Susunan alat akan tampak seperti pada gambar 2.1. dengan meletakkan alat diatas mistar posisinya dari kiri ke kanan atau kanan ke kiri : lup (lensa positif/lensa cembung) dan skala utama (A’) dan diluar mistar yaitu skala pembanding (B) dengan Layar putih (A) sebagai penentu titik fokus. Pertama menentukan titik fokus pada lensa lup dengan meletakkan layar putih di depan lup dan melihat pantulan bayangan pemandangan di depan lensa lup pada layar putih yang terlihat paling jelas. Jarak lensa dan layar putih itulah merupakan focus bayangan benda Kemudian untuk mata berakomodasi, menggeser jarak skala utama (A’/SA) semakin menjauhi lup disetiap percobaan diawali lokasi pertama skala utama di titik focus 1 (f=5 cm). jarak skala pembanding (B/S’A) ditetapkan 25 cm dari lup sebagai Sn atau jarak focus bayangan benda yang ditangkap oleh mata normal. Percobaan dilakukan 4 kali dengan mengamati secara bersamaan oleh mata kanan dan kiri jumlah skala pembanding dan jumlah skala utama yang sejajar yang terlihat, catat hasilnya dalam tabel Selanjutnya untuk mata tanpa berakomodasi , menetapkan jarak skala utama (A’/SA) lebih kecil daripada fokus mata normal (25 cm) dari lup dan menggeser skala pembanding (B/S’A) semakin menjauhi lup disetiap percobaan lebih jauh dari fokus mata normal (25 cm). percobaan dilakukan 4 kali, amati skala seperti mata berakomodasi dan catat hasilnya dalam tabel. Yang terakhir, menghitung perbesaran bayangan benda yang dibentuk oleh lensa dengan rumus M = N2/N1 E.



Data Pengamatan Tabel 1.1 Data hasil pengamatan skala pembanding dan skala utama Percobaan ke



Berakomodasi Maksimum SA S’A N1 N2 (cm) (cm) (skala (skala) ) 1 5 25 5 10 2 10 25 5 10 3 15 25 5 10 4 20 25 5 10 Diperoleh perbesaran pada praktikum : E. 1.



Berakomodasi maksimum



E.2



Tanpa Berakomodasi SA S’A N1 N2 (cm) (cm) (skala (skala) ) 20 27 5 11 20 29 5 11 20 31 5 11 20 33 5 11 Tanpa berakomodasi



M1 = n2/n1 = 10/5 = 2



M1 = n2/n1 = 11/5 = 2,2



M2 = n2/n1 = 10/5 = 2



M2 = n2/n1 = 11/5 = 2,2



M3 = n2/n1 = 10/5 = 2



M3 = n2/n1 = 11/5 = 2,2



M4 = n2/n1 = 10/5 = 2



M4 = n2/n1 = 11/5 = 2,2



Dengan : Nst mistar = 0,1 cm ; ∆SA = ∆S′A = 1/ 2 , nst mistar = 1/ 2 x 0,1 = 0,05 cm γ=



S' A SA



∂ ∂ s' A



√



2 2 Δγ 2 Δγ 2 × × Δ S' A) +( × × Δ SA) ΔS' A 3 Δ SA 3



√



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) 2 SA 3 ( sA) 3



Sγ= ( Sγ= (



F.



Sγ=



Analisis Data F.1



Mata berakomodasi Maksimum A. Menentukan perbesaran lup nerdasarkan perhitungan teoritis γ=



25 25 +1= +1=5+1=6 kali . f 5



B. Menentukan perbesaran Lup berdasarkan data SA dan S’A Data 1 : γ=



S ' A 25 = =5 , 0000 kali. SA 5



√



Sγ= (



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) 2 SA 3 ( sA) 3



2 2 1 2 25 2 ¿ ( × ×0,05) +( 2 × × 0,05) 5 3 ( 5) 3



√



¿ √(0,0067)2 +(0,3333)2 ¿ 0,3334 kali R alat Relatif =



sγ ×100 % γ ¿



0,3334 ×100 % 5 ,0000



¿ 6,6 673 % Jadi, nilai γ 1 adalah (5,0000 ± 0,3334) dengan ralat relative 6,6673% Data 2 : γ=



S ' A 25 = =2,5 000 kali. SA 10



2 2 1 2 S'A 2 ' Sγ= ( × × Δ S A) +( × × Δ SA) 2 S' A 3 ( sA) 3



√



√



¿ (



2 2 1 2 25 2 × × 0,05) +( × × 0,05) 10 3 ( 10 )2 3



¿ √(0,0033)2 +( 0,0083)2 ¿ 0,0089 R alat Relatif =



sγ ×100 % γ ¿



0 , 0089 ×100 % 2,5



¿ 0,3572 % Jadi, nilai γ 2 adalah (2,500 ± 0,0089) dengan ralat relative 0,3572% Data 3 :



γ=



S ' A 25 = =1,6667 kali. SA 15



√



Sγ= (



√



¿ (



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) 2 SA 3 ( sA) 3



2 2 1 2 25 2 × × 0,05) +( 2 × × 0,05) 15 3 15 3



¿ √(0,0022)2+(0,0037)2 ¿ 0,0043 Ralat Relatif =



sγ ×100 % γ ¿



0,0043 ×100 % 1,6667



¿ 0,2580 % Jadi, nilai γ 3 adalah (1,6667 ± 0,0 043) dengan ralat relative 0,2580% Data 4 : γ=



S ' A 25 = =1,2500 kali. SA 20



2 2 1 2 S' A 2 ' Sγ= ( × × Δ S A) +( × × Δ SA) SA 3 ( sA)2 3



√



√



¿ (



2 2 1 2 25 2 × ×0,05) +( × × 0,05) 20 3 ( 20 )2 3



¿ √(0,0017)2 +( 0,0021)2 ¿ 0,0027 R alat Relatif =



sγ ×100 % γ ¿



0,0027 ×100 % 1,2500



¿ 0,2134 %



Jadi, nilai γ 4adalah (1,2500 ± 0,0027) dengan ralat relative 0,2134%



Dari keempat data diatas, diperoleh perbesaran rata-rata Lup ketika mata berakomodasi maksimum adalah: γ´



γ ) ( sγ )2 44,9820+ 31561+ 90140+171467 293.212,982 ¿ = = =1,4380 kali 1 8,9964 0+12624 +54083+137174 203889,996 Σ( ) 2 ( sγ ) Σ(



2 2 ( )2 ( )2 sγ ´ ¿ Σ ( γ −´γ ) = (3,562)²+ 1,062 + 0,2287 +(−0,188) =1,1586 n ( n−1 ) 4 ( 4−1 )



√



R alat Relatif =



s ´γ ×100 % γ ¿



1,1586 ×100 % 1,4380 ¿ 0,8057 % Jadi, nilai γ´ adalah (1,4380 ±1,1586) dengan ralat relative 0,8057% F.2



Mata Tanpa Berakomodasi a. Menentukan perbesaran dengan perhitungan teoritis γ=



25 =5 kali . 5



b. Menentukan perbesaran Lup berdasarkan data Data 1 : γ=



S ' A 27 = =1,3500 kali. SA 20



√



Sγ= (



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) 2 SA 3 ( sA) 3



2 2 1 2 27 2 ¿ ( × ×0,05) +( × × 0,05) 20 3 ( 20 )2 3



√



¿ √ 0,00000256+0 , 00000576



¿ 0,0024



 Ralat Relatif = ¿



sγ ×100 % γ



0,0024 × 100 % 1,3500



¿ 0,1778 % Jadi, nilai γ 1 adalah (1 , 3500± 0,00 24) dengan ralat relative 0,1778% Data 2 : γ=



S ' A 29 = =1,4500 kali. SA 20



√



Sγ= (



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) SA 3 ( sA)2 3



2 2 1 2 29 2 × ×0,05) +( × × 0,05) 20 3 ( 20 )2 3



√



¿ (



¿ √ 0,00000256+0,00000584 ¿ 0,0029



 Ralat Relatif = ¿



sγ ×100 % γ



0,0029 ×100 % 1,4500



¿ 0,1999 % Jadi, nilai γ 2 adalah (1,4500 ± 0,0029) dengan ralat relative 0,1999% Data 3 : γ=



S ' A 31 = =1,5500 kali. SA 20



√



Sγ= (



√



¿ (



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) 2 SA 3 ( sA) 3



2 2 1 2 31 2 × ×0,05) +( × × 0,05) 20 3 ( 20 )2 3



¿ √ 0,00000256+0,00000667 ¿ 0,0031



 Ralat Relatif =



sγ ×100 % γ



¿



0,0031 ×100 % 1,5500



¿ 0,1959 % Jadi, nilai γ 3 adalah (0,8 ± 0,000273) dengan ralat relative 0,1959 % Data 4 : γ=



S ' A 33 = =1,6500 kali. SA 20



√



Sγ= (



2 2 1 2 S' A 2 × × Δ S ' A) +( × × Δ SA) 2 SA 3 ( sA) 3



2 2 1 2 33 2 ¿ ( × ×0,05) +( × × 0,05) 20 3 ( 20 )2 3



√



¿ √ 0,00000256+0,00000756 ¿ 0,0032



 Ralat Relatif = ¿



sγ ×100 % γ



0,0032 ×100 % 1,6500



¿ 0,1939 % Jadi, nilai γ 1 adalah (1,6500 ± 0,0032) dengan ralat relative 0,1939%



Dari keempat data diatas, diperoleh perbesaran rata-rata Lup ketika mata tidak berakomodasi maksimum adalah: γ ) ( sγ )2 234.375+172.413+161.290+161.132 729.210 = = =1,4754 kali γ´ ¿ 1 173.611+118.906 +104.058+97.656 494231 Σ( ) 2 ( sγ ) Σ(



√



2



sγ ´ ¿ Σ ( γ −´γ ) = 0,0157+0,0006+0,0056+ 0,0305 =0,0044 4 (4−1) n ( n−1 )



 Ralat Relatif = ¿



sγ ×100 % γ



0,0044 × 100 % 1,4754



¿ 0,4209 % Jadi, nilai perbesaran lup adalah (1,4754± 0,0044) dengan ralat relative 0,4209%



G.



Pembahasan Sifat bayangan yang dihasilkan pada lup/lensa cembung/ lensa positif adalah maya, tegak dan diperbesar. Bayangan yang bersifat diperbesar terlihat dengan jumlah skala yang dapat dilihat di skala utama yang lebih sedikit daripada yang dapat terlihat di skala pembanding. Hal ini dikarenakan luas permukaan pada skala utama yang dilihat melalui lup lebih diperbesar/lebih sedikit daripada luas permukaan pada skala pembanding yang tidak dilihat melalui lup. Bayangan yang bersifat maya karena refleksi objek atau benda yang terlihat dalam praktikum kali ini adalah skala merupakan sinar bayangan yang telah dipantulkan Bayangan bersifat tegak karena posisi bayangan benda yang terlihat merupakan posisi bayangan benda yang ada, tidak berubah posisi seperti terbalik. Hal ini dapat dijelaskan berdasarkan kondisi pada lensa cembung yaitu 1.



Sinar istimewa pada lensa cembung



Gambar 3.1 sinar istimewa pada lensa cembung 1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus utama F2 (sinar 1) 2. Sinar datang melalui pusat optik akan diteruskan tanpa dibelokkan (sinar 2) 3. Sinar yang menuju fokus utama F1 akan dibiaskan sejajar sumbu utama (sinar 3)



2.



Beberapa sifat bayangan pada lensa cembung Sifat bayangan pada lensa cembung dipengaruhi oleh posisi diletakannya suatu benda pada lensa cembung, dalam laporan kali ini dibahas sifat bayangan yang berpengaruh terhadap praktikum sesuai dengan prosedur praktikum A. Jika benda di antara F2 sampai dengan ~



Maka bayangan A′B′, bersifat: nyata, terbalik, diperkecil.



B. Benda terletak di fokus di (F)



Benda terletak di fokus di (F) Benda di fokus (s = f), bayangan yang mudah diamati adalah: maya, tegak, diperbesar.



C. Benda terletak di 2 F (s = 2f)



Benda terletak di 2 F (s = 2f) Bayangan nyata, terbalik, sama besar Dari ketiga lukisan tersebut: Jika s = f bayangan tegak, maya, diperbesar Jika s = 2 f, bayangan terbalik, nyata, sama besar Jika s > 2f, bayangan nyata, terbalik, diperkecil Bayangan diperbesar |s′| > s, bayangan diperkecil jika |s′| < s. Pada praktikum yang telah dilakukan saat mata berakomodasi dan tanpa berakomodasi jarak skala utama yang diamati dari lensa selalu terletak di titik fokus yaitu di titik fokus (F), 2f dan diantara 2f sampai dengan ~ oleh karena itu perbesaran yang terjadi selama praktikum adalah konstan. Karena saat di f=5 diperbesar, lalu di f=10 sama besar dan di f=15 dan f=20 diperkecil Rumus yang digunakan dalam percobaan ini untuk perbesaran bayangan benda adalah M = n2/n1 berdasarkan skala sejajar yang dapat diamati secara bersamaan yaitu skala utama dan skala pembanding Bila dibandingkan hasil menggunakan rumus tersebut (data pengamatan) dan rumus : 1. Perbesaran bayangan benda pada mata berakomodasi maksimum M =25/f +1 2. Perbesaran bayangan benda pada mata tanpa berakomodasi M = 25/f Dengan f (fokus) lensa cembung/lensa positif lup = 5 cm Maka didapatkan hasil : 1. Mata berakomodasi maksimum M = 25/f + 1 = 25/5 + 1 = 6 2. Mata tanpa berakomodasi M = 25/f = 25/5 = 5 Hasil tersebut menunjukkan terdapat perbedaan antara perbesaran bayangan benda yang dihitung menggunakan rumus M = n2/n1 dan rumus



diatas. Bila kita melihat ulang, diketahui bahwa fokus pembentukan bayangan melalui lensa merupakan 5 cm yang digunakan sebagai acuan meletakkan skala utama dan skala pembanding. tanpa mengetahui fokus lensa, kita tidak dapat meletakkan skala utama dan skala pembanding, karena dalam mata tidak berakomodasi dan berakomodasi terdapat ketentuan peletakkan skala di titik fokus pembentukan bayangan lensa Dalam prosedur praktikum tidak disebutkan untuk mengecek fokus terlebih dahulu dan menetapkan bahwa fokusnya adalah 5 cm. namun, saat dilakukan pengukuran fokus menggunakan lilin dan layar. Dengan posisi berurutan dalam mistar : layar, lensa, lilin. Diketahui bahwa bayangan lilin yang dapat terlihat jelas ada pada jarak 20 cm dari lensa. Perbedaan pada fokus ini dapat mempengaruhi perbesaran, karena dengan fokus yang berbeda dapat menghasilkan perbesaran yang berbeda pula Misalnya apabila kita menggunakan acuan bahwa f = 20 cm maka tabel data akan berubah karena dipengaruhi oleh peletakkan benda saaat beakomodasi maksimum SA menjadi : Percobaan ke



Berakomodasi Maksimum Tanpa Berakomodasi SA S’A N1 N2 SA S’A N1 N2 (cm) (cm) (skala (skala) (cm) (cm) (skala (skala) ) ) 1 20 25 20 27 2 25 25 20 29 3 30 25 20 31 4 35 25 20 33 Dan didapatkan perbesaran bayangan benda dengan rumus teoritis 1. Pada mata berakomodasi maksimum M = 25/f + 1 = 25/20 + 1 = 2,25 2. Pada mata tanpa berakomodasi M = 25/f = 25/20 = 1,25 Rumus teoritis tersebut menyebutkan bahwa perbesaran bayangan benda yang dibentuk adalah 1,25 dan 2,25 yang hasilnya mendekati apabila dihitung menggunakan rumus praktikum M = n1/n2 yaitu (1,4380 ±1,1586) dengan ralat relative 0,8057% dan (1,4754± 0,0044) dengan ralat relative 0,4209% . perbedaan hasil tersebut dapat dipengaruhi oleh mata pengamat saat mengamati objek.



H.



Kesimpulan 



Prinsip bekerjanya lup/lensa cembung/lensa positif adalah berdasarkan peristiwa pembiasan oleh lensa tersebut yang memiliki sifat berupa 3 sinar istimewa lensa yaitu sinar datang yang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui fokus utama F2, sinar datang melalui pusat optik akan diteruskan tanpa dibelokkan, sinar yang menuju fokus utama F1 akan dibiaskan sejajar sumbu utama (sinar 3) Serta sifat pembentukan bayangan pada lensa : Jika s = f bayangan tegak, maya, diperbesar Jika s = 2 f, bayangan terbalik, nyata, sama besar Jika s > 2f, bayangan nyata, terbalik, diperkecil Bayangan diperbesar |s′| > s, bayangan diperkecil jika |s′| < s. Perbesaran yang ditunjukkan lensa adalah perbesaran sudut pandangan. Yaitu perbesaran dengan mata tanpa berakomodasi (M=25/f + 1) dan perbesaran dengan mata berakomodasi (M=25/f)







Untuk menentukan posisi sejajar letak bayangan benda (skala utama/n1) dengan skala pembanding benda (n2) harus dilihat secara bersamaan



dengan



masing



masing



mata



mengamati



dan



membandingkan jumlah yang terlihat pada masing masing skala. diperoleh data perbandingan n1 : n2 Pada mata berakomodasi maksimum percobaan pertama – percobaan keempat = 1 : 2 dan pada mata tanpa berakomodasi percobaan pertama - percobaan keempat = 5 : 11







Dalam menerapkan prinsip mata berakomodasi maksimum, letak skala utama dari lensa diawali di titik fokus pertama kemudian titik fokus kedua dan seterusnya. Serta letak skala pembanding dikondisikan untuk fokus mata normal (f=25 cm)







Dalam Menerapkan prinsip mata tidak berakomodasi letak skala utama di bawah fokus mata normal (f=25 cm), serta letak skala pembanding diatas fokus mata normal (S’A > 25 cm)



I.



Daftar Rujukan Abdullah, Mikrajuddin. 2017. Fisika Dasar II. Indrajit, Dudi. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung: Setia Purna Inves Syahid, Bilal. 2019. Lensa Cembung : Pengertian, Jenis, Sifat, dan Sinar Istimewa, (O n l i n e) , ( h t t p s : / / w w w . g u r u p e n d i d i k a n . c o . I d /lensa-cembung/), diakses 30 September 2019. Surya, Yohanes. 2009. Optika. Tangerang: Kandel



J.



Lampiran