MAY PUSPITASARI: LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG DAN OPTIK JARAK FOKUS LENSA

LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG DAN OPTIK

JARAK FOKUS LENSA

Nama kelompok :

1. Siti Ropita (13030654004)

2. Ariska Yuniar (13030654015)

3. Febrian Deizha (13030654019)

4. May Puspitasari (13030654032)

PENDIDIKAN IPA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2015

Abstrak

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan tentang jarak fokus lensa yang bertujuan untuk menentukan jarak fokus lensa positif dan menentukan jarak fokus lensa negatif. Yang mengunakan metode percobaan yaitu pada fokus lensa positif dengan cara meletakkan benda, lensa positif, dan layar kemudian menentukan jarak benda ke lensa sebagai kontrol (15,20,25,30,35) cm. Lalu mengeser-geser layar untuk mendapatkan gambar bayangan yang paling jelas yang paling sesuai dengan sinar. Selanjutnya mengukur jarak bayangan s’ pada layar terhadap lensa dan mengulanginya sebanyak 5 kali dengan mengubah jarak benda s(+). Sedangkan pada fokus lensa negatif dengan meletakkan benda, lensa negatif, lensa positif, dan layar lalu menentukan jarak antara benda dan lensa sebesar (15,20,25,30,35) cm. Kemudian menggeser-geser layar untuk mendapatkan gambar bayangan yang jelas serta mengukur jarak antara lensa positif dan negatif (d) sebesar 10 cm dan jarak bayangan pada lensa positif (s’₍₊₎) dan mencatat hasilnya. Adapun hasil dari percobaan ini pada fokus lensa positif dengan jarak (15,20,25,30,35)cm ke layar didapatkan fokus lensa secara berurutan sebesar 10,4 cm, 10,6 cm, 10,5 cm, 10,6 cm, dan 10,6 cm. Dari data tersebut didapatkan jarak titik fokus lensa positif yang didapatkan sebesar 10,5 cm. Hal ini telah mendekati nilai jarak titik fokus lensa positif yang sesungguhnya yaitu 10 cm. Sedangkan pada fokus lensa negatif dengan jarak (15,20,25,30,35 )cm ke layar didapatkan fokus lensa secara berurutan sebesar -10,2 cm, -8,9 cm, -11,3 cm, -12,6 cm, dan -13,1 cm. Dari data pengamatan tersebut diperoleh jarak titik fokus lensa negatif sebesar -11,2 cm. Nilai yang didaptakan jauh dari jarak titik fokus lensa negatif yang sesungguhnya yaitu 10 cm. Hal ini dikarenakan kurang teliti dalam menentukan fokus bayangan dan mengukur jarak benda dan jarak bayangan yang terbentuk karena ruangan praktikum terlalu redup. Pada praktikum hari ini yang di dapatkan yaitu macam-macam gerak refleks. gerakan yang terjadi di tubuh selama gerak refleks tidak kita sadari. gerak refleks adalah gerak yang tidak di sadari yang timbul karena adanya ransangan dan merupakan mekanisme pertahanan tubuh yang terjadi jauh lebih cepat dari gerak biasa. Gerak uji coba refleks bisep responnya terjadi di fleksi lengan pada sendi siku, Refleks branchioradialis responnya yaitu muncul terakan menyentak pada lengan. Refleks trisep responnya yaitu ektensi lengan bawah di sendi siku, refleks pattelar responnya kontraksi quadrisep dan ekstensi pada bagian lutut. Dan gerak refleks Achilles responnya yang di hasilkan setelah pukulan pada tendon yaitu planter fleksi longlegs karena kontraksi m.gastronemius.

Kata kunci : gerak refkls

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Lensa merupakan benda tembus cahaya yang dibatasi oleh 2 permukaan lengkung atau 3 permukaan lengkung pada satu permukaan datar. Lensa terdiri dari dua macam, yaitu : lensa cembung ( positif ) dan lensa cekung ( negatif ). Lensa cembung mempunyai kemampuan untuk memfokuskan cahaya yang masuk. Sedangkan lensa cekung mempunyai kemampuan untuk menyebarkan cahaya yang masuk. Lensa mempunyai jarak fokus, untuk lensa cembung bernilai positif dan lensa cekung bernilai negatif. Bayangan benda yang dihasilkan oleh lensa tipis dalam hal ini lensa cembung bersifat nyata bila benda berada di ruang 2 dan 3, dan bersifat maya bila benda berada di ruang 1.

Jarak fokus sebuah lensa cembung dapat ditentukan melalui percobaan. Dalam menentukan panjang fokus lensa dapat digunakan dengan cara Gauss dan Bessel (pergeseran) untuk mendapatkan panjang fokus lensa. Secara teori fokus lensa cembung memiliki nilai 10. Jarak fokus pada lensa dipengaruhi oleh sinar cahaya, jarak benda pada lensa dan jarak antara lensa pada lensa, jika lensa tersebut merupakan lensa gabungan yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Untuk membuktikan bahwa fokus lensa cembung bernilai 10 maka dilakukan praktikum jarak fokus pada lensa , baik lensa positif dan lensa gabungan yaiyu gabungan antara lensa cembung dan lensa cekung.

B. Tujuan

Berdasarkan latar belakang maka tujuan dari praktikum yaitu:

1. Menetukan jarak fokus lensa positif

2. Menetukan njarak fokus lensa negative

C. Rumusan Masalah

Adapun rumusan malalah pada praktiukum ini yaitu:

1. Bagaimana pengaruh jarak benda terhadap fokus lensa positif?

2. Bagaimana pengaruh jarak benda terhadap fokus lensa negatif?

D. Hipotesis

“jika jarak benda semakin jauh dengan lensa maka jarak bayangan pada lensa semakin dekat”

BAB II

Dasar Teori

A. Lensa

Lensa juga berkaitan dengan hukum-hukum pembiasan, lensa dapat digolongkan menjadi dua macam yaitu lensa cembung (konvergen) dan lensa cekung (divergen). Lensa cembung adalah suatu lensa yang bagian tengahnya lebih besar dari pada bagian tepinya. Sinar bias pada lensa cembung bersifat (konvergen) sehingga lensa ini disebut juga lensa konvergen. Lensa cembung memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1.

2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang melalui titik pusat optik diteruskan tanpa membias.

Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari pada bagian tepinya. Sifat-sifat pada lensa cekung:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seakanakan berasal dari titik fokus aktif F1.

2. Sinar datang seakan-akan menuju ke titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang melalui titik pusat optik Oditeruskan tanpa membias.

Gambar 2.1 lensa positif dan lensa negatif

Sumber : mediabelajaronline.co.id

Titik fokus dapat dihitung dari jarak benda, s, dan jarak bayangan yang dibentuk, s’, dengan persamaan:

Persamaan 1

Gambar 2.2 jarak fokus lensa konvergen

Sumber : Modul optik:2013:12

Untuk suatu sistem lensa gabungan yang terdiri dari dua buah lensa yang masing‐masing mempunyai titik fokus f₁ dan f₂ seta dipisahkan oleh jarak d, jarak titik fokus dari sistem lensa dengan persamaan :

f_gab
depan =

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .persamaan 2

f_gab
belakang =

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .persamaan 3

Gambar 2.3Menentukan jarak fokus lensa gabungan

Sumber : Modul optik :2013:13

B. Cara Gauss

Dalam menentukan formulasi dasar permukaan yang menghubungkan jarak benda dengan lensa positif V+ dan jarak lensa positif dengan layar b+. apabila dengan menganggap tebal lensa dapat diabaikan terhadap jarak (baik jarak benda ke lensa maupun jarak lensa ke layar). Maka menurut persamaan Gauss panjang focus lensa positif F+ adalah :

Persamaan 4

adalah kuat lensa. Satuan kuat lensa dioptri.

C. Cara Bessel

Jarak benda dengan layar di buat sedemikian rupa sehingga dengan cara merubah posisi lensa dalam jarak tertentu dapat diketahui bayangan diperbesar dan diperkecil missal lensa L berada dalam posisi A akan menghasilkan bayangan diperbesar pada layar, dimana V+ adalah jarak benda dengan lensa dan b+ adalah jarak lensa dengan layar. Lensa digeser sampai membetuk bayangan diperkecil posisi ini disebut dengan posisi B. Bila jarak posisis A dan B adalah d dan jarak benda dengan layar adalah s, sehingga persamaannya adalah

s = (b+) + (V+) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . persamaan 5

d = (b+) – (V+).. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . persamaan 6

V+ = (s – d)/2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . persamaan 7

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . persamaan 8

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . persamaan 9

Dengan mengukur besarnya s dan d, panjang fokus lensa positf F+ dapat dihitung. Dengan catatan s >4F+

BAB III

METODE PERCOBAAN

A. Rancangan Percobaan

Lensa cembung

Lensa cekung

B. Alat dan Bahan

1. Lensa positif 1 buah

2. Lensa negatif 1 buah

3. Layar 1 buah

4. Ray box/ sumber cahaya 1 set

5. Penggaris 1 buah

C. Variabel

Fokus Lensa Positif

Variabel manipulasi : jarak sumber cahaya ke lensa positif (S₊)

Definisi Operasinal Variabel :jarak sumber cahaya ke lensa positif dimanupulasi sebanyak 5 kali dengan jarak 15 cm, 20 cm, 25cm, 30cm, dan 35 cm

Variabel kontrol : letak lensa

Definisi Operasional Variabel : lensa diletakan ditempat yang sama dan tidak diubah-diubah (tetap)

Variabel respon : jarak bayangan yang dihasilkan (S’₊)

Definisi Operasional Variabel : jarak bayangan yang dihasilkan oleh sumber cahaya yang melewati lensa positif

Fokus Lensa Negatif

Variabel manipulasi : jarak sumber cahaya ke lensa negatif (S_-)

Definisi Operasional Variabel : jarak sumber cahaya ke lensa negatif dimanipulasi sebanyak 5 kali dengan jarak 15 cm, 20 cm, 25cm, 30cm, dan 35 cm

Variabel kontrol : jarak antara lensa postif dan lensa negatif (d)

Definisi Operasional Variabel : jarak antara lensa positif dan negatif tidak diubah( tetap ) 10 cm

Variabel respon : jarak bayangan yang dihasilkan (S’₊)

Definisi Operasional Variabel : jarak bayangan yang dihasilkan oleh sumber cahaya terhadap lensa negative

D. Alur Kerja

1. Jarak fokus lensa positif

Lensa positif

Lensa negatif

Benda

Layar

Jarak fokus lensa negatif

E. Langkah Kerja

a. Jarak fokus lensa positif

1. Meletakan sumber cahaya, lensa positif, dan layar sesuai dengan rancangan percobaan

2. Mengukur jarak antara sumber sumber cahaya dengan lensa positif (S₊)

3. Menggeser –geser layar untuk mendapatkan bayangan yang paling jelas

4. Mengukur jarak jarak bayangan (S’₊) pada layar terhadap lensa positif

5. Mengulangi langkah diatas dengan mengubah jarak sumber cahaya terhadap lensa positif sebanyak 5 kali

b. Jarak fokus benda negatif

1. Meletakan sumber cahaya, lensa negatif, lensa positif, dan layar sesuai dengan rancangan percobaan

2. Mengukur jarak antara sumber sumber cahaya dengan lensa positif (S₊)

3. Mengukur jarak antara lensa positif dan negatif (d)

4. Menggeser –geser layar untuk mendapatkan bayangan yang paling jelas

5. Mengukur jarak jarak bayangan (S’₊) pada layar terhadap lensa positif dan catat hasilnya

6. Mengulangi langkah diatas dengan mengubah jarak sumber cahaya terhadap lensa negatif sebanyak 5 kali

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

A. Data

Tabel 1. Lensa Positif

Percobaan ke-	(s₍₊₎ ± 0,1) cm	(s’₍₊₎ ± 0,1) cm	f₍₊₎ (cm)
1	15,0	34,5	10,4
2	20,0	23,0	10,6
3	25,0	18,2	10,5
4	30,0	16,6	10,6
5	35,0	15,2	10,6
Rata-rata			10,5

Keterangan :

f pada lensa positif = 100 mm

Tabel 2. Lensa Negatif

Percobaan ke-	(s_(-) ± 0,1) cm	(d ± 0,1) cm	(s’₍₊₎ ± 0,1) cm	(s’_(-)± 0,1) cm	f_(-) (cm)
1	15	10,0	30,0	-6,1	-10,2
2	20	10,0	27,0	-6,2	-8,9
3	25	10,0	25,6	-7,8	-11,3
4	30	10,0	23,7	-8,9	-12,6
5	35	10,0	22,7	-9,5	-13,1
Rata-rata					-11,2

Keterangan :

f pada lensa negatif = 100 mm

B. Analisis

Pada percobaan pertama menentukan jarak fokus lensa positif menggunakan fokus lensa sebesar +100 mm. Ketika lensa positif dan lampu diletakkan pada jarak 15,0 cm didapatkan jarak bayangan pada layar sebesar 34,5 cm dengan titik fokus sebesar 10,4 cm. Ketika lensa positif dan lampu diletakkan pada jarak 20,0 cm didapatkan jarak bayangan pada layar sebesar 23,0 cm dengan titik fokus sebesar 10,6 cm. Ketika lensa positif dan lampu diletakkan pada jarak 25,0 cm didapatkan jarak bayangan pada layar sebesar 18,2 cm dengan titik fokus sebesar 10,5 cm. Ketika lensa positif dan lampu diletakkan pada jarak 30,0 cm didapatkan jarak bayangan pada layar sebesar 16,6 cm dengan titik fokus sebesar 10,6 cm. Ketika lensa positif dan lampu diletakkan pada jarak 35,0 cm didapatkan jarak bayangan pada layar sebesar 15,2 cm dengan titik fokus sebesar 10,6 cm. Sehingga didapatkan rata-rata titik focus lensa positif sebesar 10,5 cm.

Sedangkan percobaan kedua menentukan jarak fokus lensa negatif, menggunakan dua lensa yaitu dengan fokus lensa -100 mm dan +100 mm, untuk jarak antara lensa positif dan negatif dibuat sama yaitu 10 cm, dan dengan memanipulasi jarak benda (s-) berturut-turut sebesar 15,0 cm, 20,0 cm, 25,0 cm, 30,0 cm, dan 35,0 cm diperoleh jarak bayangan positif (s’+) berturut-turut 30 cm, 27,0 cm, 25,6 cm, 23,7 cm, dan 22,7 cm sehingga dapat ditentukan harga jarak bayangan negatif (s’-) bertutur-turut sebesar -6,1 cm, -6,2 cm, -7,8 cm, -8,9 cm, dan -9,5 cm dan diperoleh harga jarak fokus lensa negatif (f-) berturut-turut sebesar -10,2 cm, -8,9 cm, -11,3 cm, -12,6 cm dan -13,1 cm. Sehingga didapatkan rata-rata titik fokus lensa negatif sebesar -11,2 cm.

C. Pembahasan

Berdasarkan data dan analisis pada percobaan menentukan jarak fokus lensa positif dan negatif, yang masing-masing dilakukan sebanyak 5 kali. Pada percobaan menentukan jarak fokus lensa positif dengan fokus lensa +100 mm didapatkan jarak bayangan serta jarak fokus yang berbeda-beda. Dari kelima percobaan yang dimanipulasi jarak benda terhadap lensa positif (s+) berturut-turut 15,0 cm, 20,0 cm, 25,0 cm, 30,0 cm, dan 35,0 cm diperoleh jarak bayangan s’(+) berturut-turut 34,5 cm, 23,0 cm, 1,2 cm, 16,6 cm, dan 15,2 cm sehingga dapat diketahui jarak fokus lensa positif (f+) berturut-turut 10,4 cm, 10,6 cm, 10,5 cm, 10,6 cm dan 10,6 cm. Jarak bayangan yang terbentuk berbanding terbalik dengan jarak benda, semakin besar jarak benda dari lensa semakin kecil jarak bayangan yang terbentuk pada layar. Untuk sifat bayangan yang terbentuk dari percobaan menentukan jarak fokus lensa positif yaitu nyata, terbalik dan diperbesar. Rata-rata jarak fokus lensa yang didapat yaitu sebesar 10,5 cm dengan taraf ketelitian 99,57 %, dan ketidakpastian sebesar 0,43 %. Hasil tersebut hampir mendekati nilai fokus yang tertera pada lensa cembung yaitu 100 mm atau 10 cm. Perbedaan nilai fokus lensa positif pada percobaan dengan yang tertera pada lensa yaitu 0,5 cm. Perbedaan tersebut dapat dikarenakan kurang telitinya pengamat saat mengukur jarak antara bayangan dengan fokus terbaik dengan letak lensa positif.

Pada percobaan kedua yaitu menentukan jarak fokus lensa negatif dengan fokus lensa-100 mm dan +100 mm (menggunakan lensa cembung dan cekung) , untuk jarak antara lensa positif dan negatif dibuat sama yaitu 10 cm, didapatkan jarak bayangan serta jarak fokus yang berbeda-beda. Dari kelima percobaan dengan memanipulasi jarak benda (s-) berturut-turut sebesar 15,0 cm, 20,0 cm, 25,0 cm, 30,0 cm, dan 35,0 cm diperoleh jarak bayangan positif (s’+) berturut-turut 30,0 cm, 27,0 cm, 25,6 cm, 23,7 cm, dan 22,7 cm sehingga dapat ditentukan harga jarak bayangan negatif (s’-) bertutur-turut sebesar -6,1 cm, -6,2 cm, -7,8 cm, -8,9 cm, dan -9,5 cm dan diperoleh harga jarak fokus lensa negatif (f-) berturut-turut sebesar -10,2 cm, -8,9 cm, -11,3 cm, -12,6 cm dan -13,1 cm. Jarak bayangan yang terbentuk s’(-) berbanding lurus dengan jarak benda s(-), semakin besar jarak benda terhadap lensa negatif maka jarak bayangan yang dibentuk juga semakin besar. Sifat bayangan yang terbentuk dari percobaan menentukan jarak fokus lensa negatif yaitu maya, tegak, dan diperkecil. Rata-rata jarak fokus lensa negatif yang didapat yaitu sebesar -11,2 cm dengan taraf ketelitian 93,1 %, dan ketidakpastian sebesar 6,9 %. Hasil tersebut hampir mendekati nilai fokus yang tertera pada lensa cekung yaitu -100 mm atau -10 cm. Perbedaan nilai fokus lensa negatif pada percobaan dengan yang tertera pada lensa yaitu 1,2 cm. Perbedaan tersebut dapat dikarenakan kurang telitinya pengamat saat mengukur jarak antara bayangan dengan fokus terbaik dengan letak lensa positif. Hasil yang diperoleh antara jarak fokus lensa positif dan negatif berbeda, hal tersebut dikarenakan pada lensa positif hanya menggunakan satu jenis lensa yaitu lensa cembung saja. Sedangkan dalam menentukan jarak fokus lensa negatif menggunakan dua lensa yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Cahaya yang masuk pada lensa cekung (negative) dimana lensa negatif bersifat menghamburkan berkas sinar yang akan diteruskan melalui lensa cembung (positif) yang bersifat mengumpulkan berkas sinar sehingga dapat terbentuk bayangan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat ditarik ksimpulan sebagai berikut.

1. Jarak fokus pada lensa positif dan negatif dapat ditentukan jika jarak bayangan dan jarak benda diketahui. Berdasarkan hasil praktikum didapatkan jarak fokus lensa positif sebesar 10,5 cm dan lensa negatif sebesar -11,2 cm.

2. Jarak fokus lensa positif 10,5 sudah mendekati nilai fokus lensa positif yaitu 10 cm yang sesuai dengan teori sedangkan focus lensa negatife -11,2 tidak sesuai denga teori yang seharusnya focus lensa negative yaitu 10 cm.

3. Hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan hingga menemukan nilai jarak fokus, dapat dituliskan dalam

. Jarak benda berbanding terbalik dengan jarak bayangan.

4. Lensa positif (cembung) bersifat mengumpulkan cahaya sedangkan lensa negatif (cekung) bersifat menyebarkan cahaya.

B. Saran

Saran kepada praktikan sebaiknya lebih hati-hati dalam menentukan fokus bayangan dan lebih teliti dalam mengukur jarak benda dan jarak bayangan. Sehingga di hasilkan nilai focus yang sesuai dengan teori.

Daftar Pustaka

Fansuri.2012. Menentukan Panjang Fokus Lensa Positif Dan Negatif

Dengan Menggunakan Cara Gauss Dan Bessel(jurnal.Yogyakarta:

Universitas muhammaddiyah yogyakarta

Sutrisno.2013.Modul optik.Malang:universitas negeri malang.

Giancoli, Douglas. C. 2001, Fisika Kelima Jilid 1 Edisi. Erlangga : Jakarta.

Giancoli, D.C. 2001. Fisika jilid 2 edisi kelima. Jakarta: Erlangga.

Sutrisno,1979.Fisika Dasar Gelombang dan Optik.Bandung:ITB.

TIM. 2015. Modul Praktikum Gelombang Optik. Laboratorium IPA Dasar : Surabaya.

Yulianti,N.1997.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar.Jember:Universitas Jember.

Zemansky,S.1994.Fisika Untuk Universitas Mekanika Panas,Bunyi.Jakarta: Binacipta.

Lampiran Foto

No	Gambar	Keterangan
1.		Rancangan alat lensa cembung
2.		Bayangan ketika s(+) = 15 cm
3.		Bayangan ketika s(+) = 35 cm
4.		Rancangan alat lensa cekung.
5.		Jarak d = 10 cm
6.		Bayagan saat s(-) = 35 cm