Laporan Praktikum Pemantulan Dan Pembiasan Cahaya
www.hajarfisika.com
PEMANTULAN DAN PEMBIASAN CAHAYA
I. Tujuan Percobaan
1.1 Mempelajari aturan pemantulan dari Hukum Snellius dengan cara menginvestigasi pembiasan pada suatu bidang batas antara dua medium(interfaces), pembiasan pada prisma dan pemantulan internal
1.2 Menentukan indeks bias suatu medium balok kaca, blok setengah lingkaran, dan blok prisma
1.3 Mempelajari fenomena-fenomena yang terjadi pada masing-masing blok kaca(balok, setengah lingkaran, prisma, cembung, cekung)II. Dasar Teori
Cahaya berdasarkan Newton (1642-1727) terdiri dari partikel-partilkel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara berdasarkan Huygens (1629-1695), cahaya yaitu gelombang menyerupai bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuensi dan panjang gelombang saja. Pada permukaan yang datar, sinar yang dipantulkan akan membentuk pola yang teratur. Sinar-sinar sejajar yang tiba akan dipantulkan dalam bentuk yang sejajar juga(Giancoli,2001).
Apabila seberkas cahaya atau sinar mengenai suatu medium atau berpindah dari medium satu ke medium yang lain, maka akan mengalami dua tanda-tanda yaitu, pemantulan dan pembiasan. Namun, lantaran sifat medium dua tanda-tanda tersebut salah satu lebih mayoritas daripada yang lain. Jika berkas cahaya mengenai cahaya, maa tanda-tanda yang lebih mayoritas yaitu pemantulan dibandingkan dengan pembiasan. Begitu juga bila berkas cahaya mengenai benda bening menyerupai air, lensa, maka tanda-tanda yang lebih mayoritas yaitu pembiasan. Perbedaan cepat rambat cahaya antara satu medium dengan medium lain menimbulkan insiden perubahan arah rambat (pembelokkan) cahaya pada batas dua medium tersebut. Jika seberkas cahaya melalui bidang batas antara dua buah medium yang berbeda tingkat kerapatanya, cahaya akan mengalami perubahan arah rambat atau dibelokka. Peritiwa pembelokkan cahaya pada batas dua medium disebut pembiasan(Sutrisno,1979).
Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya ketika melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks biasnya. Sebagai referensi sebatang tongkat yang sebagiannya tercelup di dalam bak berisi air dan bening akan terlihat patah. Permukaan sebuah lensa sanggup berupa bola, parabola atau silinder(Tipler,1998).
Cermin cekung bersifat konvergen(mengumpulkan sinar). Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan mengumpul pada satu titik yang dinamakan titik fokus. Cermin cekung disebut juga cermin konkaf atau cermin positif. Cermin cembung, belahan mukanya melengkung ke luar, titik fokusnya berada di belakang cermin. Sifat cermin cembung yaitu membuatkan sinar (divergen). Sifat bayangan pada cermin cembung yaitu maya dibelakang cermin, sama tegak dan diperkecil(Serway,2004).
Hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh W. Snellius, menurutnya apabila seberkas cahaya mengenai permukaan bidang datar yang rata, maka akan berlaku aturan-aturan sebagai berikut :
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut sinar tiba selalu sama dengan sudut sinar pantul (sudut i = sudut r).
Sudut deviasi yaitu sudut yang dibuat oleh perpotongan dari perpanjangan cahaya tiba dengan perpanjangan cahaya bias yang meninggalkan prisma(Young dan Freedman,2004).
III. Metodologi Percobaan
3.1 Alat dan Bahan
a. Lampu sinar polikromatis (1 buah)
b. Busur (1 buah)
c. Push pin (1 buah)
d. Penggaris (1 buah)
e. Sterofom (1 buah)
f. Balok beling (1 buah)
g. Cermin datar (1 buah)
h. Blok beling setengah bulat (1 buah)
i. Blok beling prisma (1 buah)
j. Cerming cekung (1 buah)
k. Cermin cembung (1 buah)
l. Blok beling cekung (1 buah)
m. Blok beling cembung (1 buah)
3.2 Langkah Kerja
3.2.1 Pemantulan pada cermin datar
a. Susun peralatan menyerupai gambar 1
b. Amati sinar yang terjadi
c. Buat grafik relasi antara sudut tiba dengan sudut pantul
d. Ulangi percobaan hingga 5x dengan memvariasikan sudut datangnya
3.2.2 Pemantulan dan pembiasan pada blok kaca
a. Susun peralatan menyerupai pada gambar 2
b. Amati jalannya sinar datang, sinar pantul, dan bias
c. Tandai ketiganya dengan memakai jarum pentul
d. Hubungkan sinar tiba dengan sinar pantul, kemudian sinar tiba dengan sinar bias
e. Lalu buat garis normal yang tegak lurus terhadap bidang
f. Buat tabel relasi antara sudut datang, sudut pantul, dan sudut bias
g. Ulangi percobana hingga 5x dengan memvariasikan sudutnya
h. Buat grafik yang menyatakan relasi antara sudut tiba dengan sudut bias
i. Dengan memakai data tersebut, tentukan nilai indeks bias beling relatif terhadap udara
3.2.3 Pemantulan internal pada blok beling setengah lingkaran
a. Susun peralatan menyerupai pada gambar 3
b. Amati jalannya sinar datang, sinar pantul, dan bias
c. Cari sudut sinar tiba sehingga menimbulkan sudut biasnya 90°(sudut kritis) dengan cara menggeser-gesek blok kaca
d. Ulangi percobaan hingga 5x
e. Rata-rata sudut sinar tiba tersebut
f. Hitung indeks biasnya memakai persamaan :
3.2.4 Deviasi minimum pada prisma
1. Susun alat menyerupai gambar 4
2. Amati insiden yang terjadi pada sinar
3. Cari sudut deviasi minimum dengan memutar prisma secara searah
4. Buat tabel menyerupai dibawah
5. Catat θmin dan δmin
6. Ulangi sebanyak 5x dengan cara yang sama
7. Rata-rata nilai θmin dan δmin
8. Lalu dengan nilai tersebut, hitung nilai A dengan memakai persamaan :
δmin = 2.θmin - A ..........(2)
9. Setelah menerima ilai A, hitung indeks bias blok prisma dengan memakai persamaan :
np = (sin θmin) / (sin A/2) ..........(3)
IV. Data dan Analisa
4.1 Data Percobaan
4.2 Analisa Data
Percobaan pemantulan dan pembiasan cahaya dilakukan berdasarkan prinsip Hukum Snellius, yaitu rumus matematika yang memperlihatkan relasi antara sudut tiba dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda yaitu udara da kaca. Diketahui bahwa indeks bias udara yaitu 1.
Alat yang dipakai pada percobaan ini, yaitu balok kaca, cermin cekung, cermin cembung, lensa cekung, lensa cebung, balok prisma, dan balok setengah lingkaran. Setiap materi mempunyai prinsip kerja masing-masing. Balok beling mempunyai prinsip kerja yaitu kalau balok beling diberikan sinar tiba maka cahaya tersebut akan dibiaskan dan dipantulkan, lantaran mempunyai dua bidang batas, yaitu pemantulan dan pembiasan ketika memasuki beling dan pembiasan ketika keluar dari kaca.
Percobaan pertama yaitu memilih indeks bias suatu medium balok kaca. Percobaan memakai sebuah plan parallel. Sebuah balok beling diletakkan diatas kertas dan disinari oleh sebuah sinar datang. Dilakukan variasi besarnya sudut tiba sebanyak 5 sudut. Untuk memilih indeks bias medium kaca, dipakai persamaan :
n1. sin α = n2. sin β ..........(1)
dimana n1 adalah indeks bias medium udara yang sudah diketahui besarnya yaitu 1, sin α yaitu sinus dari sudut datang, sin β yaitu sinus dari sudut bias, dan n2 adalah indeks bias medium kaca. Dari persamaan tersebut, didapatkan indeks bias medium kaca(n2) sebesar 1,05 dengan kesalahan relative sebesar 6,67% dan ketelitian sebesar 93,33%. Dapat disimpulkan bahwa indeks bias medium beling lebih besar daripada indeks bias medium udara. Dari tabel 4.1 sanggup dilihat bahwa sudut tiba α selalu sama dengan sudut pantul, sesuai dengan aturan pemantulan cahaya.
Percobaan kedua yaitu mengamati fenomena yang terjadi pada cermin cekung. Prinsip kerja dari cermin cekung yaitu mengumpulkan sinar(konvergen). Dari percobaan, didapatkan hasil sebagai berikut :
berdasarkan gambar 5, pemantulan cerming cekung yaitu konvergen. Sinar tiba akan dipantulkan mengumpul mendekati sinar datang. Maka akan didapatkan titik perpotongan antar garis yang disebut dengan titik fokus, sehingga titik fokus cerming cekung terdapat didepan cermin.
Percobaan ketiga yaitu mengamati fenomena yang terjadi pada cermin cembung. Prinsip kerja dari cermin cembung yaitu membuatkan sinar(divergen). Dari percobaan, didapatkan hasil sebagai berikut :
berdasarkan gambar 6, pemantulan cermin cembung yaitu divergen lantaran batas cahaya yang tiba dan mengenai cermin akan dipantulkan kembali dari satu titik dan menyebar. Titik tersebut disebut dengan titik fokus, sehingga titik fokus cemrin cembung terdapat dibelakang cermin.
Percobaan keempat yaitu mengamati fenomena yang terjadi pada lensa cekung. Prinsip kerja dari lensa cekung yaitu apabila ada sebuah cahaya yang melewati lensa cekung maka cahaya akan diteruskan dan bersifat divergen(menyebarkan sinar). Dari percobaan, didapatkan hasil sebagai berikut :
berdasarkan gambar 7, yaitu pembiasan pada lensa cekung yang bersifat divergen. Sinar tiba diteruskan dan dibelokkan kea rah luar(sudut besar), kalau ditambah lensa cekung dibelakangnya maka sudut menjadi semakin besar(persebaran sinarnya semakin besar).
Percobaan kelima yaitu mengamati fenomena yang terjadi pada lensa cembung. Prinsip kerja dari lensa cembung yaitu apabila ada sebuah cahaya yang melewati lensa cembung maka cahaya akan diteruskan dan bersifat konvergen(mengumpulkan sianr). Dari percobaan, didapatkan hasil sebagai berikut :
berdasarkan gambar 8, yaitu pembiasan pada lensa cembung yang bersifat konvergen. Sinar tiba diteruskan dan dibelokkan kea rah dalam(sudutnya kecil), kalau ditambah lensa cembung dibelakangnya maka sudut menjadi semakin kecil(pengumpulan sinarnya semakin rapat).
Percobaan ke-enam yaitu mengamati fenomena yang terjadi pada balok setengah lingkaran. Prinsip kerja dari balok setengah bulat yaitu apabila ada seberkas cahaya dari medium dengan indeks bias n1 masuk ke medium n2 dengan n1 > n2, maka untuk sinar-sinar tiba dengan sudut yang lebih besar dari suatu sudut yang disebut dengan sudut kritis. Hukum Snellius menjadi tidak sanggup dipakai lagi. Sudut kritis yaitu sudut tiba dalam beling yang menghasilkan sudut bias 90̊. Maka dari Hukum Snellius didapatkan relasi :
sin β dihilangkan atau tidak dianggap lantaran sin 90̊ bernilai 1.
Percobaan terakhir yaitu mengamati fenomena yang terjadi pada balok prisma. Prinsip kerja dari balok prisma yaitu apabila seberkas sinar tiba dari medium renggang(udara) menuju medium rapat(bidang prisma), maka berkas sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Selanjutnya, berkas sinar tersebut dari medium rapat(bidang prisma) menuju medium renggang(udara), akan dibiaskan menjauh garis normal. Nilai minimum(sebagai fungsi sudut rotasi prisma) sanggup dihubungkan dengan sudut tiba minimum memakai persamaan :
dengan persamaan 3, indeks bias prisma sanggup ditentukan memakai persamaan :
np = (sin θmin) / (sin A/2) ..........(3)
Sudut deviasi yaitu sudut perpotongan antara perpanjangan sinar tiba dengan perpanjangan dari sinar bias. Sudut deviasi minimum(δmin) yaitu sudut deviasi terkecil yang sanggup dibuat sebelum sudut deviasinya kembali bertambah besar akhir perputaran prisma. Sudut datang(θmin) yaitu sudut tiba yang menimbulkan sudut deviasinya minimum. Dispersi cahaya yaitu insiden penguraian cahaya putih(polikromatik) menjadi komponen-komponennya lantaran pembiasan. Komponen-komponen warna yang terbentuk yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dispersi terjadi akhir adanya perbeaan deviasi untuk setiap panjang gelombang yang disebabkan oleh perbedaan kelajuan masing-masing gelombang pada ketika melewati medium pembias.
V. Kesimpulan
5.1 Pemantulan cahaya terjadi apabila seberkas cahaya mengenai suatu bidang yang licin dan datar, sinar akan memantula secara teratur. Jika permukaannya bergairah maka akan dipantulkan secara difusi. Sedangkan pembiasan terjadi ketika seberkas cahaya melewati bidang batas antara dua medum yang mempunyai kerapatan yang berbeda, sinar akan mengalami pembelokan
5.2 Nilai indeks bias suatu medium balok beling yaitu sebesar 1,05 ± 0,07
5.3 Fenomena-fenomena yang terjadi, yaitu Hukum Snellius, sifat cermin cekung dan cermin cembung, sifat lensa cekung dan lensa cembung
a. Pada cerming cekung bersifat konvergen (mengumpulkan sinar)
b. Pada cerming cembung bersifat konvergen (menyebarkan sinar)
c. Pada cerming cekung bersifat konvergen (menyebarkan sinar)
d. Pada cerming cembung bersifat konvergen (mengumpulkan sinar)
VI. Daftar Pustaka
Giancoli, D.2001. Fisika Jilid II. Jakarta : Erlangga.
Serway, R.2004. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi 6. Jakarta : Erlangga.
Sutrisno. 1979. Fisika Dasar Seri Gelombang dan Optik. Bandung : ITB.
Tipler, P.1998. Fisika Untuk Sains dan teknik jilid II. Jakarta : Erlangga.
Young dan Freedman.2004. Fisika Universitas Edisi 10 Jilid II. Jakarta : Erlangga.
VII. Bagian Pengesahan
-
VIII. Lampiran
Belum ada Komentar untuk "Laporan Praktikum Pemantulan Dan Pembiasan Cahaya"
Posting Komentar