Laporan Hukum Pemantulan Fresnel Vio [PDF]

Citation preview

1



BAB 1. PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar atau dapat diartikan pula bahwa polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja, sedangkan gelombang longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. Cahaya dapat mengalami polarisasi, hal ini menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal. Suatu gelombang yang mempunyai banyak arah getarnya disebut gelombang tak terpolarisasi. Sedangkan gelombang dengan hanya memiliki satu arah getarnya disebut gelomabng terpolarisasi (Halliday, 1986). Eksperimen hukum pemantulan fresnel bertujuan untuk mengukur reflektansi gelas dan akrilik sebagai fungsi sudut θ, menentukan nilai sudut Brewster θB untuk gelas dan akrilik, dan menentukan indeks bias medium. Percobaan ini dilakukan di ruang gelap agar mendukung ketika pengamatan menggunakan laser. Langkah pertama yang dilakukan yaitu meletakkan medium gelas dan kaca yang di pasang tegak lurus dengan sumber cahaya. Polaroid disebut sebagai analisator karena berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi yang dibentuk oleh gelas dan kaca. Intensitas diukur sebagai fungsi sudut analyzer dengan variasi sudut dari 5º sampai 90º. Selanjutnya pada percobaan kali iini diberi dua perilaku yang berbeda yaitu pertama dengan medium akrilik dan yang kedua menggunakan medium gelas. Hasil polarisasi nantinya akan dideteksi oleh fotometer, sebagai output dari percobaan pemantulan hokum fresnel. Percobaan hukum pemantulan Fresnel sangat penting untuk dilakukan. Hal ini disebabkan karena adanya pengembangan aplikatif dari polarisasi cahaya. Polarisasi cahaya banyak memberikan manfaat dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, melalui praktikum ini dapat menambah pemahaman secara teori maupun penerapan mengenai polarisasi. Pengembangan aplikatif dari polarisasi cahaya banyak memberikan manfaat. Manfaat tersebut meliputi banyak bidang dalam kehidupan manusia,misalnya dalam aplikasi dalam pengunaan kaca mata 3 dimensi



2



dalam bidang visual effect perfileman, kaca mata pelindung efek sinar ultra violet, bahan Kristal kalsit dan kuarsa dalam bidang fisika zat padat, dan lain sebagainya. Mengingat sedemikian banyaknya manfaat aplikatif dari pengembangan sifat polarisasi cahaya, maka eksperimen ini menjadi penting untuk dilakukan.



1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang eksperimen polarisasi cahaya diatas, maka dapat dituliskan rumusan masalah sebagai berikut : 1.



Bagaimana hubungan intensitas cahaya refleksi terhadap sudut sinar datang yang diberikan ?



2.



Bagaimana nilai reflektansi yang didapatkan pada percobaan medium gelas dan akrilik ?



3.



Bagaimana sudut Brewster yang didapatkan pada percobaan medium gelas dan akrilik ?



1.3 Tujuan Tujuan dari eksperimen polarisasi cahaya diatas adalah sebagai berikut : 1.



Mengetahui hubungan intensitas cahaya refleksi terhadap sudut sinar datang yang diberikan.



2.



Mengetahui nilai reflektansi yang didapatkan pada percobaan medium gelas dan akrilik.



3.



Mengetahui sudut Brewster yang didapatkan pada percobaan medium gelas dan akrilik.



1.4 Manfaat Aplikasi dari polarisasi diantaranya yaitu penggunaan kaca mata 3 dimensi dalam bidang visual effect perfilman. Kaca mata pelindung efek sinar UV, penerapan tekhnik fotoelastisitas dalam industry kaca dan lain sebagainya. Prinsip kerja dari percobaan kaca mata pelindung efek sinar UV ini yakni dengan hukum pemantulan Fresnel, ketika cahaya melalui mediu kaca, maka akan dipantulkan dan ditransmisikan sehingga cahaya terbatas pada satu arah.



3



BAB 2. DASAR TEORI



2.1 Sejarah Hukum Fresnel Christian Huygens (1629-1995) pada tahum 1678 telah menunjukkan bahwa hukum pemantulan dan hukum suatu pembiasan dapat dijelaskan dari teori gelombang. Teori dari gelombang Huygens mulai diterima pada tahun 1801. Setelah itu, Thomas Young pada tahun 1814, Agustin Jean Fresnel melakukan ekpserimen tentang fenomena interferensi. Fenomena ini tidak dapat diterangkan dengan teori dari corpuscular yang menganggap cahaya sebagai suatu partikel, akan tetapi cahaya dapat dianggap sebagai gelombang seperti yang dikemukakan Huygens. Gelombang tersebut dapat terpolarisasi (Halliday dan Resnik, 1994). Hukum pemantulan Fresnel mengatakan bahwa suatu polarisasi yang sempurna akan menghasilkan 50% intensitas cahaya yang tak terpolarisasi yang datang. Komponen polarisasi yang tidak diinginkan seluruhnya dapat diserao dan semua komponen yang diinginkan akan diteruskan. Polarisasi dapat terjadi ketika cahaya dipantulkan dan ditransmisikan oleh perbatasan dua elektrik. Teori gelombang elektromagnetik telah memprediksi bahwa cahaya yang di refleksikan akan terpolarisasi relative terhadap permukaan bidang yang dapat merefleksikan dan bergantung sudut datang (Singh, 2002).



2.2 Pengertian Polarisasi Cahaya merupakan salah satu dari gelombang elektromagnetik yangberosilasi secara transversal yang merupakan salah satu sifat unik yang dimilikioleh cahaya tersebut dan tidak dimiliki oleh gelombang pada umumnya, makadalam cahaya akan terjadi gejala difraksi serta interferensi didalamnya. Sepertiyang telah diketahui bahwa difraksi merupakan suatu gejala penyebaran arah yangdialami oleh seberkas gelombang pada saat melewati celah sempit dibandingkandengan ukuran panjang gelombangnya. Inteferensi merupakan akibat bersamayang ditimbulkan oleh beberapa gelombang cahaya, yang diperoleh dengan caramenjumlahkan gelombang-gelombang tersebut (Soedojo, 1992).



4



Polarisasi



merupakan



proses



pembatasan



getaran



vektor



yang



membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal saja dan tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal. Suatu gelombang transversal mempunyai arah rambat yang tegak lurus dengan bidang rambatnya. Apabila suatu gelombang memiliki sifat bahwa gerak medium dalam bidang tegak lurus arah rambat pada suatu garis lurus, dikatakan bahwa gelombang ini terpolarisasi linear. Sebuah gelombang tali mengalami polarisasi setelah dilewatkan pada celah yang sempit. Arah bidang getar gelombang tali terpolarisasi adalah searah dengan celah. Dapat disimpulkan bahwa polarisasi cahaya adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar gelombang (Triya,2011).



Gambar 2.1 Proses Polarisasi Cahaya (Sumber : Sutini, 2003)



2.3 Proses Pemantulan Cahaya Proses pemantulan dan pembiasan, cahaya dapat terpolarisasi sebagian atau sepenuhnya oleh refleksi. Perbandingan intensitas cahaya yang datang disebut dengan reflektansi sedangkan perbandingan intensitas cahaya yang diteruskan dengan intensitas cahaya yang datang disebut dengan transmitansi. Fresnel menyelidiki dan merumuskan suatu persamaan koefisien refleksi dan koefisien transmitansi yang dihasilkan oleh pemantulan dan pembiasan. Apabila sudut masuk sama dengan sudut polarisasi θp, maka sinar yang dipantulkan dan sinar yang diteruskan saling tegak lurus. Hal ini menunjukkan bahwa sudut refleksi θb menjadi komponen dari θp. sehingga θb = 90° - θp. Maka hokum refleksi yaitu :



5



𝑛𝑎 sin 𝜃𝑝 = 𝑛𝑏 sin 𝜃𝑏 Didapatkan 𝑛𝑎 sin 𝜃𝑝 = 𝑛𝑏 sin(90 − 𝜃𝑝 ) = 𝑛𝑏 cos 𝜃𝑝 Sehingga 𝑛𝑎 sin 𝜃𝑝 = 𝑛𝑏 𝑐𝑜𝑠 𝜃𝑝 sin 𝜃𝑝 𝑛𝑏 = cos 𝜃𝑝 𝑛𝑎 tan 𝜃𝑝 =



𝑛𝑏 𝑛𝑎



Hubungan ini juga disebut dengan hukum Brewster yang digunakan untuk sudut polarisasi. Walaupun ditentukan secara eksperimen, namun hukum itu juga diteruskan dari sebuah model gelombang dengan menggunakan persamaan Maxwell (Pedrath, 1993). Persamaan Fresnel adalah deduksi matematis oleh Agustin Fresnel terhadap hasil pengamatan perilaku gelombang cahaya ketika melewati medium yang mempunyai indeks bias berbeda. Persamaan Fresnel berlaku hanya pada indeks bias yang bernilai real, yaitu pada medium yang menyerap cahaya. Hal ini juga berlaku pada medium yang bersifat non magnetic dengan asumsi tidak terjadi interferensi. Ketika gelombang merambat dari medium dengan indeks bias n1 ke medium yang lain n2. Fresnel berpendapat bahwa gelombang cahaya mengalami refleksi dan reflaksi bersamaan (Nurhayati, 2004).



6



BAB 3. METODE EKSPERIMEN



3.1 Rancangan Penelitian Secara garis besar, skema dari rancangan kegiatan eksperimen ditampilkan dalam bentuk diagram alir yang ditunjukkan pada gambar 3.1: Identifikasi Permasalahan Kajian Pustaka Variabel Penelitian Kegiatan Eksperimen Data Analisis Kesimpulan Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan Kegiatan Penelitian.



Eksperimen fisika mengenai pemantulan Fresnel dilakukan dengan cara mengidentifikasi permasalahan terlebih dahulu terkait hukum pemantulan Fresnel. Langkah selanjutnya yaitu melakukan kajian pustaka mengenai cara pengukuran pemantulan fresnel, baik pada pengukuran dengan intensitas cahaya dan pergeseran sudut. Kemudian alat dan bahan yang akan digunakan disiapkan dan dirangkai sesuai dengan desain percobaan yang akan digunakan pada eksperimen pemantulan Fresnel. Selain itu, dilakukan pula operasional pada variabel-variabel yang akan digunakan untuk menunjang kegiatan eksperimen yang akan dilakukan. Melalui eksperimen ini akan didapatkan data berupa intensitas cahaya dan nilai sudut yang kemudian dianalisis. Hasil pengolahan data tersebut akan didapatkan kesimpulan dari hasil praktikum pemantulan Fresnel.



7



3.2 Jenis dan Sumber Data Data yang akan diambil berupa data kuantitatif yaitu yang dapat diukur dan dihitung secara langsung, kemudian dapat dinyatakan dalam bentuk angka-angka. Jenis data dibuat dan ditentukan berdasarkan kebutuhan simulasi atau eksperimen. Data pada penelitian ini merupakan data sintetik, dimana data tersebut merupakan data yang diperoleh dari hasil eskperimen. Dalam hal ini, yang merupakan data sintetik adalah intensitas dan sudut (𝜃). Penggunaan layar digunakan untuk mengamati intentitas cahaya. Sehingga dapat dianalisis bagaimana pengaruh sudut cahaya terhadap intentitas cahaya. Data hasil yang didapat tersebut dapat digunakan untuk mencari grafik hubungan antara intensitas dengan pergeseran sudut (𝜃), sehingga dapat digunakan untuk menarik kesimpulan. Eksperimen hukum pemantulan fresnel dilakukan pada hari Senin, tanggal 27 Mei 2019 pukul 07.00 – 08.40 WIB dan bertempat di Laboratorium Fisika Modern, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember.



3.3 Definisi Operasional Variabel Definisi operasional adalah aspek penelitian yang memberikan informasi tentang bagaimana caranya mengukur variabel. Berikut definisi operasional variabel dari eksperimen hukum pemantulan fresnel yaitu :



3.3.1 Variabel Eksperimen a.



Variabel Bebas Variabel bebas yaitu faktor-faktor yang nantinya akan diukur, dipilih, dan



dimanipulasi oleh peneliti untuk melihat hubungan di antara fenomena atau peristiwa yang diteliti atau diamati. Variabel bebas dalam eksperimen hukum pemantulan fresnel adalah fotometer yang digunakan. Fotometer sebagai variable bebas karena ini tidak dipengaruhi oleh apapun justru berpengaruh terhadap hasil percobaan.



8



b. Variabel Terikat Variabel terikat yaitu faktor-faktor yang diamati dan diukur oleh peneliti dalam sebuah penelitian, untuk menentukan ada tidaknya pengaruh dari variabel bebas. Variabel terikat dalam eksperimen ini adalah adalah intensitas cahaya yang dihasilkan yang merupakan faktor yang diamati dan diukur untuk menentukan ada tidaknya pengaruh variabel bebas.



c.



Variabel Kontrol Variabel kontrol merupakan variabel yang diupayakan untuk dinetralisasi oleh



sang peneliti dalam penelitiannya tersebut dan variabel inilah yang menyebabkan hubungan di antara variabel bebas dan juga variabel terikat bisa tetap konstan. Variabel kontrol dalam eksperimen ini adalah sudut (𝜃) yang menyebabkan hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat tetap konstan.



3.3.2 Skala Pengukuran Skala pengukuran yang dipakai dalam eksperimen hukum pemantulan fresnel sebagai berikut : a.



Tabel Pengamatan Tabel 3.1 Pengaruh pergeseran sudut terhadap intentitas cahaya No Pergeseran Sudut Intentitas Cahaya 1 2



b. Ralat 1.



Indeks Bias 𝐼𝑟 2 (𝐼 ) − 1 𝑛2 = 0 2 𝐼 (𝐼𝑟 ) + 1 0 2 ) 𝑁(∑ 𝑛21 − (∑ 𝑛21 )2 ∆𝑛2 = √ 𝑁(𝑁 − 1)



9



𝑛2 = (𝑛2 𝐼 ∆𝑛2 ) ln 𝑋 2.



Sudut Brewster 𝜃𝐵 𝑛2 ) 𝑛1 𝑛2 𝜃𝐵 = 𝜃𝐵 −1 ( ) 𝑛1 tan 𝜃𝐵 = (



∆𝜃𝐵 = 𝜃𝐵 3.



∆𝑛2 𝑛1



Ralat Perhitungan 𝐼𝑟 2 1 𝜎2 ( ) = ∑(𝑦𝑖 − 𝑐 − 𝑚𝑥)2 𝐼0 𝑛−2 𝐼𝑟 2 𝑁𝜎 (𝐼 ) 0 𝜎 2𝑚 = ∆ 𝐼𝑟 2 ∑ 𝑥𝑖 2 𝜎2𝑐 = 𝜎 ( ) ; 𝐼0 ∆



c.



∆= 𝑚 =



𝑁(∆𝑥𝑖 𝑦𝑖 ) − (∑ 𝑥𝑖 )(∑ 𝑦𝑖 ) 2



(𝑁(∑ 𝑥𝑖 ) − (∑ 𝑥𝑖 )2 )



Grafik Persamaan umum untuk grafik hubungan antara intensitas dengan sudut adalah



sebagai berikut: Ir/Io



𝜃 Gambar 3.2 Grafik hubungan intensitas dengan sudut 𝜃



3.4 Kerangka Pemecahan Masalah 3.4.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam eksperimen hukum pemantulan fresnel adalah :



10



1.



Sumber cahaya biasa/incandesant light source (OS-9102B) digunakan sebagai sumber cahaya yang akan digunakan dalam eksperimen



2.



Anguler Translator (OS-9106A) digunakan sebagai tempat meletakkan analyzer



3.



3 buah holder (OS9107) digunakan sebagai tempat meletakkan polarizer, analyzer, dan retarder



4.



Meja optic (OS-9103) digunakan sebagai tempat meletakkan semua peralatan yang akan digunakan dalam eksperimen



5.



Layar pengamatan (OS-9138) digunakan sebagai tempat mengamati keluaran



6.



Bidang gelas (OS-9128) digunakan sebagai bidang yang akan dicari nilai reflektansinya



7.



Bidang akrilik (OS-9129) digunakan sebagai bidang yang akan dicari nilai reflektansinya



8.



2 buah polarizer (OS-9109) digunakan untuk menciptakan cahaya menjadi terpolarisasi



9.



Fotometer (OS-9152B) digunakan sebagai pengukur besarnya intensitas cahaya yang dihasilkan.



11



3.4.2 Tata Laksana Eksperimen Tata laksana eksperimen yang dilakukan dalam eksperimen hukum pemantulan fresnel sesuai dengan gambar berikut : Start Rangkai Alat Sumber Cahaya diletakkan pada ujung optik



Letakkan layar pada holder Polarizer diletakkan didepan fotometer 0°



Polarizer diletakkan didepan fotometer 90°



Catat Intensitas



Selesai Gambar 3.3 Diagram Alir Prosedur Eksperimen



3.4.3 Langkah Kerja Langkah Kerja dari eksperimen hukum pemantulan fresnel yaitu : 1.



Alat dirangkai seperti pada gambar 3.4 sehingga alat siap untuk digunakan.



2.



Sumber cahaya biasa diletakkan pada ujung bangku optik. Bidang gelas diletakkan pada holder dan gabungan tersebut diletakkan di atas translator anguler, posisi gelas diatur sehingga berkas cahaya datang tegak lurus permukaan gelas. Bagian depan bidang gelas harus berimpit dengan pusat sudut anguler dan tanda nol pada translator dan sejajar dengan arah cahaya datang.



12



Gambar 3.4 Susunan eksperimen hukum pemantulan fresnel (Sumber : Tim Penyusun, 2019)



3.



Layar diletakkan pada holder dan berkas cahaya terusan diamati. Layar dipindahkan dan berkas cahaya terusan diamati dengan menggunakan fotometer.



4.



Polarizer (sebagai analyzer) diletakkan didepan fotometer dan diatur agar sumbu 0o vertikal (tegak lurus bidang datang). Intensitas cahaya pantul (Ir) pada fotometer diamati dan dicatat.



5.



Sudut translator anguler diubah sebesar 10o dari sudut minimum yang sudah tentukan sebelumnya. Intensitas cahaya pantulnya dicatat.



6.



Polarisator (analiser di depan fotometer) diputar pada sudut 900. Dalam keadaan ini cahaya yang ditransmisikan oleh analiser paralel terhadap bidang datang.



7.



Langkah 4 sampai 6 dilakukan dengan sudut yang berbeda.



8.



Eksperimen diatas dilakukan kembali dengan menggunakan bidang akrilik.



3.4.4 Metode Analisis Data Metode analisis data yang digunakan dalam eksperimen hukum pemantulan fresnel adalah bersifat interval atau melalui pengukuran. Metode pengukuran ini berupa pengukuran intentitas cahaya. Pengukuran secara langsung dilakukan untuk mengetahui besar intentitas cahaya. Sehingga data yang diperoleh berupa nilai pengaruh panjang gelombang terhadap jumlah frinji. Eksperimen dilakukan untuk mengetahui grafik perbandingan antara jumlah frinji dan pergeseran sudut. Semua analisis perhitungan dikerjakan dengan menggunakan software Microsoft excel.



13



BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil Hasil yang didapatkan dari eksperimen hukum pemantulan fresnel adalah sebagai berikut : Tabel 4.1 Tabel Pengaruh Besar Sudut Terhadap Intensitas pada Akrilik Tegak Lurus 𝜃 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



I 38,00 40,00 43,00 45,00 46,00 50,00 52,00 54,00 58,00 62,00



I0 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38



∆I 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10



I/I0 ukur 1,00 1,05 1,13 1,18 1,21 1,32 1,37 1,42 1,53 1,63



𝜃 rad 0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,872 0,959 1,047



Ir/I0 0,042 0,045 0,049 0,055 0,063 0,074 0,089 0,108 0,135 0,171



D 22,89 22,40 21,92 20,40 18,11 16,76 14,46 12,15 10,33 8,53



I/I0 ukur terhadap teta rad tegak lurus akrilik 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.000



0.200



0.400



0.600



0.800



1.000



1.200



Gambar 4.1 Grafik hubungan I/I0 ukur terhadap 𝜃 radian pada akrilik tegak lurus



14



Tabel 4.2 Tabel Pengaruh Besar Sudut Terhadap Intensitas pada Akrilik Sejajar 𝜃 15 20 25 30 35 40 45 50 52 54 56 58 60



I 18,00 16,00 15,00 12,00 10,00 8,00 6,00 6,00 5,00 5,00 6,00 8,00 10,00



I0 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00



∆I 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



I/I0 ukur 1,00 0,89 0,83 0,67 0,56 0,44 0,33 0,33 0,28 0,28 0,33 0,44 0,56



𝜃 rad 0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,872 0,907 0,942 0,977 1,012 1,047



Ir/I0 0,049 0,054 0,062 0,071 0,082 0,097 0,114 0,137 0,147 0,159 0,172 0,186 0,202



D 19,48 15,36 12,53 8,40 5,74 3,59 1,91 1,44 0,89 0,75 0,94 1,39 1,75



I/I0 ukur terhadap teta sejajar akrilik 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.000



0.200



0.400



0.600



0.800



1.000



1.200



Gambar 4.2 Grafik hubungan I/I0 ukur terhadap 𝜃 radian pada akrilik sejajar



Tabel 4.3 Tabel Pengaruh Besar Sudut Terhadap Intensitas pada Gelas Tegak Lurus 𝜃



15 20 25 30



I 2,00 4,00 4,00 8,00



I0 2 2 2 2



∆I 0,1 0,1 0,1 0,1



I/I0 ukur 1,00 2,00 2,00 4,00



𝜃 rad



0,262 0,349 0,436 0,523



Ir/I0 1 1 1 1



D 0,00 1,00 1,00 3,00



15



35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90



12,00 16,00 22,00 28,00 40,00 50,00 56,00 68,00 74,00 78,00 80,00 84,00



2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2



0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



6,00 8,00 11,00 14,00 20,00 25,00 28,00 34,00 37,00 39,00 40,00 42,00



0,611 0,698 0,785 0,872 0,959 1,047 1,134 1,221 1,308 1,396 1,483 1,570



1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1



5,00 7,00 10,00 13,00 19,00 24,00 27,00 33,00 36,00 38,00 39,00 41,00



I/I0 ukur terhadap teta rad tegak lurus gelas



45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0.000



0.200



0.400



0.600



0.800



1.000



1.200



1.400



1.600



1.800



Gambar 4.3 Grafik hubungan I/I0 ukur terhadap 𝜃 radian pada gelas tegak lurus



Tabel 4.4 Tabel Pengaruh Besar Sudut Terhadap Intensitas pada Gelas Sejajar 𝜃



15 20 25 30 35 40 45 49 50



I 74,00 70,00 66,00 60,00 56,00 50,00 42,00 22,00 20,00



I0 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00



∆I 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



I/I0 ukur 1,00 0,95 0,89 0,81 0,76 0,68 0,57 0,30 0,27



𝜃 rad



0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,855 0,872



Ir/I0 0,03818 0,03519 0,03135 0,02667 0,02126 0,01529 0,00918 0,00468 0,00369



D 25,19 25,88 27,45 29,40 34,60 43,19 60,84 62,46 72,16



16



52 55 57 59 60 65 70 75 80 85 90



18,00 10,00 2,00 0,00 2,00 10,00 12,00 20,00 28,00 36,00 45,00



74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00



0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



0,24 0,14 0,03 0,00 0,03 0,14 0,16 0,27 0,38 0,49 0,61



0,907 0,959 0,994 1,029 1,047 1,134 1,221 1,308 1,396 1,483 1,570



0,00197 122,75 0,00028 489,96 0,00002 1512,03 0,00074 -1,00 0,00156 16,35 0,01235 9,94 0,04145 2,91 0,10517 1,57 0,23439 0,61 0,48940 -0,01 0,99360 -0,39



I/I0 ukur terhadap teta rad sejajar gelas 1.20 1.00 0.80



0.60 0.40 0.20 0.00 0.000



0.500



1.000



1.500



2.000



Gambar 4.4 Grafik hubungan I/I0 ukur terhadap 𝜃 radian pada gelas sejajar



4.2 Pembahasan Eksperimen Hukum Pemantulan Fresnel bertujuan untuk mengukur reflektansi gelas dan akrilik sebagai fungsi sudut, menentukan nilai sudut Brewster untuk gelas dan akrilik serta menentukan indeks bias medium. Hasil yang didapatkan dari eksperimen hukum pemantulan fresnel yaitu intensitas cahaya laser HeNe dengan pengaruh sudut yang diberikan. Pengaruh hubungan intensitas cahaya yang direfleksikan terhadap sudut sinar datang yaitu ketika intensitas cahaya sinar HeNe semakin besar maka sudut sinar datang semakin besar sesuai dengan teori yang ada. Pengaruh hubungan tersebut hanya berlaku jika bidang tegak lurus dengan analyzer. Hal ini dikarenakan sinar yang melewati sudut yang kecil, maka intensitas yang



17



terlewatkan akan semakin sedikit. Namun ketika sudut analyzer diputar sebesar 90°, maka sinar yang dilewatkan maksimum. Nilai reflektansi yang dilakukan dalam percobaan hukum pemantulan fresnel pada medium gelas dan akrilik, diketahui bahwa nilai reflektansi berbeda setiap medium pada gelas dan akrilik. Reflektansi medium gelas dan akrilik mengalami peningkatan untuk nilai masing-masing tegak lurus akrilik dan gelas dengan pengaruh dari sudut. Perbandingan antara nilai indeks bias gelas dan akrilik dapat diketahui dari data yang diperoleh bahwa nilai reflektansi dari akrilik lebih besar dari pada reflektansi pada gelas. Hal ini tentunya berpengaruh secara terbalik pada nilai transmisivitas, dimana nilai transmisivitas akrilik lebih kecil dari pada cahaya yang diteruskan pada gelas. Hal tersebutlah yang menyebabkan adanya perbedaan pola polarisasi antara perlakuan pada kaca dan akrilik dalam eksperimen ini. Hal ini dikarenakan akrilik dan gelas memiliki perbedaan komposisi bahan. Hasil yang didapatkan pada percobaan hukum pemantulan fresnel yaitu sudut brewster yang didapatkan dari nilai intensitas cahaya sinar HeNe yang lebih kecil dari hasil yang diperoleh. Sudut Brewster dari percobaan yang didapatkan dari sejajar gelas maupun akrilik untuk intensitas cahaya sinar HeNe dipengaruhi dari sudut brewster sehingga diketahui nilai intensitas cahayanya. Sudut yang digunakan sudut yang terkecil dari sejajar medium gelas maupun akrilik dengan variasi sudut lebih kecil maupun lebih besar dari sudut aslinya. Pada akrilik terjadinya sudut brewster pada sudut antar 540 dan 560. Diantara sudut tersebut hasil intensitas yang didapatkan mengecil atau mendekati nol. Sedangkan pada gelas terjadinya sudut brewster pada sudut 590, sudut tersebut menghasilkan intensitas 0 yang merupakan hasil dari sudut brewster.



18



BAB 5. PENUTUP



5.1 Kesimpulan Kesimpulan dari eksperimen hukum pemantulan fresnel sebagai berikut: 1.



Pengaruh hubungan intensitas cahaya yang direfleksikan terhadap sudut sinar datang yaitu ketika intensitas cahaya sinar HeNe semakin besar maka sudut sinar datang semakin besar.



2.



Perbandingan antara nilai indeks bias gelas dan akrilik dapat diketahui dari data yang diperoleh bahwa nilai reflektansi dari akrilik lebih besar dari pada reflektansi pada gelas.



3.



Pada akrilik terjadinya sudut brewster pada sudut antar 540 dan 560, sedangkan pada gelas terjadinya sudut brewster pada sudut 590.



5.2 Saran Eksperimen Hukum Pemantulan Fresnel harus dilakukan dengan sangat teliti pada saat mengamati nilai intensitas cahayanya, sehingga nilai yang didapatkan sesuai dengan percobaan. Data yang diambil setiap eksperimen harus memiliki data yang valid agar pengolahan data untuk data hasil dapat sesuai dengan teori. Ketika praktikum diharapkan praktikan harus memahami betul modul agar praktikum berjalan secara lancar.



19



DAFTAR PUSTAKA



Halliday,R. 1986. Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Halliday dan Resnik.1994. Fisika Jilid 2 Edisi 3. Jakarta:Erlangga. Singh, S. 2002. Refractive Index Measurement and it Applications. Physica Scripta: Gramedia Soedojo, P. 1992. Asas-Asas Ilmu Fisika Jilid 4 Fisika Modern. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Triya. 2011. Polarisasi Cahaya. Laboratoriom Eksperimen Fisika Fmipa Unesa. Pedrath. 1993. Introduction to Optics. Tokyo : Prentice – Hall. Sutini, 2003, Analisis Pola Difraksi Fraunhofer Untuk Menentukan Panjang Gelombang Suatu Sumber Cahaya, Semarang: Skripsi S-1 FMIPA UNDIP. Nurhayati. 2004. Study Persamaan Fresnel pada Cover Glass dan Alika. Semarang: Universitas Diponegoro. Tim penyusun. 2019. Buku Panduan Praktikum Eksperimen Fisika II. Jember: Universitas Jember.



20



Lampiran 1. Akrilik Tegak Lurus teta 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



I 38,00 40,00 43,00 45,00 46,00 50,00 52,00 54,00 58,00 62,00



I0 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38



delta I 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10



I/I0 ukur 1,00 1,05 1,13 1,18 1,21 1,32 1,37 1,42 1,53 1,63



teta rad 0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,872 0,959 1,047



cos teta 0,966 0,940 0,906 0,866 0,819 0,766 0,707 0,643 0,574 0,500



sin^2 teta 0,067 0,117 0,178 0,250 0,329 0,413 0,500 0,586 0,671 0,750



n1-2 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490



n2/n1 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486



delta I 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



I/I0 ukur 1,00 0,89 0,83 0,67 0,56 0,44 0,33 0,33 0,28



teta rad 0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,872 0,907



cos teta 0,966 0,940 0,906 0,866 0,819 0,766 0,707 0,643 0,616



sin^2 teta 0,067 0,117 0,178 0,250 0,329 0,413 0,500 0,586 0,621



n1-2 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520



n2/n1 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515



R -0,205 -0,212 -0,222 -0,235 -0,252 -0,272 -0,298 -0,329 -0,367 -0,414



Ir/I0 0,042 0,045 0,049 0,055 0,063 0,074 0,089 0,108 0,135 0,171



D 22,89 22,40 21,92 20,40 18,11 16,76 14,46 12,15 10,33 8,53



Lampiran 2. Akrilik Sejajar teta 15 20 25 30 35 40 45 50 52



I 18,00 16,00 15,00 12,00 10,00 8,00 6,00 6,00 5,00



I0 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00



R -0,221 -0,233 -0,248 -0,266 -0,287 -0,311 -0,338 -0,370 -0,384



Ir/I0 0,049 0,054 0,062 0,071 0,082 0,097 0,114 0,137 0,147



D 19,48 15,36 12,53 8,40 5,74 3,59 1,91 1,44 0,89



21



54 56 58 60



5,00 6,00 8,00 10,00



18,00 18,00 18,00 18,00



0,1 0,1 0,1 0,1



0,28 0,33 0,44 0,56



0,942 0,977 1,012 1,047



teta rad 0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,872 0,959 1,047 1,134 1,221 1,308 1,396 1,483 1,570



cos teta 0,966 0,940 0,906 0,866 0,819 0,766 0,707 0,643 0,574 0,500 0,423 0,343 0,259 0,174 0,088 0,001



sin^2 teta 0,067 0,117 0,178 0,250 0,329 0,413 0,500 0,586 0,671 0,750 0,821 0,883 0,933 0,970 0,992 1,000



0,588 0,560 0,530 0,500



0,654 0,687 0,719 0,750



1,520 1,520 1,520 1,520



1,515 1,515 1,515 1,515



-0,398 -0,414 -0,431 -0,449



R 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1



Ir/I0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1



D 0,00 1,00 1,00 3,00 5,00 7,00 10,00 13,00 19,00 24,00 27,00 33,00 36,00 38,00 39,00 41,00



Lampiran 3. Gelas Tegak Lurus I0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2



delta I 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



I/I0 ukur 1,00 2,00 2,00 4,00 6,00 8,00 11,00 14,00 20,00 25,00 28,00 34,00 37,00 39,00 40,00 42,00



n1-2 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490 1,490



n2/n1 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486 1,486



0,159 0,172 0,186 0,202



0,75 0,94 1,39 1,75



22



Lampiran 4. Gelas Sejajar teta 15 20 25 30 35 40 45 49 50 52 55 57 59 60 65 70 75 80 85 90



I 74,00 70,00 66,00 60,00 56,00 50,00 42,00 22,00 20,00 18,00 10,00 2,00 0,00 2,00 10,00 12,00 20,00 28,00 36,00 45,00



I0 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00 74,00



delta I 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1



I/I0 ukur 1,00 0,95 0,89 0,81 0,76 0,68 0,57 0,30 0,27 0,24 0,14 0,03 0,00 0,03 0,14 0,16 0,27 0,38 0,49 0,61



teta rad 0,262 0,349 0,436 0,523 0,611 0,698 0,785 0,855 0,872 0,907 0,959 0,994 1,029 1,047 1,134 1,221 1,308 1,396 1,483 1,570



cos teta 0,966 0,940 0,906 0,866 0,819 0,766 0,707 0,656 0,643 0,616 0,574 0,545 0,515 0,500 0,423 0,343 0,259 0,174 0,088 0,001



sin^2 teta 0,067 0,117 0,178 0,250 0,329 0,413 0,500 0,569 0,586 0,621 0,671 0,703 0,734 0,750 0,821 0,883 0,933 0,970 0,992 1,000



n1-2 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520 1,520



n2/n1 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515 1,515



R -0,195 -0,188 -0,177 -0,163 -0,146 -0,124 -0,096 -0,068 -0,061 -0,044 -0,017 0,004 0,027 0,039 0,111 0,204 0,324 0,484 0,700 0,997



Ir/I0 D 0,03818 25,19 0,03519 25,88 0,03135 27,45 0,02667 29,40 0,02126 34,60 0,01529 43,19 0,00918 60,84 0,00468 62,46 0,00369 72,16 0,00197 122,75 0,00028 489,96 0,00002 1512,03 0,00074 -1,00 0,00156 16,35 0,01235 9,94 0,04145 2,91 0,10517 1,57 0,23439 0,61 0,48940 -0,01 0,99360 -0,39