BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangDalam kehidupan sehari-hari
kita sering menggunakan maupun menjumpai benda-benda seperti
kacamata, lup (kaca pembesar), kamera dan masih banyak lagi. Tetapi
tentunya kita belum begitu paham bagaimana cara kerja dan masih
banyak lagi fungsi yang belum kita ketahui dari alat-alat tersebut.
Selain itu juga masih kurang paham bagaimana benda-benda tersebut
membentuk suatu bayangan dan sifat-sifat bayangan yang terbentuk
pada benda-benda tersebut.Alat optik yang paling sering digunakan
adalah lensa, sepertikamera, teleskop dan mikroskop. Lensa ini
merupakan alat optik yang sangat berguna. Lensa yang paling
sederhana mempunyai dua permukaan bola yang cukup dekat satu sama
lain, sehingga kita dapat mengambil jarak diantara kedua permukaan
itu, kita namakan ini sebuah lensa tipis.Lensa merupakan sebuah
benda yang dibuat dari barang optic transparan yang mempunyai dua
sisi permukaan sebuah benda yang dibuat dari benda optic transparan
yang mempunyai dua sisi permukaan. Bidang bening yang dibatasi oleh
dua atau lebih permukaan bias dengan minimal satu permukaan
merupakan bidang lengkung. Jenis lensa dibagi menjadi dua yaitu
lensa positif dan lensa negatif. Lensa positif (konveks) memiliki
bagian tengah lebih tebal daripada tepinya dan bersifat mengumpul
(konvergen) sedangkan lensa negatif (konkaf) memiliki bagian tengah
lebih tipis daripada bagian tepinya dan bersifat memancar
(dirvergen).Oleh karena itu, percobaan system ini perlu dilakukan
agar dapat mengetahui dasar-dasar system lensa, untuk mengetahui
sifat-sifat bayangan yang terbentuk antara lensa positif dan
negative serta lensa gabungan dan untuk mengetahui
aplikasi-aplikasi system lensa dalam kehidupan sehari-hari.
1.2 Tujuan PercobaanAdapun tujuan dari percobaan ini adalah
sebagai berikut :1. Mengetahui bayangan yang terbentuk pada lensa
positif dan lensa negatif.2. Menentukan panjang focus (titik api)
dari dua lensa cembung dengan mengukur jarak bayangan dan jarak
benda. 3. Menetukan panjang focus sebuah lensa cembung dan
kombinasi dari lensa cembung dan lensa cekung dengan menggunakan
metode Bessel.4. Menyusun alat-alat optic sederhana sbb : a)
Proyektor slide, skala/ukuran bayangan yang ditentukan. b)
Mikroskop, pembesaran yang ditentukan. c) Teleskop dari Johannes
Kepler. d) Teleskop dari Galileo Galileo (kaca opera). 1.3
RumusanMasalahAdapun rumusan masalahnya adalah sebagai berikut :1.
Apa saja jenis-jenis lensa?2. Apa perbedaan lensa cekung dan lensa
cembung?3. Bagaimana prinsip dasar mengunakan metode Bessel?4.
Bagaimana bayangan yang terbentuk pada proyektor slide, mikroskop
dan teleskop dari Johannes Kepler serta teleskop dari Galileo
Galileo (kaca opera).
BAB IIDASAR TEORI2.1 Pengertian LensaLensa adalah sebuah benda
yang dibuat dari barang optik transparan yang mempunyai dua sisi
permukaan sebuah benda yang dibuat dari benda optik transparan yang
mempunyai dua sisi permukaan. Dalam hal ini, lensa merupakan medium
transparan yang dibatasi oleh dua permukaan lengkung (namun salah
satu permukaan lensa dapat juga merupakan bidang datar). Karena itu
gelombang datang mengalami dua pembiasan ketika melewati lensa.
Bayangan yang dibentuk oleh permukaan pertama merupakan obyek bagi
permukaan kedua (Halliday,1999).
Gambar 2.1.1 Bentuk standar lensa(a) lensa positif dan (b) lensa
negatif.Lensa biconvex sering disebut lensa cembung (kedua
permukaannya cembung) atau lensa positif (fokusnya bertanda
positif) atau lensa konvergen (bersifat penggumpalan sinar),
sedangkan lensa bikonkaf sering disebut lensa cekung (kedua
permukaannya cekung) atau lensa divergen (bersifat menyebarkan
sinar).Untuk lensa positif sinar utama :1. Sinar sejajar yang
digambarkan sejajar dengan sumbu utama ini dibelokkan melalui titik
fokus kedua dari lensa tersebut.2. Sinar pusat digambarkan melalui
pusat (verteks) lensa. Sinar ini tidak dibelokkan (disampingkan).
(Muka-muka lensa adalah sejajar pada titik ini sehingga sinar
memancar pada arah sama tetap sadikit bergeser, karena lensa
tersebut tipis).Sinar fokus di gambarkan melalui titik fokus
pertama. Sinar ini memancarkan sejajar dengan sumbu utama.Bayangan
dapat nyata (real) atau maya (virtual) pada bayangan nyata, cahaya
betul-betul melalui titik bayangan tersebut, sedangkan pada
bayangan maya cahaya seolah-olah terpancar dari titik bayangan,
padahal cahaya tidak melalui titik ini. Bayangan pada cermin data
selalu maya dan menunjukkan bahwa bayangan maya memang nyata ada
dan letaknya tertentu dibelakang cermin.Persamaan untuk pembesaran
bayangan :M = (Tipler, 2001).Alat optik yang paling sering
digunakan adalah lensa, seperti kamera, teleskop dan mikroskop.
Lensa yang paling sederhana mempunyai dua permukaan bola yang cukup
dekat satu sama lain, sehingga kita dapat mengambil jarak diantara
kedua permukaan itu,kita namakan ini sebuah lensa tipis.Bila berkas
sinar yang paralel dengan sumbu melalui lensa itu, maka berkas
sinar itu berkumpul kesebuah titik F2 dan membuntuk sebuah bayangan
nyata dititik tersebut. Lensa seperti itu dinamakan sebuah lensa
pengumpul (lensa konvergen). Demikian itu, sinar yang lewat melalui
F1 muncul keluar dari lensa itu sebagai sebersas sinar paralel.
Titik F1 dan F2 dinamakan titik fokus pertama dan titik fokus kedua
dan jarak F (yang diukur dari pusat lensa itu) dinamakan panjang
fokus (Zemansky, 2001).Mikroskop dan teleskop memiliki sebuah lensa
objektif dan sebuah lensa okuler. Keduanya dinyatakan sebagai lensa
tipis. Fokus utama lensa tipis yaitu permukaan sinar yang sejajar
dan berada dekat pada sumbu x terputuskan. Titik fokus ini bersifat
maya untuk lensa divergen dan bersifat nyata untuk lensa bersifat
konvergen. Jarak fokus F adalah jarak titik fokus utama dan lensa.
Karena setiap lensa dapat dibalik tanpa merubah sinar pada setiap
lensa terdapat 2 titik fokus yang simetris (Sutisna, 2001).
Persamaan pembuat lensa tipis adalah
Persamaan diatas dapat digunakan untuk menetukan nilai R1 dan
R2yang diperlukan untuk suatu nilai indeks bias dan panjang fokus
yang diinginkan. Persamaan ini memiliki hubungan objek tayangan
untuk lensa postif maupun negatif sehingga didapatkan persamaan
lensa tipis : + dengan p adalah jarak objek, q adalah jarak
bayangan dan f adalah jarak fokus lensa (Serway, 2010).Hubungan
antara focus lensa, jarak benda, dan jarak bayangan untuk sebuah
lensa dapat diperoleh dengan menggambarkan jalan-jalan sinar sbb
:
Gambar 2.1.2 Sinar sinar istimewa lensa konveksDengan hukum
kesebandingan (kesebangunan) segitiga antara PQR dengan TSR dapat
dituliskan persamaan : (2.1)Dan karena URF2 TSF2 maka : (2.2)
B : tinggi bayangan g: jarak bendaG : tinggi benda (objek) f:
focus benda
Persamaan (2.1) dan persamaan (2.2) dapat digabungkan menjadi
:
atau f = (2.3)
Untuk metode Bessel pada Gambar 2.1.2, karena g1 = bII (jarak
benda untuk kasus I sama dengan jarak bayangan untuk kasus II) dan
karena bI = g II , maka :g1 + b1 = d(2.4)gt = (d - e) (2.6)b1 - g1
= e(2.5)ataubt = (d + e) (2.7)
Dengan memasukkan persamaan (2.6) dan (2.7) ini ke dalam
persamaan (2.3), maka diperoleh : (2.8)Jadi penentuan fokus lensa
konfeks f dapat dilakukan dengan mengukur d dan e.Kalau selanjutnya
digunakan susunan lensa yang terdiri atas sebuah lensa cembung
(konveks) yang telah diukur fokusnya dengan cara di atas dan sebuah
lensa cekung (konkaf), maka fokus lensa cekungnya adalah : atau fz
=
supaya ada bayangan real (nyata), maka :
(Abaikan jarak antara kedua lensa).
2.2 Ukuran pembesarana. Proyektor SlideUkuran pembesaran
diperoleh dari :V = misalkan b=700 mm dan f=100 mm, maka V=6
(3.13)
b. MikroskopPembesaran lensa obyektif :
Pembesaran angular dari lensa pembesar (okuler) untuk akomodasi
minimum : = Jadi pembesaran total adalah :
c. Teleskop KeplerLensa L1 memberikan gambar atau bayangan real
terbalik sebesar y1 untuk obyek yang jauh dan gambar ini diamati
melalui lensa pembesar (lensa okuler) L2.
d. Teleskop GalileoSuatu lensa cekung ditempatkan pada lintasan
sinar di depan gambar real yang dihasilkan oleh lensa L1 (lensa
obyektif), sehngga F1 dan F2 berimpit. Mata akan melihat gambar
semu (maya) yang tegak, maka pembesaran angular adalah : = (PHY-WE,
volume I-5).
BAB IIIMETODE PERCOBAAN3.1 Alat dan BahanAdapun alat dan bahan
yang digunakan pada percobaan ini dapat dilihat pada tabel 3.1.1 di
bawah ini.Tabel 3.1.1 Alat dan Bahan yang digunakanNo.Alat dan
bahanKodeUnit
1Lensa ,f=+20 mm08018.011
2Lensa ,f=+50 mm08020.011
3Lensa ,f=+100 mm08021.011
4Lensa ,f=+300 mm08023.011
5Lensa ,f=-50 mm08026.011
6Lensa ,f=-200 mm08028.011
7Layar translusen 250 mm x 250 mm08064.001
8Celah 08133.011
9Ground glass acreen, 50x50x2 mm08136.011
10Double condensor, f=6008137.001
11Stage mikrometer62046.001
12objek08132.011
13Penaruh Panjang lintasan objek, l=1000 mm08282.001
14Slide mount for optical profile bench, h= 30 mm08286.015
15Slide mount for optical profile bench, h= 80 mm08286.021
16dudukan lensa08282.002
17Experiment lamp11601.101
18Dudukan diafragma08040.002
19Kabel penghubung, 500 mm07361.042
20Swinging arm08256.001
21Power supply 0-12v DC/6v, 12v AC13505.931
22Meteran /rule 1000mm09937.011
23Ground glass screen08136.011
3.2 Cara Kerja
Gambar 3.2.1 Set up eksperiment hukum lensa dan alat-alat
optik
1. Dirangkai peralatan seperti terlihat pada gambar 3.2.12.
Dihidupkan lampu dengan menekan tombol power pada catu daya3.
Disesuaikan cahaya agar sinar masuk ke celah4. Dipasang objek
didepan lensa5. Diukur jarak panjang fokus dari dua lensa cembung
dengan mengukur jarak bayangan dan jarak benda6. Diamati bayangan
objek yang terbentuk pada layar
BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Hasil PengamatanTebel
4.1 Hasil gambar pada jarak yang bervariasiNoJarak (cm)Gambar
1
20
2
23
3
26
4
29
5
30
4.2 Analisa DataTabel 4.2.1 Hasil pembesaran bayangan pada jarak
yang bervariasiNoe
hh
1.20103,5
2.239,53,5
3.268,63,5
4.298,23,5
Dengan f1 = +100 f2= +300S(jarak dari lensa ke layar) = 88
cm
4.2.1 Perhitungan Titik FokusKeterangan F= Titik fokusS= Jarak
dari lensa 1 ke lensa 2S= Jarak lensa ke layar
= + = + = + = + = = = = f1 = f2 = = 16,29 = 18,23
= + = + = + = + = = = = f3 = f4 = = 20,07 = 21,81
= = 2,86 = = 2,46
= = 2,71 = = 2,34
Maka sudut magnetik yang didapatkan adalah :
L = = = 0,33
4.3 PembahasanPada percobaan hukum lensa yang bertujuan untuk
menentukan panjang focus dari dua lensa cembung dengan mengukur
jarak bayangan dan jarak benda dan menentukan panjang focus sebuah
lensa cembung dan kombinasi dari lensa cembung dan lensa cekung
dengan menggunakan metode Bessel. Secara teori ada banyak jenis
ukuran pembesaran yaitu slide proyektor, mikroskop, teleskop
keppler, dan teleskop Galileo. Namun pada percobaan ini ukuran
pembesaran yang kami gunakan adalah teleskop keppler dikarnakan
metode ini lebih sederhana. Pada teleskop keppler menggunakan lensa
cembung (f1=+300mm) dan (f2=+50 mm). akan tetapi lensa cembung yang
kami gunakan memiliki panjang focus (f1 = +100mm) dan (f2 =
+300mm).Mula-mula kami mengukur jarak laser ke lensa 1. Kemudian
kami memberi lensa cembung dimana lensa 1 menggunakan f1 = +100
sedangkan pada lensa 2 menggunakan f2= +300. Selanjutnya digeser
kedua lensa secara bersamaan sehingga didapatkan bayangan yang ada
pada layar dimana jarak lensa 1 ke layar sebesar 88 cm. Setelah itu
Jarak lensa l ke lensa 2 divariasikan dimulai dengan jarak 20 cm
sampai 29 cm sehingga menghasilkan bayangan yang bervariasi dengan
panjang benda yang digunakan sebesar 3.5 cm. semakin pendek jarak
lensa 1 ke lensa 2 (e) maka semakin besar pula bayangan yang
terbentuk begitu juga sebaliknya. Artinya jarak lensa 1 ke lensa 2
(e) berbanding terbalik dengan bayangan benda yang
terbentuk.Berdasarkan analisa data yang didapatkan pembesaran
bayangan benda maka ukuran bayangannya semakin besar, artinya
pembesaran bayangan berbanding lurus dengan besarnya bayangan yang
terbentuk (h). Pada titik focus yang didapatkan semakin besar jarak
lensa 1 ke lensa 2 maka semakin besar pula titik focus yang
dihasilkan. Artinya jarak lensa 1 ke lensa 2 berbanding lurus
dengan titik focus.Pada teleskop keppler ini diperoleh sudut magnet
sebesar 0.03 yang didapatkan dari perbandingan (f1 = +100mm) dan
(f2 = +300mm).
BAB VPENUTUP
5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang didapatkan pada percobaan
ini yaitu :1. Panjang focus ditentukan oleh jarak benda ke lensa
dan jarak bayangannya ke lensa dan jarak benda bayangan menggunakan
metode Bessel.2. Teleskop keppler menggunakan lensa cembung
(f1=+300mm) dan (f2=+50 mm).3. Jarak lensa 1 ke lensa 2 (e)
berbanding terbalik dengan bayangan benda yang terbentuk.4. Jarak
lensa 1 ke lensa 2 berbanding lurus dengan titik focus.
5.2 SaranPada percobaan ini diharapkan asisten lebih mengerti
agar didapatkan analisa data yang sesuai dengan teori.
14