Percobaan O1.docx

Percobaan O1 LENSA POSITIF DAN NEGATIF A.

TUJUAN Menentukan panjang fokus lensa positif dan lensa negatif dengan metode pembentukan

bayangan obyek oleh lensa dan pengukuran menggunakan spherometer.

B.

Dasar Teori Lensa atau kanta adalah

medium pembias tembus pandang yang dibatasi oleh

permukaan lengkung (spheris). Berdasarkan permukaan-permukaan pembatasnya,lensa digolongkan dalam beberapa jenis yaitu: lensz datar-cembung (plan-konveks), lensa datarcekung (plan-konkaf), lensa cekung-cembung (konkaf-konveks), lensa cembung-cembung (bikonveks), dan lensa cekung-cekung (bikonkaf). Dua lensa terakhir disebut lensa positifnegatif dan lensa negatif yang masing-masing bersifat mengumpulkan (konvergen) dan menyerbarkan (divergen) berkas cahaya yang melewatinya. Jika ketebalan kedua lensa tersebut kecil, keduanya disebut lensa tipis karena obyek dan bayangan yang dihasilkan dari proses pembiasan berada di luar lensa. Proses pembentukan bayangan oleh lensa tipis, baik lensa positif maupun negatif mengikuti persamaan berikut: 1 𝑠

+

1 𝑠′

=

1

(1)

𝑓

Dengan ketentuan, s, s’, dan f masing-masing adalah jarak obyek terhadap lensa, jarak bayangan terhadap lensa dan jarak fokus lensa. Hubungan antara jarak fokus dengan kedua jari-jari lensa ditentukan oleh persamaan (2) berikut : 1 𝑓

1

= (𝑛 − 1) (𝑅 − 1

1 𝑅2

)

(2)

Dengan n adalah indeks bias bahan lensa. Untuk lensa positif, jika jarak obyek (didepan lensa) lebih besar daripada jarak fokus lensa, maka bayangan yang dihasilkan bersifat nyata (dapat terbentuk pada layar yang berada dibelakang lensa). Sedangkan untuk lensa negatif, bayangan yang dihasilkan selalu bersifat maya (tidak dapat terbentuk pada layar yang berada dibelakang lensa). Karena itu, agar bayangan yang dibentuk lensa negatif bersifat nyata, maka obyek semu. Yaitu berada dibelakang lensa. Untuk menghasilakan obyek semu bagi lensa negatif, maka lensa negatif harus diletakkan diantara lensa positif dan bayangan nyata lensa positif. Ketika lensa negatif berada diantara lensa positif dan bayangan nyata yang dihasilkan lensa positif, maka

bayangan nyata lensa positif menjadi obyek semu bagi lensa negatif karena obyek tersebut berada di belakang lensa negatif. Proses pembentukan obyek semu bagi lensa negatif dapat dijelaskan pada Gambar 1.

C.

ALAT DAN BAHAN

1.

Landasan lensa.

2.

Statif dan klem.

3.

Lampu obyek.

4.

Layar.

5.

Mistar

6.

Lensa positif.

7.

Lensa negatif

8.

Spherometen dan kaca datar

D.

PROSEDUR KERJA



Menentukan jarak fokus lensa positif :

1.

Letakkan lensa positif diantara lampu obyek dan layar, kemudian geserlah sehingga terbentuk bayangan jelas dan tajam pada layar sepergi pada Gambar 2.

2.

Ukur jarak lensa ke lampu obyek (s), dan jarak lensa ke layar (s’) dengan mistar.

3.

Ulangi langkah ke (1) dan (2) sebanyak 10 kali posisi lensa yang berbeda-beda.



Menentukan jarak fokus lensa negatif :

1.

Letakkan lensa positif diantara lampu objek dan layar, kemudian geserlah lensa sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan kira-kira sama besar dengan bendanya. Catat positif lensa (+) dan jangan sampai diubah.

2.

Letakkan lensa negatif diantara lensa positif dan layar, dan ukurlah jarak lensa dan layar, dan ukurlah jarak lensa negatif ke layar (s)

3.

Geserlah layar, sehingga tampak bayangan nyata, jelas, dan tajam, yang dibentuk oleh lensa negatif.

4.

Ukurlah dengan mistar jarak lensa negatif ke layar yang telah digeser tadi (s’)

5.

Ulangi langkat (2) sampai (4) sebanyak 10 kali dengan posisi lensa (-) yang berbedabeda.



Menentukan jarak fokus lensa positif menggunakan Spherometer.

1.

Perhatikan

bentuk

dan

skala

spherometer.

Spherometer

mempunyai 4 buah kaki. Kaki bagian tengah dapat terdorong ke atas sehingga jarum pada papan skala akan berputar. Besarnya pergeseran kaki tengah dapat dibaca paga pergeseran jarum. Jika jarum bergeser 1 skala terkecil, berarti kaki tengah terdorong sejauh 0.01 mm (skala terkecil spherometer nilainya 0.01 mm). 2.

Sebelum spherometer digunakan, pastikan bahwa keempat kaki spherometer berada pada kaca datar. Jika semua kaki berada pada ketinggian yang sama, tempatkan jarum pada skala “0”. Artinya spherometer telah siap digunakan.

3.

Letakkan lensa positif dibawah spherometer dengan posisi kaki tengah spherometer berada pada puncak lengkungan lensa positif sehingga kaki tengah terdorong sejauh h, kemudian catatlah posisi jarum. Dengan demikian h= jumlah skala pergeseran jarum x 0.01 mm

4.

Ukurlah jarak antara kaki tengah dengan salah satu kaki yang lain (catat sebagai y) menggunakan jangka sorong.

5.

Ulangi langah (2) dan (3) untuk sisi lensa positif yang lain.

6.

Untuk menentukan nilai jari-jari salah satu sisi lensa positif yang diukur, digunakan perhitungan melalui skema pada Gambar 4 (a).



Menentukan jarak fokus lensa positif menggunakan spherometer

1.

Lepaskan ketiga kaki samping dari lengan-lengan spherometer dengan cara memutar kaki-kaki tersebut berlawanan dengan arah jarum jam.

2.

Pasangkan kembali kaki-kaki tersebut pada bagian lengan terluar (terseia lobang) sedemikian sehingga lensa negatif dapat masuk diantara ketiga kaki spherometer.

3.

Letakkan spherometer pada kaca datar lalu sejajarkan ke empat kaki spherometer kemudian tempatkan jarum pada skala “0”

4.

Letakkan lensa negatif diantara ketiga kaki samping sehingga kaki tengah terdorong ke atas dan kaki tengah berada di tengah-tengah cekungan lensa. Catatlah pergeserrah kaki tengah sebagai h dan catat pula pergeseran jarum pada skala spherometer (h=jumlah skala pergeseran jarum x 0.01 mm)

5.

Ukurlah ketebalan (t) dan diameter (2y) lensa negatif menggunakan jangka sorong.

6.

Ulangi langkah (4) untuk sisi lensa negatif yang lain.

7.

Untuk menentukan nilai jari-jari salah satu sisi lensa positif yang diukur, digunakan perhitungan melalui skema pada Gambar 4 (b).

E.

DATA PERCOBAAN Lensa Positif No

S (cm)

S’ (cm)

1

30,2 ± 0,05

15,1 ± 0,05

2

19,9 ± 0,05

18,8 ± 0,05

3

29,5 ± 0,05

15,5 ± 0,05

4

32,1 ± 0,05

14,9 ± 0,05

5

34,8 ± 0,05

14,2 ± 0,05

6

37 ± 0,05

14 ± 0,05

7

39 ± 0,05

14 ± 0,05

8

47,9 ± 0,05

13,1 ± 0,05

9

60,1 ± 0,05

12,6 ± 0,05

10

85 ± 0,05

11,8 ± 0,05

Lensa Negatif No

S (cm)

S’ (cm)

1

10,4 ± 0,05

21,1 ± 0,05

2

15,4 ± 0,05

11,9 ± 0,05

3

15,5 ± 0,05

13,8 ± 0,05

4

13,7 ± 0,05

32,2 ± 0,05

5

14,4 ± 0,05

29,7 ± 0,05

6

13,1 ± 0,05

23 ± 0,05

7

15,4 ± 0,05

31,2 ± 0,05

8

14,5 ± 0,05

24,1 ± 0,05

9

14,7 ± 0,05

28,2 ± 0,05

10

15,2 ± 0,05

26,2 ± 0,05

F.

ANALISIS DATA

𝑛=1 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓

= = = =

𝑓=

𝑛=2

1

1

+

𝑠

1 30,2

1

𝑠′

+

𝑓 1

1

15,1

𝑓

15,1+30,2

1

456,02

𝑓

45,3

1

456,02

𝑓

456,02

= = = =

𝑓=

45,3

1

𝑛=3 +

𝑠

1 19,9

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

18,8

𝑓

18,8 +19,9

1

374,12

𝑓

38,7

1

374,12

𝑓

456,02

= = = =

𝑓=

45,3

1

1

+

𝑠

1 29,5

𝑠′

457,25 45 457,25 457,25 45

𝑓 = 9,67

𝑓 = 10,16

𝑛=4

𝑛=5

𝑛=6

𝑓 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓

= = = =

𝑓=

1

1

+

𝑠

1 32,1

1

𝑠′

+

𝑓 1

1

14,9

𝑓

14,9 +32,1

1

478,29

𝑓

47

1

478,29

𝑓

478,29

= = = =

𝑓=

47

1

+

𝑠

1 34,8

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

14,2

𝑓

14,2+34,8

1

494,16

𝑓

49

1

494,16

𝑓

494,16

= = = =

𝑓=

49

1

1

+

𝑠 1

𝑠′ 1

+

37

14

14 + 37 518 51 518 518 51

𝑓 = 10,17

𝑓 = 10,09

𝑓 = 10,15

𝑛=7

𝑛=8

𝑛=9

1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓

= = = =

𝑓=

1

+

𝑠 1 39

1

1

𝑠′

+

𝑓

1

1

14

𝑓

14 +39

1

546

𝑓

53

1

546

𝑓

546 53

= = = =

𝑓=

1 𝑠

+ 1

47,9

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

13,1

𝑓

13,1+47,9

1

627,49

𝑓

61

1

627,49

𝑓

627,49 61

= = = =

𝑓=

15,5

15,5+29,5

𝑓 = 10,07

1

1

+

1 𝑠

1

+ 1

60,1

𝑠′

+

1 12,6

12,6+60,1 757,26 72,7 757,26 757,26 72,7

𝑓 = 10,30

𝑓 = 10,28

𝑓 = 10,41

𝑛=2

𝑛=3

𝑛 = 10 1 𝑓

=

1

+

𝑠

1 𝑠′

1 1 1 = + 𝑓 85 11,8 1 11,8 + 85 = 𝑓 1003 1 96,8 = 𝑓 1003 𝑓=

1003 96,8

𝑓 = 10,36

Lensa Negatif

𝑛=1 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓

= = = =

𝑓=

1

+

𝑠

1 10,4

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

21,1

𝑓

21,1+10,4

1

219,44

𝑓

31,5

1

219,44

𝑓

219,44

= = = =

𝑓=

31,5

1 𝑠

+ 1

15,4

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

11,9

𝑓

11,9 + 15,4

1

183,26

𝑓

27,3

1

183,26

𝑓

183,26

= = = =

𝑓=

27,3

1

1 15,5

213,9 29,3

𝑛=5

𝑛=6

𝑓 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓

= = =

𝑠

1 13,7

1

1

𝑠′

+

𝑓 1

1

32,2

𝑓

32,2+13,7

1

441,14

𝑓

45,9

1

441,14

𝑓

= = = =

1 𝑠

+ 1

14,4

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

29,7

𝑓

29,7+14,4

1

427,68

𝑓

44,1

1

427,68

𝑓

= = = =

13,8

213,9

𝑛=4 +

1

29,3

𝑓 = 7,30

1

+

213,9

𝑓 = 6,71

=

𝑠′

13,8+15,5

𝑓 = 6,96

1

1

+

𝑠

1 𝑠

+ 1

13,1

1 𝑠′

+

23+13,1 301,3 36,1 301,3

1 23

441,14

𝑓=

𝑓=

45,9

427,68

𝑓=

44,1

301,3 36,1

𝑓 = 9,61

𝑓 = 9,69

𝑓 = 8,34

𝑛=7

𝑛=8

𝑛=9

1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓 1 𝑓

= = = =

1

1

+

𝑠

1

+

15,4

1

𝑠′

𝑓 1

1

31,2

𝑓

31,2+ 15,4

1

480,48

𝑓

46,6

1

480,48

𝑓

480,48

𝑓=

46,6

𝑓 = 10,31 𝑛 = 10 1 𝑓

=

1 𝑠

+

1 𝑠′

1 1 1 = + 𝑓 15,2 26,2 1 26,2 + 15,2 = 𝑓 398,24 1 41,4 = 𝑓 398,24 𝑓=

398,24 41,4

𝑓 = 9,61

= = = =

𝑓=

1 𝑠

+ 1

14,5

1

1

𝑠′

𝑓

+

1

1

24,1

𝑓

24,1+14,5

1

349,45

𝑓

38,6

1

349,45

𝑓

349,45 38,6

𝑓 = 9,05

= = = =

𝑓=

1 𝑠

1

+ 1

14,7

𝑠′

+

1 28,2

28,2+14,7 414,54 42,9 414,54 414,54 42,9

𝑓 = 9,66

RUMUS KETIDAKPASTIAN Jarak Fokus Lensa Positif No

𝒇 (𝒄𝒎)

𝒇𝟐 (𝒄𝒎)

1

10,07

101,4049

2

9,67

93,5089

3

10,16

103,2256

4

10,17

103,4289

5

10,09

101,8081

6

10,15

103

7

10,3

106,09

8

10,28

105,6784

9

10,41

108,3681

10

10,36

107,3296

N = 10

∑ 𝑓1 = 10,07

∑ 𝑓1 2 = 1033,865

𝑛

∑ 𝑓1 = 10,07 𝑖=1

n = 10 ∑𝑛𝑖=1 𝑓1 10,07 = = 100,7 𝑛 10 ∑ 𝑓1 2 − 𝑛 𝑓1 2 ∆𝑓 = √ 𝑛(𝑛 − 1) 1033,865 − 10(1,007)2 ∆𝑓 = √ 10(10 − 1) 1033,865 − 10(1,014049) ∆𝑓 = √ 90 1023,72 ∆𝑓 = √ 90 ∆𝑓 = √11,37 = 3,37 cm

Jarak Fokus Lensa Negatif No

𝒇 (𝒄𝒎)

𝒇𝟐 (𝒄𝒎)

1

6,96

48,44

2

6,71

45,02

3

7,3

53,29

4

9,61

92,35

5

9,69

93,89

6

8,34

69,55

7

10,31

106,29

8

9,05

81,9

9

9,66

93,31

10

9,61

92,35

N = 10

∑ 𝑓1 = 87,24

∑ 𝑓1 2 = 776,39

𝑛

∑ 𝑓1 = 87,24 𝑖=1

n = 10 ∑𝑛𝑖=1 𝑓1 87,24 = = 8,724 𝑛 10 ∑ 𝑓1 2 − 𝑛 𝑓1 2 ∆𝑓 = √ 𝑛(𝑛 − 1) 776,39 − 10(8,724)2 ∆𝑓 = √ 10(10 − 1) 776,39 − 10(76,10) ∆𝑓 = √ 90 15,39 ∆𝑓 = √ 90 ∆𝑓 = √0,171 = 0,41 cm

G.

PEMBAHASAN

Dari data perhitungan yang diperoleh menggunakan rumus ketidak pastian yaitu: 1. Jarak fokus lensa positif 𝑛

∑ 𝑓1 = 10,07 𝑖=1

n = 10 ∑𝑛𝑖=1 𝑓1 10,07 = = 100,7 𝑛 10 ∑ 𝑓1 2 − 𝑛 𝑓1 2 ∆𝑓 = √ 𝑛(𝑛 − 1) 1033,865 − 10(1,007)2 ∆𝑓 = √ 10(10 − 1) 1033,865 − 10(1,014049) ∆𝑓 = √ 90 1023,72 ∆𝑓 = √ 90 ∆𝑓 = √11,37 = 3,37 cm 2. Jarak fokus lensa negatif 𝑛

∑ 𝑓1 = 87,24 𝑖=1

n = 10 ∑𝑛𝑖=1 𝑓1 87,24 = = 8,724 𝑛 10 ∑ 𝑓1 2 − 𝑛 𝑓1 2 √ ∆𝑓 = 𝑛(𝑛 − 1) 776,39 − 10(8,724)2 ∆𝑓 = √ 10(10 − 1)

776,39 − 10(76,10) ∆𝑓 = √ 90 15,39 ∆𝑓 = √ 90 ∆𝑓 = √0,171 = 0,41 cm

H.

KESIMPULAN DAN SARAN  Kesimpulan Fokus lensa ditentukan oleh jarak bayangan dan jarak benda terhadap suatu lensa. Nilai fokus lensa tersebut bernilai hampir sama nilainya. Sifat-sifat bayangan: -

Nyata, terbalik, diperbesar

-

Nyata,terbalik, diperkecil

-

Maya, tegak, diperkecil

Bayangan yang dibentuk oleh lensa positif yaitu nyata dan terbalik. Bayangan yang dibentuk oleh lensa negatif yaitu maya dan terbalik.  Saran Pada saat melakukan percobaan hendaklah mengatur jarak cahaya dengan benda yang digunakan. Agar tidak susah saat mencari cahaya yang tepat.

I.

DAFTAR PUSTAKA M.Si., Supardi S.Si. 2013. Pedoman Praktikum Fisika Dasar 2 Untuk Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Airlanngga. Laboratorium Fisika Dasar UA, Surabaya