LAPORAN PEMANTULAN DAN PEMBIASAN

PEMANTULAN DAN PEMBIASAN

Herayanti, Muh. Shadiq. K, Rezky Amaliah

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA

Universitas Negeri Makassar

Pendidikan Fisika 2014

Abstrak

Telah dilakukan percobaan tentang pemantulan dan pembiasan dengan tujuan untuk

mengetahui perilaku cahaya pada peristiwa pemantulan dan pembiasan serta menentukan indeks

bias bahan. Pada praktikum ini terdapat lima kegiatan. Kegiatan pertama mencari jarak fokus

cermin cekung dan cermin cembung, kegitan kedua membuktikan sinar-sinar istimewa pada

cermin cekung dan cermin cembung, kegiatan ketiga menentukan sifat bayangan pada cermin

datar, kegiatan empat mengenai pembiasan pada rhombus, dan yang terakhir mengenai pemantulan

sempurna. Jarak fokus padacermin cembung terletak di belakang cermin sedangkan pada cermin

cekung terletak di depan cermin. Dari hasil praktikum diperoleh besar jarak fokus cermin cembung

dan cekung adalah |6,40±0,05|cm dan |5,85 ± 0,05|cm. Pembiasan oleh rhombus dengan

menentukan sudut datang dan sudut biasnya diperoleh hasil indeks bias rata-rata yang berasal dari

udara ke kaca |1,46 ± 0,07| dan indeks bias yang berasal dari kaca ke udara adalah |1,44 ± 0,10| dan sudut kritis kaca sebesar |40,0±0,5|˚ diperoleh pula besar % diff nya sebesar

8,6 % pada pemantulan sempurna.

Kata kunci : cermin, , jarak fokus, pemantulan, pembiasan

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana perilaku cahaya pada peristiwa pemantulan dan pembiasan ?

2. Berapa besar nilai indeks bias bahan ?

TUJUAN

1. Mengetahui perilaku cahaya pada peristiwa pemantulan dan pembiasan

2. Menentukan besar indeks bias bahan

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik yang

memiliki sifat mendua. Disatu sisi cahaya merupakan gelombang namun disisi

lain cahaya memiliki sifat seperti sebuah partikel. Salah satu sifat cahaya sebagai

gelombang adalah dapat mengalami pemantulan (refleksi) sedangkan salah satu

sifat cahaya sebagai partkel adalah cahaya dapat mengalami peristiwa tumbukan

(Herman, 2015 : 39).

Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas

yang memisahkan dua medium yang berbeda, seperti sebuah permukaan udara

kaca, energi cahaya dipantulkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah

dari sinar yang ditransmisikan disebut pembiasan (Tipler,2001: 446).

Ketika gelombang dari tipe apapun mengenai sebuah penghalang datar

seperti misalnya sebuah cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan

bergerak menjauhi penghalang tersebut.Fenomena ini disebut pemantulan.

Pemantulan terjadi pada bidang batas antara dua medium yang berbeda seperti

misalnya sebuah permukaan udara kaca, dalam kasus dimana sebagian energy

datang dipantulkan dan sebagian ditransmisikan. Sudut antara sinar datang dengan

garis normal (garis tegak lurus permukaan) sisebut sudut datang, bidang yang

dibatasi oleh dua garis ini disebut sudut datang. Sinar yang dipantulkan terletak di

dalam bidang datang tersebut dan membentuk sudut dengan garis normal yang

sama dengan sudut datang. Hasil ini dikenal dengan hukum pemantulan . Hukum

pemantulan berlaku untuk semua jenis gelombang (Tipler, 2001 : 442).

Berdasarkan eksperimen, diperoleh hukum-hukum mengenai refleksi dan

refraksi sebagai berikut:

1. Sinar yang direfleksikan dan dairefraksikan terletak pada satu bidang yang

dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas di titik darang yaitu

bidang.

2. Untuk refleksi:

θ1'=θ1

3. Untuk refraksi:

sin θ1

sin θ2

=n21

Dengan n21 adalah konstanta yang disebut indeks refraksi (indeks bias) dari

medium 2 terhadap medium 1. Berikut tabel yang menunjukkan indeks refraksi

beberapa bahan terhadap vakum untuk panjang gelombang (cahaya natrium) (589

nm =5890 A) (Halliday, 1978: 608-609).

Hukum refleksi telah dikenal oleh Euclides.Hukum refraksi diperoleh

secara eksperimen oleh Willebrod Snell (1591-1626) dan diturunkan melalui teori

korpuskuler cahaya oleh Rene Descartes (1596-1650).Hukum refraksi ini dikenal

sebagai Hukum Snell, atau (di Perancis) dikenal sebagai Hukum Descartes

(Halliday, 1978: 609).

Kajian eksprimental mengenai arah sinar masuk, sinar yang direflesikan,

dan sinar yang direfraksikan pada antarmuka yang halus di antara dua material

optic memunculkan smpulan-simpulan sebagai berikut :

1. Sinar yang masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar yang direfraksikan dan

normal terhadap permukaan semuanya terletak pada bidang yang sama.

Bidang dari ketiga sinar itu tegak lurus terhadap bidang permukaan batas di

antara kedua material tersebut. Kita selalu menggambarkan diagram sinar

sehingga sinar masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar yang direfraksikan

berada dalam diagram.

2. Sudut refleksi 𝜃𝑟sama dengan sudut masuk 𝜃𝑎 untuk semua panjang

gelombang dan untuk setiap pasangan material.

𝜃𝑟 = 𝜃𝑎 (hukum refleksi)

Hubungan ini, bersama-sama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan

sinar yang direfleksikan dan normal. Semuanya terletak pada bidang yang

sama yang dinamakan hukum refleksi (law of reflection).

3. Untuk cahaya monokromotik dan untuk sepasang material yang diberikan a

dan b, pada sisi sisi yang berlawanan dari antarmuka itu, rasio dari sinus

sudut 𝜃𝑎 dan 𝜃𝑏 dimana kedua sudut tu diukur dar normal terhadap

permukaan , sama dengan kebalikan dari rasio kedua indeks refraksi :

sinθa

sinθb

=nb

na

nasinθa= nb sinθb

Hukum eksprimen ini bersama-sama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan

sinar yang direfraksikan dan normal semuanya terletak pada bidang yang sama

dinamakan hukum refraksi (law of refraction) atau Hukum Snellius (Snell’s law)

(Young, 2003 : 499).

Jika cahaya terpantul keluar sebuah permukaan batas dimana ni< nt,

proses tersebut disebut pantulan eksternal, jika ni > nt maka proses terbut

merupakan pantulan internal. Misalnya cahaya melintasi sebuah medium dengan

indeks bias yang lebih tinggi ke medium dengan indeks bias yang lebih rendah.

Sebagian dari cahaya yang datang dibiaskan dan sebagian dipantulkan pada batas.

Karena 𝜃𝑡harus lebih besar (Young, 2003 : 499).

Misalkan sinar cahaya dari medium yang rapat secara optis (katakanlah,

kaca) jatuh pada permukaan medium yang kurang rapat secara optis (katakanlah,

udara).Dengan memperbesar sudut datang θ, dapat dicapai suatu keadaan yang

sinar refraksinya mengarah sepanjang permukaan batas, sudut refraksinya

90˚.Untuk sudut datang yng lebih besar dari sudut kritis θc ini, tidak ada sinar

refraksi yang terjadi.Fenomena ini disebut sebagai refraksi internal total. Sudut

kritis dapat diperoleh dari hukum refraksi dengan mengambil θ2=90˚:

n1 sin θc= n2 sin 90°,

sin θc=n2

n1

Untuk kaca dan udara sin θc= (1,00/1,50) = 0,667, yang memberikan θc= 41,8˚.

Refleksi internal total tidak terjadi bila cahaya datang dari medium dengan indeks

refraksi yang lebih rendah (Halliday, 1978: 619-620).

Alat dan Bahan

1. Alat

a. Meja optik 1 buah

b. Kotak cahaya 1 buah

c. Cermin datar 1 buah

d. Cermin cembung 1 buah

e. Cermin cekung 1 buah

f. Busur derajat 1 buah

g. Rhombus 1 buah

h. Diafragma 1 buah

i. Celah tunggal 1 buah

j. Celah 5 1 buah

k. Mistar 1 buah

l. Alat tulis menulis seperlunya

2. Bahan

Tidak ada

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1. Jarak fokus cermin cekung dan cermin cembung

1. Jarak fokus cermin cembung (cm)

2. Jarak fokus cermin cekung (cm)

Kegiatan 2. Sinar-sinar istimewa pada lensa

Tidak ada variabel yang dihitung dan diukur

Kegiatan 3. Pembentukan bayangan pada cermin datar


Kegiatan 4. Pembiasan pada rhmbus

1. Sudut datang (o)

2. Sudut bias (o)

Kegiatan 5. Pemantulan sempurna

1. Sudut kritis (o)

Definisi Operasional Variabel


1. Jarak fokus cermin cembung adalah jarak yang diukur dari cermin cembung

ke titik perpotongan dari perpanjangan sinar pantul yang terletak di belakang

cermin dan diukur menggunakan mistar dengan satuan cm.

2. Jarak fokus cermin cekung adalah jarak yang diukur dari cermin cekung ke

titik perpotongan dari perpanjangan sinar pantul yang terletak di depan cermin

cekung itu sendiri dan kemudian diukur menggunakan mistar dengan satuan

cm.

Kegiatan 2. Sinar-sinar istimewa pada lensa




Kegiatan 4. Pembiasan pada rhombus

1. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk dari sinar datang yang mengenai

salah satu sisi rhombus di mana sudut datangnya ini diukur terhadap garis

normal menggunakan busur derajat dengan satuan (o) yang disimbolkan

dengan θi.

2. Sudut bias adalah sudut yang dibentuk dari sinar bias terhadap garis normal

yang diukur menggunakan busur derajat dengan satuan (o) yang disimbolkan

dengan θr.


1. Sudut kritis adalah besar sudut datang terhadap garis normal di mana sinar

biasnya berimpit dengan sisi miring dari rhombus sehingga sudut biasnya

sama dengan 90o. Sudut kritisnya diukur dengan busur derajat dengan satuan

derajat yang disimbolkan dengan θk.

Prosedur Kerja

Kegiatan 1: Jarak fokus cermin cekung dan cembung

1. Memasang secara berturut-turut sumber cahaya, lensa positif, dan diafragma

pada rel optik, kemudian menempatkan meja optik tepat di depan diafragma.

2. Memasang celah (5 celah) pada diafragma.

3. Menyalakan sumber cahaya, dan mengatur posisi lensa positif agar diperoleh

garis-garis cahaya yang sejajar.

4. Meletakkan kertas kerja dan cermin cekung di atas meja optik tepat tegak

lurus terhadap arah datangnya cahaya.

5. Membuat garis di sepanjang permukaan cermin, dan mengamati pola

pemantulan cahaya dari cermin.

6. Memberikan tanda titik pada cahaya yang datang pada cermin. Setiap garis

minimal dua titik kemudian menghubungkan titik-titik tersebut.

7. Memberikan tanda titik pada garis-garis pantul yang terbentuk. Setiap garis

minimal dua titik kemudian menghubungkan titik-titik tersebut.

8. Mengukur besar jarak fokus cermin cekung.

9. Dengan cara yang sama, mengulangi kegiatan dengan menggunakan cermin

cembung.

Kegiatan 2: Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan cembung

1. Mengganti celah pada diafragma dengan celah tunggal.

2. Membuat gamar cermin cekung, sumbu utama, dan titik fokus pada kertas

kosong.

3. Mengarahkan sinar dari celah ke cermin sesuai dengan sinar-sinar istimewa

pada cermin. Kemudian melukis gambar yang dibuat.

4. Dengan cara yang sama, mengulangi kegiatan dengan menggunakan cermin

cembung.

Kegiatan 3: Pembentukan bayangan pada cermin datar

1. Mengganti cermin cembung dengan cermin datar.

2. Menggambar permukaan cermin datar tepat tegak lurus dengan arah

datangnya cahaya. Menempatkan cermin tersebut sehingga tepat pada garis

yang telah dibuat.

3. Mebuat objek garis di depan cermin datar.

4. Mengarahkan sinar dari celah tunggal ke objek dan gambar bayangan yang

terbentuk.

5. Menentukan sifat bayangan yang terbentuk pada cermin datar.

Kegiatan 4: Pembiasan pada rhombus

1. Mengganti cermin yang digunakan pada kegiatan 3 dengan rhombus.

2. Menggambar rhombus dengan membuat garis pada setiap permukaannya.

3. Mengarahkan sinar pada salah satu sisi rhombus yang tegak lurus.

Memberikan tanda titik tepat pada sinar (minimal 2 titik).

4. Menghubungkan titik-titik yang telah dibuat.

5. Membuat garis normal pada setiap batas bidang medium, dan mengukur sudut

datang dan sudut bias pada masing-masing bidang batas medium.

6. Mengulangi kegiatan yang sama dengan arah sinar yang berbeda-beda (sudut

datang yang berbeda-beda).

Kegiatan 5: Pemantulan sempurna

1. Meletakkan rhombus di atas meja optik.

2. Memutar rhombus searah jarum jam sampai tidak ada lagi sinar bias keluar

dari sisi rhombus atau cahaya menghilang.

3. Menggambar rhombus dengan mengikuti sisi-sisinya.

4. Mengukur besar sudut datang pada bidang batas permukaan. Sudut datang

merupakan sudut kritis.

HASIL PENGAMATAN DAN ANALISIS DATA

Hasil Pengamatan


Cermin cembung

NST mistar

NST = 1

10cm = 0,1 cm

∆x = 0,05 cm

Dari gambar di atas, maka jarak fokus cermin cembung tersebut adalah f =

|6,50 ± 0,05| cm.

Cermin cekung

Dari gambar di atas, maka jarak fokus cermin cekung tersebut adalah f =

|5,85 ± 0,05| cm

Kegiatan 2. Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan cembung

Gambar arah sinar-sinar istimewa untuk cermin cekung

Gambar arah sinar-sinar istimewa untuk cermin cembung


Gambar pembentukan bayangan pada cermin datar

Kegiatan 4. Pembiasan pada rhombus

Tabel 1. Sudut datang dan sudut bias

No

Cahaya datang dari udara ke

kaca

Cahaya datang dari kaca ke

udara

Sudut Datang (°) Sudut Bias (°) Sudut Datang (°) Sudut Bias (°)

1 |33,0 ± 0,5 | |23,0 ± 0,5 | |24,0 ± 0,5 | |33,0 ± 0,5 |

2 |59,0 ± 0,5 | |34,5 ± 0,5 | |35,0 ± 0,5 | |58,0 ± 0,5 |

3 |56,0 ± 0,5 | |34,5 ± 0,5 | |35,0 ± 0,5 | |56,0 ± 0,5 |

4 |62,0 ± 0,5 | |38,0 ± 0,5 | |38,0 ± 0,5 | |60,0 ± 0,5 |

5 |54,0 ± 0,5 | |33,5 ± 0,5 | |33,0 ± 0,5 | |53,5 ± 0,5 |

6 |49,0 ± 0,5 | |30,5 ± 0,5 | |31,0 ± 0,5 | |49,5 ± 0,5 |


Indeks bias medium

n1= 1

n2= |1,45 ± 0,01|

Gambar hasil percobaan

Besar sudut kritis θk = |40,0 ± 0,5|o

ANALISIS DATA

Kegiatan 1: Jarak fokus cermin cekung dan cembung

A. Dari hasil praktikum diperoleh besar jarak fokus cermin cembung adalah f =

|6,50 ± 0,05| cm. Dari hasil praktikum dapat dilihat sifat dari jarak fokus

cermin cembung. Hasil praktikum menunjukkan bahwa cermin cembung

memiliki sifat (divergen) yakni menyebarkan cahaya yang sesuai dengan teori.

Hasil perpanjangan dari sinar pantulnya membentuk titik perpotongan yang

terbentuk dibelakang cermin cembung itu sendiri. Sinar pantulnya seolah-olah

berasal dari titik perpotongannya. Titik perpotongan itulah yang disebut

dengan titik fokus yang sesuai dengan teori. Praktikum ini dikatakan berhasil

karena hasil yang diperoleh sesuai dengan teori.

B. Dari hasil praktikum diperoleh besar jarak fokus cermin cekung adalah f =

|5,85 ± 0,05| cm. Dari hasil praktikum dapat dilihat sifat dari jarak fokus

cermin cekung. Hasil praktikum menunjukkan bahwa cermin cekung memiliki

sifat (konvergen) yakni mengumpulkan cahaya yang sesuai dengan teori. Sinar

datangnya memantul mengenai cermin dan sinar pantulnya membentuk titik

perpotongan. Hasil perpanjangan dari sinar pantulnya membentuk titik

perpotongan yang terbentuk di depan cermin cekung itu sendiri. Titik

perpotongan itulah yang disebut dengan titik fokus yang sesuai dengan teori.

Praktikum ini dikatakan berhasil karena hasil yang diperoleh sesuai dengan

teori.

Kegiatan 2: Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan cembung

A. Cermin cekung

Berdasarkan hasil praktikum, dengan mengamati gambar yang diperoleh

dapat dinyatakan untuk sinar-sinar istimewa dari cermin cekung adalah sebagai

berikut:

1. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui

titik fokusnya.

2. Sinar datang yang melalui titik fokusnya akan dipantulkan sejajar dengan

sumbu utamannya.

3. Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungannya akan dipantulkan

kembali melalui titik pusat kelengkungannya.

Hasil yang diperoleh apabila dibandingkan dengan teori maka hasil

praktikum yang diperoleh sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa :

1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik

fokus.

2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang melalui titik pusat lengkungan cermin akan dipantulkan ke titik

itu juga

B. Cermin cembung


dapat dinyatakan untuk sinar-sinar istimewa dari cermin cembung adalah

sebagai berikut:

1. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-

olah dari titik fokusnya.

2. Sinar datang yang seolah-olah menuju titik fokusnya akan dipantulkan

sejajar dengan sumbu utamannya.

3. Sinar datang yang seolah-olah menuju titik pusat kelengkungannya maka

akan dipantulkan seolah-olah berasal titik pusat kelengkungannya.

Hasil yang diperoleh apabila dibandingkan dengan teori maka hasil praktikum

yang diperoleh sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari

titik fokus.

2. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu

utama.

3. Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan

seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan yang sama.

Kegiatan 3: Pembentukan bayangan pada cermin datar


dapat dinyatakan untuk bentuk bayangan dari cermin datar adalah sebagai berikut:

1. Besar bayangan sama dengan besar benda aslinya

2. Jarak bayangan ke cermin untuk titik P sebesar |2,80 ± 0,05| cm sama dengan

jarak aslinya ke cermin. Untuk titik Q sebesar |3,30 ± 0,05| cm sama dengan

jarak aslinya ke cermin.

3. Banyangannya sama tegak dengan benda aslinya

4. Banyangannya bersifat semu/maya di mana bayangannyaa terletak di belakang

dan tidak dapat ditangkap dengan layar.

5. Bayangan pada cermin datar tertukar sisinya (bagian kanan menjadi bagian

kiri).

Secara teori :

1. Besar bayangan sama dengan besar benda aslinya

2. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin

3. Banyangannya sama tegak dengan benda aslinya

4. Banyangannya bersifat semu/maya di mana bayangannyaa terletak di belakang

dan tidak dapat ditangkap dengan layar.

5. Bayangan pada cermin datar tertukar sisinya (bagian kanan menjadi bagian

kiri).

Dengan melihat perbandingan dari hasi teori dengan hasil praktikum ternyata

hasil yang diperoleh sama dengan teori sehingga praktikum yang dilakukan

berhasil.

Kegiatan 4 : Pembiasan pada rhombus

Keterangan: sudut datang = ɵi

sudut bias = ɵr

nudarah = 1

θi = |21,5±0,5|°

θr = |14,5±0,5|°

Δθ = 0,5°

180°×3,14 = 0,0087

Karena n1 = 1, maka:

n2=sinθi

sinθr

n2= sinθi.sin-1

θr. n1

Analisis ketidakpastian

n2= sinθi.sin-1

θr. n1

∂n2= |∂n2

∂θi

| dθi+ |∂n2

∂θr

| dθr

∂n2= |∂(sinθi.sin

-1θr. n1)

∂θi

| dθi+ |∂(sinθi.sin

-1θr. n1)

∂θr

| dθr

∆n2=|cosθi.sin-1

θr. n1| dθi+|sinθi. cosθr.sin-2

θr.n1| dθr

∆n2

n2

= |cosθi.sin

-1θr. n1

sinθi.sin-1

θr. n1

| dθi+ |sinθi. cosθr.sin

-2θr.n1

sinθi.sin-1

θr. n1

| dθr

∆n2= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n2

Indeks bias kaca pada peristiwa I (cahaya datang dari udara ke kaca)

1. Sudut datang () : |33,0 ± 0,5|

Sudut bias () : |23,0 ± 0,5|

n1=sinθi

sinθr

n1=sin 33

sin 23,0=

0,5446

0,3907=1,393

∆n1= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n1

∆n1= |cos 33

sin 33 0,0087+

cos 23,0

sin 23,00,0087| 1,393

∆n1= |0,8386

0,5446 0,0087+

0,9205

0,39070,0087| 1,393

∆n1= |0,0133+0,0204|1,393

∆n1= 0,0469

KR = ∆n1

n1

×100%

KR = 0,0469

1,393×100%

KR = 3,36% (3 AB)

n1= |n1 ± ∆n1|

n1= |1,39 ± 0,05|

2. Sudut datang () : |59,0 ± 0,5|

Sudut bias () : |34,5 ± 0,5|

n2=sinθi

sinθr

n2=sin 59

sin 34,5=

0,8571

0,5664=1,513

∆n2= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n2

∆n2= |cos 59

sin 590,0087+

cos 34,5

sin 34 ,50,0087| 1,513

∆n2= |0,5150

0,8571 0,0087+

0,8241

0,56640,0087| 1,513

∆n2= |0,0052+0,0126|1,513

∆n2= 0,0269

KR =∆n2

n2

×100%

KR=0,0269

1,513×100%

KR= 1,77 % (3 AB)

n2=|n2 ± ∆n2|

n2=|1,51 ± 0,02|

3. Sudut datang () : |56,0 ± 0,5|

Sudut bias () : |34,5 ± 0,5|

n3=sinθi

sinθr

n3=sin 56

sin 34,5=

0,8290

0,5664=1,463

∆n3= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n3

∆n3= |cos 56

sin 56 0,0087+

cos 34,5

sin 34,50,0087| 1,463

∆n3= |0,5591

0,8290 0,0087+

0,8241

0,56640,0087| 1,463

∆n3=|0,0058 + 0,0126|1,463

∆n3= 0,0269

KR =∆n3

n3

×100%

KR =0,0269

1,463×100%

KR = 1,83% (3 AB)

n3= |n3 ± ∆n3|

n3=|1,46 ± 0,02|

4. Sudut datang () : |62,0 ± 0,5|

Sudut bias () : |38,0 ± 0,5|

n4=sinθi

sinθr

n4=sin 62

sin 38=

0,8829

0,6156=1,434

∆n4= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n4

∆n4= |cos 62

sin 62 0,0087+

cos 38

sin 380,0087| 1,434

∆n4= |0,4694

0,8829 0,0087+

0,7880

0,61560,0087| 1,434

∆n4=|0,0046+0,0111|1,434

∆n4= 0,0225

KR = ∆n4

n4

×100%

KR =0,0225

1,434×100%

KR = 1,57% (3 AB)

n4= |n4 ± ∆n4|

n4=|1,43 ± 0,02|

5. Sudut datang () : |54,0 ± 0,5|

Sudut bias () : |33,5 ± 0,5|

n5=sinθi

sinθr

n5=sin 54

sin 33,5=

0,8090

0,5519=1,466

∆n5= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n5

∆n5= |cos 54

sin 540,0087+

cos 33,5

sin 33,50,0087| 1,466

∆n5= |0,5877

0,80900,0087+

0,8338

0,55190,0087| 1,466

∆n5= |0,0063+0,0131|1,466

∆n5= 0,0284

KR =∆n5

n5

×100%

KR =0,0284

1,466×100%

KR = 1,93% (3 AB)

n5= |n5 ± ∆n5|

n5=|1,47 ± 0,03|

6. Sudut datang () : |49,0 ± 0,5|

Sudut bias () : |30,5 ± 0,5|

n6=sinθi

sinθr

n6=sin 49

sin 30,5=

0,7547

0,5075=1,487

∆n6= |cosθi

sinθi

∆θi+cosθr

sinθr

∆θr| n6

∆n6= |cos 49

sin 49 0,0087+

cos 30,5

sin 30,50,0087| 1,487

∆n6= |0,6560

0,7547 0,0087+

0,8616

0,50750,0087| 1,487

∆n6=|0,0076+0,0148|1,487

∆n6= 0,0333

KR=∆n6

n6

×100%

KR =0,0333

1,487×100%

KR = 2,23% (3 AB)

n6=|n6 ± ∆n6|

n6=|1,49 ± 0,03|

Nilai rata-rata indeks bias pada kegiatan I dapat dihitung dengan cara sebagai

berikut:

nI=nk1+nk2+nk3+nk4+nk6+nk6

6=

1,39+1,51+1,46+1,43+1,47+1,49

6=

8,75

6=1,46

Nilai ∆nI dapat ditentukan dengan menghitung nilai δmaks berikut:

δ1=|nI-nk1|=|1,46-1,39|= 0,07

δ2=|nI-nk2|=|1,46-1,51|= 0,05

δ3=|nI-nk3|=|1,46-1,46|= 0,00

δ4=|nI-nk4|=|1,46-1,43|= 0,03

δ5=|nI-nk5|=|1,46-1,47|= 0,01

δ6=|nI-nk6|=|1,46-1,49|= 0,03

Jadi nilai δmaks= ∆nI = 0,07

Pelaporan fisika

n = |nI ± ∆nI|

=|1,46 ± 0,07|

Indeks bias kaca pada peristiwa 2 (cahaya datang dari kaca ke udara)

1. Sudut bias () : |33,0 ± 0,5|

Sudut datang () : |24,0 ± 0,5|

n1=sinθr

sinθi

n1=sin 33

sin 24=

0,5446

0,4067=1,339

∆n1= |cosθr

sinθr

∆θr+cosθi

sinθi

∆θi| n1

∆n1= |cos 33

sin 330,0087+

cos 24

40,0087| 1,339

∆n1= |0,8386

0,5446 0,0087+

0,9135

0,40670,0087| 1,339

∆n1= |0,0133+0,0195|1,339

∆n1= 0,0439

KR=∆n1

n1

×100%

KR=0,0439

1,339×100%

KR= 3,27% (3 AB)

n1= |n1 ± ∆n1|

n1=|1,34 ± 0,04|

2. Sudut bias () : |58,0 ± 0,5|

Sudut datang () : |35,0 ± 0,5|

n2=sinθr

sinθi

n2=sin 58

sin 35=

0,8480

0,5735=1,478

∆n2= |cosθr

sinθr

∆θr+cosθi

sinθi

∆θi| n2

∆n2= |cos 58

sin 580,0087+

cos 35

sin 350,0087| 1,478

∆n2= |0,5299

0,8480 0,0087+

0,8191

0,57350,0087| 1,478

∆n2=|0,0054+0,0124|1,478

∆n2= 0,0264

KR=∆n2

n2

×100%

KR=0,0264

1,478×100%

KR = 1,78% (3 AB)

n2= |n2 ± ∆n2|

n2= |1,48 ± 0,02|

3. Sudut bias () : |56,0 ± 0,5|

Sudut datang () : |35,0 ± 0,5|

n3=sinθr

sinθi

n3=sin 56

sin 35=

0,8290

0,5735=1,445

∆n3= |cosθr

sinθr

∆θr+cosθi

sinθi

∆θi| n3

∆n3= |cos 56

sin 56 0,0087+

cos 35

sin 350,0087| 1,445

∆n3= |0,5591

0,8290 0,0087+

0,8191

0,57350,0087| 1,445

∆n3=|0,0058+0,0124|1,445

∆n3=0,0263

KR=∆n3

n3

×100%

KR=0,0263

1,445×100%

KR=1,82% (3 AB)

n3=|n3 ± ∆n3|

n3=|1,44 ± 0,02|

4. Sudut bias () : |60,0 ± 0,5|

Sudut datang () : |38,0 ± 0,5|

n4=sinθr

sinθi

n4=sin 60

sin 38=

0,8660

0,6156=1,406

∆n4= |cosθr

sinθr

∆θr+cosθi

sinθi

∆θi| n4

∆n4= |cos 60

sin 600,0087+

cos 38

sin 380,0087| 1,406

∆n4= |0,5

0,8660 0,0087+

0,7880

0,61560,0087| 1,406

∆n4=|0,0050+0,0111|1,406

∆n4= 0,0226

KR =∆n4

n4

×100%

KR =0,0226

1,406×100%

KR =1,6% (3 AB)

n4= |n1 ± ∆n1|

n4=|1,41 ± 0,02|

5. Sudut bias () : |53,5 ± 0,5|

Sudut datang () : |33,0 ± 0,5|

n5=sinθr

sinθi

n5=sin 53,5

sin 33=

0,8038

0,5446=1,476

∆n5= |cosθr

sinθr

∆θr+cosθi

sinθi

∆θi| n5

∆n5= |cos 53,5

sin 53,5 0,0087+

cos 33

sin 330,0087| 1,476

∆n5= |0,5948

0,8038 0,0087+

0,8386

0,54460,0087| 1,476

∆n5=|0,0064+0,0133|1,476

∆n5=0,0291

KR=∆n5

n5

×100%

KR=0,0291

1,476×100%

KR=1,97% (3 AB)

n5=|n5 ± ∆n5|

n5=|1,48 ± 0,03|

6. Sudut bias () : |49,5 ± 0,5|

Sudut datang () : |31,0 ± 0,5|

n6=sinθr

sinθi

n6=sin 49,5

sin 31=

0,7604

0,5150=1,477

∆n6= |cosθr

sinθr

∆θr+cosθi

sinθi

∆θi| n6

∆n6= |cos 49,5

sin 49,5 0,0087+

cos 31

sin 310,0087| 1,477

∆n6= |0,6494

0,7604 0,0087+

0,8572

0,51500,0087| 1,477

∆n6=|0,0074+0,0144|1,477

∆n6= 0,0322

KR=∆n6

n6

×100%

KR =0,0322

1,477×100%

KR = 2,18% (3 AB)

n6= |n6 ± ∆n6|

n6=|1,47 ± 0,03|

Nilai rata-rata indeks bias pada kegiatan II dapat dihitung dengan cara sebagai

berikut:

nII =nk1+nk2+nk3+nk4+nk6+nk6

6=

1,34+1,48+1,44+1,41+1,48+1,47

6=

8,62

6=1,44

Nilai ∆nII dapat ditentukan dengan menghitung nilai δmaks berikut:

δ1=|nI-nk1|=|1,44-1,34|= 0,10

δ2=|nI-nk2|=|1,44-1,48|= 0,04

δ3=|nI-nk3|=|1,44-1,44|= 0,00

δ4=|nI-nk4|=|1,44-1,41|= 0,03

δ5=|nI-nk5|=|1,44-1,48|= 0,04

δ6=|nI-nk6|=|1,44-1,47|= 0,03

Jadi nilai δmaks= ∆nII = 0,10

n = |nII ± ∆nII |=|1,44 ± 0,10|

Berdasarkan hasil perhitungan nilai indeks bias pada peristiwa I dan

peristiwa II yang masing-masing secara berurutan bernilai |1,46 ± 0,07| dan

|1,44 ± 0,10|, maka nilai indeks bias kaca adalah sebagai berikut:

nkaca=1,46+1,44

2= 1,45

∆nkaca diperoleh nilai dengan menghitung δmaks berikut:

δ1=|nkaca- nI | = |1,45-1,46|= 0,01

δ2=|nkaca- nII | = |1,45-1,44|= 0,01

Jadi nilai δmaks = ∆nII = 0,01

n = |nkaca ± ∆nkaca| = |1,45 ± 0,01|

Berdasarkan hasil analisis data, diperoleh nilai bias kaca |1,45 ± 0,01|. Nilai

ini mendekati nilai indeks bias kaca pada teori yakni nilai indeks bias kaca pada

teori 1,52. Nilai indeks bias kaca yang kami peroleh dari hasil praktikum berada

pada rentang nilai tersebut. Sehingga dapat disimpulkan percobaan yang kami

lakukan telah berhasil. % diff untuk praktikum ini adalah sebagai berikut:

% diff = |praktek-teoripraktek+teori

2

| ×100% = |1,45-1,521,45+1,52

2

| ×100% = |-0,07

1,485| ×100% = 4,71%


nk sin θk= nu sin θu

nk sin θk= nu sin 90°

sin θk=nu

nk

θk = arc sinnu

nk

θk = arc sin1

1,45

θk = 43,6°

Perbandingan hasil perhitungan dengan hasil praktikum

Besar sudut kritis berdasarkan perhitungan adalah θk = 43,6˚

Besar sudut kritis berdasarkan praktikum adalah θk = |40,0 ± 0,5|˚

%perbedaan= |praktikum-perhitungan

praktikum+perhitungan

2

| ×100%

% perbedaan = |40,0˚- 43,6°

40,0˚+43,6°

2

| ×100% = |3,6

41,8| ×100% = 8,6 %

PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, terdapat lima kegiatan.

Kegiatan pertama mencari jarak fokus pada cermin cekung dan cermin cembung.

Kegiatan kedua mengenai sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan cermin

cembung. Kegiatan ketiga mengenai pembentukan bayangan pada cermin datar.

Kegiatan keempat mengenai pembiasan pada rhombus. Dan kegiatan kelima

mengenai pemantulan sempurna.

Kegiatan pertama dari hasil praktikum diperoleh besar jarak fokus cermin

cembung adalah f = |6,50 ± 0,05| cm. Hasil praktikum menunjukkan bahwa

cermin cembung memiliki sifat (divergen) yakni menyebarkan cahaya yang sesuai

dengan teori. Hasil perpanjangan dari sinar pantulnya membentuk titik

perpotongan yang terbentuk di belakang cermin cembung itu sendiri. Sinar

pantulnya seolah-olah berasal dari titik perpotongannya. Titik perpotongan itulah

yang disebut dengan titik fokus yang sesuai dengan teori. Praktikum ini dikatakan

berhasil karena hasil yang diperoleh sesuai dengan teori. Sedangkan untuk cermin

cembung dari hasil praktikum diperoleh besar jarak fokus cermin cekung adalah

f = |5,85 ± 0,05| cm. Hasil praktikum menunjukkan bahwa cermin cekung

memiliki sifat (konvergen) yakni mengumpulkan cahaya yang sesuai dengan teori.

Sinar datangnya memantul mengenai cermin dan sinar pantulnya membentuk titik

perpotongan. Hasil perpanjangan dari sinar pantulnya membentuk titik

perpotongan yang terbentuk di depan cermin cekung itu sendiri. Titik perpotongan

itulah yang disebut dengan titik fokus yang sesuai dengan teori. Praktikum ini

dikatakan berhasil karena hasil yang diperoleh sesuai dengan teori.

Kegiatan kedua mengenai sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dan

cembung. Berdasarkan hasil praktikum, dengan mengamati gambar yang

diperoleh dapat dinyatakan untuk sinar-sinar istimewa dari cermin cekung adalah

sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik

fokusnya, sinar datang yang melalui titik fokusnya akan dipantulkan sejajar

dengan sumbu utamannya, kemudian sinar datang yang melalui titik pusat

kelengkungannya akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungannya.

Oleh karena itu, apabila dibandingkan dengan teori maka hasil yang diperoleh

sesuai dengan teori dan dapat dikatakan praktikum untuk kegitan ini berhasil.

Kemudian untuk cermin cembung, dengan mengamati gambar yang diperoleh

dapat dinyatakan untuk sinar-sinar istimewa dari cermin cembung yakni sinar

datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik

fokusnya, sinar datang yang seolah-olah menuju titik fokusnya akan dipantulkan

sejajar dengan sumbu utamannya, dan sinar datang yang seolah-olah menuju titik

pusat kelengkungannya maka akan dipantulkan seolah-olah berasal titik pusat

kelengkungannya. Oleh karena itu, apabila dibandingkan dengan teori maka hasil

yang diperoleh sesuai dengan teori dan dapat dikatakan praktikum untuk kegitan

ini berhasil.

Kegiatan ketiga mengenai pembentukan bayangan pada cermin datar. Pada

kegiatan ini diperoleh hasil dengan mengamati gambar yang diperoleh dapat

dinyatakan untuk sifat bayangan dari cermin datar yakni besar bayangan sama

dengan besar benda aslinya, jarak bayangan ke cermin untuk titik P sebesar |2,80

± 0,05| cm sama dengan jarak aslinya ke cermin. Untuk titik Q sebesar |3,30 ±

0,05| cm sama dengan jarak aslinya ke cermin, banyangannya sama tegak dengan

benda aslinya, banyangannya bersifat semu/maya di mana bayangannyaa terletak

di belakang dan tidak dapat ditangkap dengan layar, bayangan pada cermin datar

tertukar sisinya (bagian kanan menjadi bagian kiri). Dengan melihat perbandingan

dari hasi teori dengan hasil praktikum ternyata hasil yang diperoleh sama dengan

teori sehingga praktikum yang dilakukan berhasil.

Kegiatan keempat mengenai pembiasan pada rhombus. Secara teori

menyatakan bahwa besar sudut yang datang dari udara ke kaca akan sama dengan

besar sudut bias dari kaca ke udara. Selain itu, sudut bias yang berasal dari udara

ke kaca akan sama dengan besar sudut datang dari kaca ke udara. Pada hasil

percobaan yang kami peroleh besar indeks bias dari udara ke kaca dengan sudut

datang yang berbeda-beda diperoleh hasil untuk sudut datang = |33,0 ± 0,5|o dan

sudut bias = |23,0 ± 0,5| diperoleh n1= |1,39 ± 0,05|. Untuk sudut datang

|59,0 ± 0,5|o dan sudut bias |34,5 ± 0,5|o diperoleh n2=|1,51 ± 0,02|. Untuk sudut

datang |56,0 ± 0,5|oo dan sudut bias |34,5 ± 0,5|o diperoleh n3=|1,46 ± 0,02|.

Untuk sudut datang |62,0 ± 0,5|o dan sudut bias |38,0 ± 0,5|o diperoleh

n4=|1,43 ± 0,02|. Untuk sudut datang |54,0 ± 0,5|o dan sudut bias |33,5 ± 0,5|o

diperoleh n5=|1,47 ± 0,03|. Untuk sudut datang |49,0 ± 0,5|o dan sudut bias

|30,5 ± 0,5|o diperoleh n6=|1,49 ± 0,03|. Untuk nilai indeks bias rata-ratanya n =

|1,46 ± 0,07|. Indeks bias kaca pada peristiwa 2 (cahaya datang dari kaca ke

udara) untuk sudut bias : |33,0 ± 0,5| dans udut datang : |24,0 ± 0,5| diperoleh

n1=|1,34 ± 0,04|. Untuk sudut bias : |58,0 ± 0,5| dan sudut datang : |35,0 ± 0,5|

diperoleh n2= |1,48 ± 0,02|. Untuk sudut bias: |56,0 ± 0,5| dan sudut datang :

|35,0 ± 0,5| diperoleh n3=|1,44 ± 0,02|. Untuk sudut bias : |60,0 ± 0,5| dan sudut

datang : |38,0 ± 0,5| diperoleh n4=|1,41 ± 0,02|. Untuk sudut bias : |53,5 ± 0,5|

dan sudut datang : |33,0 ± 0,5| diperoleh n5=|1,48 ± 0,03|. Untuk sudut bias :

|49,5 ± 0,5| dan sudut datang: |31,0 ± 0,5| diperoleh n6=|1,47 ± 0,03|. Untuk

nilai indeks bias rata-rata nya sebesar n = |nII ± ∆nII |=|1,44 ± 0,10|. Berdasarkan

hasil perhitungan nilai indeks bias pada peristiwa I dan peristiwa II yang masing-

masing secara berurutan bernilai |1,46 ± 0,07| dan |1,44 ± 0,10|, maka nilai indeks

bias kaca adalah n = |nkaca ± ∆nkaca| = |1,45 ± 0,01|. Hasil yang diperoleh tidak

jauh berbeda dengan nilai indeks bias secara teori yakni 1,52. Sehingga dapat

dikatakan bahwa praktikum yang kami lakukan berhasil.

Kegiatan kelima mengenai pemantulan sempurna. Dengan menggunakan dua

medium yang berbeda yaitu medium udara yang indeks biasnya sebesar 1 dan medium

kaca yang indeks biasnya sebesar 1,45 diperoleh sudut kritis 43,6˚. Sedangkan besar

sudut kritis berdasarkan praktikum adalah |40,0 ± 0,5|˚. Diperoleh pula besar %

diff nya sebesar 8,6 %.

Dari percobaan ini dibutuhkan ketelitian saat pengambilan data. Ketepatan

dalam menentukan titik-titik cahaya yang tepat sangat diperlukan. Sehingga

apabila ada kesalahan yang terjadi disebabkan oleh ketidaktelitian praktikan

sendiri.

SIMPULAN DAN DISKUSI

1. Berdasarkan hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa perilaku cahaya pada

peristiwa pembiasan pada saat cahaya dari ruang kurang rapat menuju ruang

yang lebih rapat maka sudut biasnya lebih kecil dari sudut datangnya.

Sedangkan apabila cahaya berasal dari ruang yang lebih rapat maka sudut

biasnya akan lebiih besar dari sudut datangnya. Pada peristiwa pemantulan

untuk cermin cembung titik fokusnya berada di depan cermin sedangkan pada

cermin cembung titik fokusnya berada di belakang cermin. Kemudian

bayangan yang dibentuk oleh cermin datar akan sama tegak dengan aslinya,

bayangan sama dengan besar benda aslinya, jarak bayangan ke cermin sama

besar jarak benda ke cermin, banyangannya bersifat semu/maya di mana

bayangannyaa terletak di belakang dan tidak dapat ditangkap dengan layar,

bayangan pada cermin datar tertukar sisinya (bagian kanan menjadi bagian

kiri).

2. Berdasarkan hasil analisis data diperoleh besar nilai indeks bias kaca yakni

sebesar θk = 43,6o dan secara praktikum diperoleh θk = |40,0 ± 0,5|˚.

Untuk praktikan diharapkan agar lebih teliti dan disiplin pada saat praktikum. Dan

untuk asisten agar senantiasa mendampingi praktikannya pada saaat pengambilan

data.

DAFTAR RUJUKAN

Halliday, David dan Resnick, Robert. 1978. Fisika Jilid 2 Edisi ketiga

(terjemahan). Jakarta: Erlangga

Herman, asisten LFD. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Makassar: Unit

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA UNM

Tipler, Paul. 2001. Fisika Sins dan Teknik. Jakarta: Erlangga

Young, Hugh D. dkk. 2003Fisika Universitas Edisi Kesepuluh JilidII .Jakarta:

Erlangga

LAPORAN PEMANTULAN DAN PEMBIASAN

Documents