Menentukan Fokus Lensa [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MENENTUKAN FOKUS LENSA



Disusun Oleh : Nama



:



-- Farida Utami



(141810301038)



– Elok Puspitasari



(141810301041)



– Ainul Avida



(141810301042)



Kelompok



:Jum’at shift 2 / II



Jurusan



: Kimia



Tanggal



: 31 Oktober 2014



Asisten



: Ingkan Nurma



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 dibatasi oleh dua bidang bias.Lensa terdiri dari 2 jenis, yaitu lensa cembung (konveks) dan lensa cekung (konkaf). Setiap lensa mempunyai jarak focus yang berbeda, sehingga perlu melakukan penelitian untuk menentukan jarak focus lensa tersebut. Lensa adalah peralatan sangat penting dalam kehidupan manusia.Banyak kejadian sehari-hari yang dapat dijelaskan dengan konsep pembentukan bayangan oleh lensa, terutama berhubungan dengan optic.Contoh sederhana yang sering dijumpai adalah aplikasi lensa pada kacamata.Selain itu juga diterapkan pada teropong, mikroskop, lup, dan lainnya. Pada percobaan menentukan lensa kali ini yaitu menentukan focus lensa cembung dan focus lensa cekung. Pada lensa cembung dilakukan dua percobaan yaitu dengan menggeser benda dan letak lensa tetap serta menggeser lensa dan bendanya tetap. Pada penentuan focus lensa cekung, lensa cekung ditempatkan diantara lensa cembung dan layar, dengan diharapkan bayangan lensa cembung menjadi benda bagi lensa cekung. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat diambil rumusan masalah yang akan dibahas adalah sebagai berikut: 1. Bagaimanakah pengaruh letak benda terhadap bayangan yang dibentuk lensa cembung? 2. Bagaimanakah pengaruh letak lensa cembung terhadap bayangan yang dibentuk? 3. Bagaimanakah perbandingan bayangan yang dibentuk lensa cembung dan lensa cekung?



1.3 Tujuan Adapun tujuan praktikum menentukan fokus lensa ini adalahsebagai berikut: 1. Mengetahui pengaruh letak benda terhadap bayangan yang dibentuk lenssa cembung. 2. Mengetahui pengaruh letak lensa cembung terhadap bayangannya. 3. Mengetahui perbandingan bayangan yang dibentuk lensa cembung dan lensa cekung. 1.4 Manfaat Dalam kehidupan sehari-hari seringkali berkaitan dengan konsep lensa namun kita jarang menyadarinya.Seperti dalam pembuatan alat optic, misalnya kacamata, kamera, teloskop, maupun lup. Dalam pembuatan alat optic tersebut sangat diperlukan penentuan focus lensa agar dapat berfungsi dengan semestinya.



BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA



Lensa tipis biasanya berbentuk lingkaran, dan kedua permukaannya melengkung.Kedua



permukaan



bisa



berbentuk



cekung,



cembung,



atau



datar.Keutamaan lensa ialah membentuk bayangan benda. Jika berkas-berkaas yang pararel 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 focus, F. titik focus merupakan titik bayangan untuk benda pada jarak tak terhingga dari sumbu utama (Giancolli, 2001). 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(Supramono,2000). 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). Lensa cembung adalah lensa yang kelengkungan bagian luarnya memantulkan cahaya (divergen atau negatif). Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung: 1.



Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik



2. 3.



fokus. Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan seolaholah berasal dari titik itu juga(Soedojo,1992).



Gambar 2.1 Sinar Istimewa Lensa Cembung (Sumber: Fisika Dasar, 2014) Lensa cekung adalah kelengkungan bagian dalamnya yang memantulkan cahaya (konvergen atau positif). Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung 1. 2. 3.



Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus. Sinar datang melalui titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan dipantulkan melalui titik itu juga(Soedojo,1992).



Gambar 2.2 Sinar Istimewa Lensa Cekung (Sumber: Fisika dasar, 2014) Pengaplikasian praktikum menentukan focus lensa terhadap studi kimia yaitu ketika di laboratorium, saat menggunakan mikroskop. Mikroskop berguna untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang.Dalam kimia, mikroskop digunakan untuk mengamati molekul-molekul suatu zat agar dapat terlihat.



BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN



3.1 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum menentukan fokus lensa yaitu sebagai berikut: 1. Sumber cahaya dan perlengkapannya 1 set yang digunakan sebagai bahan percobaan. 2. Lensa cembung, lensa cekung, cermin cekung berfungsi sebagai alat penglihtan atau sebagai medium untuk melihat. 3. Layar berfungsi untuk menunjukkan bayangan yang dihasilkan oleh cahaya. 4. Mistar berfungsi sebagai alat untuk mengukur panjang. 3.2 Desain Percobaan Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan rangkaian percobaannya adalah sebagai berikut: 1. Sumber cahaya dan perlengkapannya, lensa cembung tetap.



Gambar 3.1 Rangkaian percobaan (Sumber:Praktikum Fisika Dasar,2014) 2. Pergeseran lensa cembung sedangkan obyek /benda tetap.



Gambar 3.2 Rangkaian percobaan (Sumber:Praktikum Fisika Dasar,2014) 3. Pada lensa cekung



Gambar 3.3 Rangkaian percobaan (Sumber:Praktikum Fisika Dasar,2014) 4. Pada lensa cekung dengan layar digeser-geser



Gambar 3.4 Rangkaian percobaan (Sumber:Praktikum Fisika Dasar,2014)



3.3 Langkah Kerja Adapun langkah kerja praktikum menentukan fokus lensa ini adalah: 3.3.1 Menetukan jarak fokus lensa cembung (bikonvek) dengan metode: 3.2.1.1



Pergeseran objek / benda sedangakan lensa cembung tetap



1. Lensa fokus pertama (F) atau fokus lensa kedua (F’) ditentukan terlebih dahulu. Ditanyakan pada asisten. 2. Benda diletakkan pada jarak antara F dengan lensa. Dicatat jaraknya. 3. Bentuk bayangan yang terjadi pada posisi 2 didapatkan dan dicatat jaraknya diukur dari lensa. 4. Point 2 dan 3 diulangi sebanyak 3 kali. 5. Benda diletakkan diantara F dan 2 kali F dan dicatat jaraknya dari lensa. 6. Bentuk bayangan pada point 5 didapatkan dan dicatat jaraknya dari lensa.



7. Point 5 dan 6 diulangi sebanyak 3 kali. 8. Benda diletakkan pada jarak yang lebih jauh dari 2 kali F dan dicatat jaraknya dari lensa. 9. Bentuk bayangan yang terjadi pada point 8 didapatkan dan dicatat jaraknya diukur dari lensa. 10. Point 8 dan 9 diulangi sebanyak 3 kali. 3.3.1.2 Pergeseran lensa cembung sedangkan objek / benda tetap 1. Peralatan disusun dilandasa optis yang telah disediakan. Tentang kedudukan benda dan layar ditanyakan pada asisten.Kemudian dicatat kedudukan benda dan layar (L). 2. Benda digeser sepanjang landasan optis, sehingga diperoleh bayangan yang jelas (nyata, terbalik dan diperbesar) di layar. Posisi pertama tersebut dicatat (H2), diulangi 3 kali pengukuran. 3. Lensa digeser kembali, sehingga diperoleh bayangan yang jelas (nyata, terbalik dan diperkecil), posisi kedua dicatat (H1), diulangi 3 kali pengukuran. 4. Didapatkan nilai H yaitu: H = H1 – H2



3.3.2 Menentukan jarak fokus lensa cekung 1. Peralatan disusun dilandasan optis yang telah disediakan, didapatkan bayangan yang jelas pada layar, jarak antara lensa cembung dan layar dicatat (V1). 2. Sebuah lensa cekung diletakkan diantara lensa cembung dan layar. 3. Layar digeser hingga diperoleh bayangan yang jelas. Jarak antara lensa dan layar dicatat (V2) dan jarak antara lensa cembung dan lensa cekung (d). 3.4 Metode Analisis



Adapun metode analisis yang digunakan dalam praktikum menentukan fokus lensa yaitu sebagai berikut: A. Menentukan jarak focus lensa cembung (bikonvek) dengan metode: A1. Pergeseran obyek/benda sedangkan lensa cembung tetap s.s' F= s+ s ' Keterangan: f = focus lensa cembung (cm) S = jarak benda diukur dari lensa (cm) S’= jarak bayangan diukur dari lensa (cm) Dimana untuk mencari: s' s 2 2 ∨¿ ∨¿ ∆fn= s+ s ' |∆sn| | s+ s ' |∆sn’| ¿¿ ¿¿ 1 Untuk : ∆sn = 2 ∆sn’=



1 2



nst



nst



Keterangan : n= urutan percobaannya ( hasil/datanya) ∆f I= f x 100 % K = 100 % - I ∆f Ap= 1-log f Fn = (fn ± ∆ fn) satuan A2. Pergeseran lensa cembung sedangkan obyek / benda tetap a. Cara perhitungan L2−H 2 Fp = 4L Keterangan : fp= focus lensa cembung (cm) L= jarak antara benda dan layar (cm) H= jarak antara kedudukan (cm)



√ √



Σ ( ln− L´ ) ∆ L= n ( n−1 )



2



´ )2 Σ ( Hn− H ∆ H= n ( n−1 )



Δ fp=



Δ fp=



I=



√(



√(



∂ fp 2 ∂ fp 2 ( ∆ L )2+ (∆ H )2 ∂L ∂H



)



( )



f 2 2 2 L −H −H 2 (∆ L) + (∆ H)2 4L 2L 2



∆ fp fp



)



( )



x 100 %



K = 100 % - I ∆ fp Ap= 1-log fp ´f p = (fp ± ∆ fp) satuan



b. Cara grafik



x R=



∆ y ( y maks− y min ) = =… ∆ x ( x maks−x min ) Dimana: y= X= 4L



F=



L ∆(¿ ¿ 2−H 2) ∆( 4 L) ¿



2



L −H



2



2..Menentukan jarak focus lensa cekung (bikonkaf) 1 fn



=



1 v2



1 v 1−d



=



∆vn=



1 2



nst



∆dn=



1 2



nst 1 2



∆v2.n =



=



v 1. v 2−d . v 2 v 1−v 2−d



nst



∂ fn 2 ∂ fn 2 ∂ fn 2 ∨∆ v 1∨+ ∨∆ v 2∨+ ∨∆ d∨¿ ∂v 1 ∂v 2 ∂d



( )



∆fn =



( )



( )



∆fn =



(



2 2 2 −v 2 v 1−d v2 ∨∆ v 1∨+ ∨∆ v 2∨+ ∨∆ d∨¿ v 1−v 2−d v 1−v 2−d v 1−v 2−d



)



I=



∆ fp fp



(



x 100 %



K = 100 % - I Ap= 1-log



∆ fp fp



´f p = (fp ± ∆ fp) satuan



)



(



)



BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut: A. Menentukan jarak focus lensa cembung (bikonvek) dengan metode : Tabel 4.1 Fokus Lensa Cembung No



S



1.



12 cm



∆S 0,05 cm



S’ 4,8 cm



∆S’ 0,05 cm



F



∆F 0,05 cm



4,8 cm



I (%)



K(%)



AP



0,5



99,5



3



F ± ∆F (4,80 ± 0,05) cm



Tabel 4.2 Benda diantara lensa dan focus (F) Ruang



F



I



∆F



S



∆S



S’



∆S’



4,8



0,05



4



0,44



-



-



4,8



0,05



3



0,44



-



-



4,8



0,05



4,5



0,44



-



-



Sifat Maya, tegak, diperbesar Maya, tegak, diperbesar Maya, tegak, diperbesar



I



K



AP



F± ∆F



0



100%



1



5± 0,05



0



100%



1



5± 0,05



0



100%



1



5± 0,05



Tabel 4.3 benda diantara F dan 2F Ruan g II



F



∆F



S



4,8 0,05 6 4,8 0,05 7



∆S 0,88 2 0,88 2



S’



35 19



∆S’ 5,89 7 5,89 7



Sifat Nyata, terbalik, diperbesa r Nyata, terbalik,



I



K



AP



F ± ∆F



1,0 4%



98,8 6%



3



4,8 ± 0,05



1,0 4%



98,8 6%



3



4,8 ± 0,05



4,8 0,05 9



0,88 2



16



diperbesa r Nyata, terbalik, diperbesa r



5,89 7



1,0 4%



98,8 6%



3



4,8 ± 0,05



I



K



A P



F ± ∆F



1,0 4%



98,8 6%



3



4,8 ± 0,05



1,0 4%



98,8 6%



3



4,8 ± 0,05



1,0 4%



98,8 6%



3



4,8 ± 0,05



Tabel 4.4 benda lebih jauh dari 2F Ruang



III



F



∆F



S



∆S



S’



∆S’



4,8



0,0 5



15



0,55 7



9



0



4,8



0,0 5



14



0,55 7



9



0



4,8



0,0 5



13



0,55 7



9



0



Sifat Nyata, terbalik, diperkecil Nyata, terbalik, diperkecil Nyata, terbalik, diperkecil



Tabel 4.5 Menggeser Lensa Cembung No



H



1



26



2



26,5



3



27



∆H



H



0,28 9 0,28 9 0,28 9



26, 5 26, 5 26, 5



L



∆L



40



0



40



0



40



0



F



F



∆F



I



K



5,6 1 5,6 1 5,6 1



5,77 5



0,17 8 0,17 8 0,17 8



3,1 4 3,1 4 3,1 4



96,8 6 96,8 6 96,8 6



I



K



AP



0 0 0



100 % 100 % 100 %



2 2 2



5.611 5,44 4



AP 2 2 2



F± ∆F 5,8 ± 0,2 5,8 ± 0,2 5,8 ± 0,2



B. Menentukan Fokus Lensa Tabel 4.6 Fokus Lensa Cekung No



V1



∆V1



V2



1 2 3



14,5 14,5 14,5



0 0 0



2,5 2,5 2,5



∆V 2 0 0 0



d



∆d



Fn



Fn



12 12 12



0 0 0



0 0 0



0 0 0



∆F n 0 0 0



Fn ± ∆Fn -



4.2 Pembahasan Pada praktikum menentukan focus lensa ini, kita menentukan focus lensa cembung dan cekung.Pada percobaan lensa cembung dilakukan dengan 2 metode. Metode pertama, dilakukan beda perlakuan jarak benda terhadap lensa. Berdasarkan hasil praktikum didapatkan data jika benda diletakkan di ruang satu atau antara lensa dan focus (F) menghasilkan bayangan yang tidak ditangkap layar yaitu maya, tegak, diperbesar. Jika benda diletakkan di ruang dua atau diantara F dan 2F, menghasilkan bayangan yang terlukis pada layar dengan sifat nyata, terbalik, diperbesar. Sedangkan jika diletakkan di ruang ketiga atau lebih jauh dari 2F, menghasilkan bayangan yang nyata, terbalik,diperkecil. Jadi, pada bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung akan semakin kecil jika bendanya semakin jauh dari lensa. Metode kedua dengan menggeser lensa dan posisi dan benda tetap menunjukkan pengaruh lensa terhadap bayangan yang terbentuk.Semakin jauh lensa dari layar maka bayangan yang terbentuk semakin kecil.Sebaliknya, jika semakin dekat dengan layar maka bayangannya semakin besar pula. Pada lensa cekung bayangan yang terbentuk selalu maya, tegak dan diperkecil.Oleh sebab itu, untuk menghasilkan bayangna lensa cekung pada layar menggunakan tambahan lensa cembung yang diletakkan dekat sumber cahaya. Bayangan yang terbentuk oleh lensa cembung akan menjadi benda bagi lensa cekung dan menghasilkan bayangan yang dapat ditangkap layar. Berbeda dengan lensa cembung yang akan menghasilkan bayangan nyata ketik benda di ruang kedua ataupun tiga.



Pada penentuan focus lensa cekung didapati kesalahan. Kesalahan tersebut terletak ketika penentuan V1,V2 dan d. Seharusnya V1 didapatkan dari focus jarak lensa cembung ke layar sebelum diletakkan lensa cekung. Kesalahan ini mengakibatkan error ketika data dimasukkan ke dalam rumus, penyebutnya menjadi nol.



BAB 5. PENUTUP



5.1 Kesimpulan Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Pada lensa cembung, bila benda diletakkan di ruang satu menghasilkan bayangan maya, tegak, diperbesar. Bila benda diletakkan di ruang dua menghasilkan bayangan nyata, terbalik, diperbesar.Dan bila benda diletakkan di ruang tiga menghasilkan bayangan nyata, terbalaik dan diperkecil. 2. Pada lensa cembung, semakin jauh jarak benda dari lensa maka bayangannya semakin kecil. Begitu juga sebaliknya, jika benda semakin dekat dari lensa maka bayangannya semakin besar. 3. Pada lensa cembung terdapat tiga kemungkinan bayangan yaitu a)maya, tegak, diperbesar, b)nyata, terbalik, diperbesar c)nyata,terbalik,diperkecil. Sedangkan



pada



lensa



cekung



selalu



terbentuk



bayangan



maya,tegak,diperkecil. 5.2 Saran Adapun saran dari praktikum menentukan focus lensa ini ditujukan kepada praktikan. Praktikan diharapkan mempelajari dan memahami langkah kerja sebelum praktikum agar tidak terjadi kesalahan pengukuran.Selain itu, praktikan



harus berhati-hati dalam menggunakan alat praktikum seperti lensa, agar tidak terjadi kerusakan/pecah.



DAFTAR PUSTAKA



Giancolli. 2001. Fisika Jilid 2. Jakarta: Erlangga Soedjoyo,P.1992.Azas-Azas Fisika Jilid Tiga Optika.Yogyakarta:Gajah Mada University Press. Supramono, Eddy, dkk. 2000. Fisika Dasar II. Malang: Universitas Negeri Malang Sutrisno,1979.Fisika Dasar Gelombang dan Optik.Bandung: ITB