lensa uthut

8/3/2019 lensa uthut

1/26

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

PERCOBAAN LENSA

(O.2)

Nama : Dewa Ayu Wisma Yanti

NIM : 1008105020

Tanggal : Mei 2011

Kelompok : 2 (dua)

Dosen :I Ketut Sukarasa,S.Si.,M.Si

Asisten Dosen :1.

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2011


2/26

PERCOBAAN LENSA

(O.2)

I. TUJUAN1. Mempelajari rumus-rumus lensa.2. Mempelajari cacat-cacat lensa.3. Menentukan panjang fokus dari lensa positif, lensa negatif, dan lensa gabungan.4. Mengetahui macam-macam lensa beserta sifat dari masing-masing lensa.

II. DASAR TEORI

Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua permukaan atau lebih dengan paling

tidak salah satu permukaannya merupakan bidang lengkung. Lensa tipis adalah lensa yang

ketebalannya dapat diabaikan. Lensa mempunyai kesamaan dengan cermin, yaitu bersifat bening

dan mengubah arah cahaya yang mengenai permukaannya. Perbedaannya adalah cermin

mengubah arah cahaya yang mengenai permukaannya melalui proses pemantulan, sedangkan

lensa mengubah arah cahaya melalui proses pembiasan.

Secara umum lensa dibagi menjadi 2 jenis yaitu lensa cembung dan lensa cekung.

Pada lensa cekung cahaya yang sejajar dan dekat dengan sumbu optik (paraksial) dibiaskan

menyebar seakan-akan berasal dari suatu titik fokus maya di belakang lensa, oleh sebab itu

lensa cekung dikatakan bersifat divergen. Sedangkan pada lensa cembung cahaya paraksial

dibiaskan menuju ke titik fokus nyata di depan lensa, sehingga lensa cembung dikatakan

bersifat konvergen.

Gambar 1.

(a) Lensa positif terdiri dari: 1) lensa bikonveks (cembung ganda); 2) plankonfeks (cembung-


3/26

datar); dan 3) cembung-cekung (konfeks-konkaf).

(b) Lensa negatif terdiri dari: 4) bikonkaf (cekung ganda); 5) plan-konkaf (cembung-datar);

dan 6) cekung-cembung (konkaf-konveks).

Untuk penyederhanaan, lensa cembung di tulis (+) dan lensa cekung ().

Gambar 2. Gambar sederhana lensa (a) lensa positif (b) lensa negatif.

.

A. Perumusan Pembentukan BayanganMenentukan letak bayangan pada lensa dengan dua cara, yaitu cara grafis dan

menggunakan rumus. Rumus (persamaan) untuk menentukan letak bayangan pada lensa

ini mirip dengan persamaan cermin, yaitu

ssf 111 .(1)

s = jarak benda ke titik pusat optik lensa

s= jarak bayangan ke titik pusat optiklensa

f = jarak titik api pusat optik lensa

Persamaan ini berlaku untuk lensa cembung dan lensa cekung sehingga dalam

penggunaannya perlu memperhatikan perjanjian tanda, baik untuk jarak benda, jarak

bayangan maupun jarak fokus.

B. Perjanjian tanda untuk lensaa. s bertanda + jika benda terletak di depan lensa ( benda nyata )b. s bertandajika benda terletak di depan lensa ( benda maya )c. s bertanda + jika bayangan terletak di depan lensa ( bayangan nyata )


4/26

d. s bertanda jika bayangan terletak di belakang lensa ( bayangan maya )e. f bertanda + untuk lensa cembungf. f bertanda - untuk lensa cekungg. R bertanda - untuk permukaan lensa yang cekungh. R bertanda + untuk permukaan lensa yang cembung

C. Kekuatan lensaKuat lensa merupakan kebalikan dari jarak fokus f. Secara matematis kekuatan

lensa dapat ditulis sebagai berikut.

P =f

1.(2)

Ket :

P = kuat lensa ( dioptri )

F = jarak fokus ( meter )

D. Rumus-rumus untuk lensa tipisBerdasarkan hukum kesamaan segitiga, dengan B adalah besar bayangan dan G

besar objek:

G

B= s

s'

dan B

G= s'-f

f..(3)

Maka diperoleh persamaan lensa:

f

1=

s

1+

'

1

satau

s's

s.s'

..(4)

Dalam kasus jarak(d) yang sama antara objek dan bayangan (posisi 1) diperoleh

bayangan diperbesar, kita dapat mengubah posisi dari lensa sehingga jarak objek dan bayangan

berubah (posisi II) hingga diperoleh bayangan yang jelas namun diperkecil.

III. ALAT DAN BAHAN1. Lampu dan gambar kisi sebagai benda.2. Lensa positif 1 dan standar.3. Lensa positif 2 dan standar.


5/26

4. Lensa negatif dan standar.5. Layar.6. Penggaris sebagai rel.7. Celah kecil sebagai standar.8. Celah besar sebagai standar.9. Celah pinggir sebagai standar.

IV. LANGKAH PERCOBAANA. Menentukan Jarak Fokus Lensa Positif dengan Metode Lensa Tipis

1. Disusun alat seperti Gambar 1!2. Diatur jarak sumber cahaya terhadap layar (s + s) dan diukur s jika bayangan

diperbesar dan diperkecil.

3. Diulangi 5 kali untuk mendapatkan variasi data.4. Dilakukan percobaan 2 untuk jarak (s + s) sebesar: 100, 95, 90, 85, 80 dan 75 cm.

B. Menentukan Fokus Lensa Negatif1. Dibentuk bayangan real dengan menggunakan lensa positif (lihat Gambar 4.a).2. Dicatat posisi objek lensa dan layar!3. Diganti layer dengan cermin pada posisi 1 (lihat Gambar 4.b).4. Diletakkan lensa negative antara lensa positif dan cermin (lihat Gambar 4.c).5. Digerakkan maju dan mundur lensa negative untuk mendapatkan bayangan real di

dekat benda!

6. Diukur jarak dari lensa negative ke cermin! Jarak ini merupakan fokus lensa negatif!7. Diulangi percobaan di atas sebanyak 5 kali untuk mendapatkan variasi data!

+ + + -

(a) (b) (c)

Metode Lensa Negatif


6/26

C. Menentukan Fokus Lensa Gabungan1. Digabungkan lensa positif dan negatif.2. Diatur posisi benda, lensa gabungan dan layer sehingga diperoleh bayangan di layer.3.

Diukur jarak dari lensa ke layer dan lensa ke benda (pergunakanlah perjanjian tandauntuk posisi benda dan bayangan).

4. Dilakukan percobaan di atas sebanyak 5 kali!

V. DATA PENGAMATANA. Menentukan jarak fokus lensa positif

1. Untuk jarak (s + s) = 100 cmS s

75 25

72 28

78 22

76 24

73 27


65 30

64 31

64,5 30,5

63 32

62 33


55 35

56 34


7/26


8/26

No. S s E d

1 84,5 9,5 74,9 94

2 84,5 9 75,5 93,5

3 84,5 10 74,5 94,5

4 84,5 10,5 74 95

5 84,5 11 73,5 95,5

C. Menentukan jarak fokus lensa gabunganUntuk jarak (s + s) = 75 cm

S s

58,5 11,5

58 12

57 13

56 14

57,5 12,5

VI. DATA PERHITUNGANA. Menentukan Jarak Fokus Lensa Positif

1. Untuk jarak (s+s) = 100 cms (cm) s (cm)

75 25

72 26

78 22

76 2473 27

s = 374 s = 124

5

ss = 8,74

5

374 cm


9/26

5

''

s

s = cm8,245

124

Jarak Fokus :

f= cm = 18,55cm

Kekuatan Lensa :

P = 05,055,18

1001

fdioptri

Dengan cara yang sama maka diperoleh :

(s+s) cm cms cms' f (cm) P(dioptri)

100 74,8 24,8 18,55 5.39

95 63,7 31,3 20,98 4,77

90 55,6 34,4 21,25 4,71

85 52,5 32,5 20,07 4,99

80 47,8 32,2 19,24 5,2

75 43,6 31,4 18,23 5,49

B. Menentukan Jarak Fokus Lensa NegatifNo. s s

1. 84,5 9,5

2. 84,5 9

3. 84,5 10

4. 84,5 10,5

5. 84,5 11

s = 84,5 s = 10

5

ss =

5504,18100

04,1855

100

8,248,74

'

'.

x

ss

ss

cm9,165

5,84


10/26

5

''

s

s = cm25

10

Jarak Fokus :

f= cm

x

ss

ss

79,19,18

8,33

9,18

29,16

'

'.

Kekuatan Lensa :

P = 87,5579,1

1001

fdioptri

C. Menentukan Jarak Fokus Lensa Gabungan

s (cm) s (cm)

58,5 11,5

58 12

57 13

56 14

57,5 12,5

s = 287 s = 63

5

ss = 4,57

5

287 cm

5

''

s

s = cm6,125

63

Jarak Fokus :

f= cm = 9,64 cm

Kekuatan Lensa :

P = 37,1064,9

1001

fdioptri

VII. RALAT KERAGUAN

6432,975

24,723

75

6,124,57

'

'.

x

ss

ss


11/26

A. Menentukan Jarak Fokus Lensa PositifUntuk Jarak (s+s) = 100 cm

Ralat untuk jarak benda (s)

s (cm) cms cmss cmss

2

75 74,8 0,2 0,04

72 74,8 -2,8 7,84

78 74,8 3,2 10,24

76 74,8 1,2 1,44

73 74,8 -1,8 3,24

= 22,8

cm

067,18,74_

ss cm

Ralat Nisbi : %42,1%1008,74

067,1%100

_

xx

s

s

Kebenaran Praktikum : 100% - 1,42 %

= 98,58 %

Ralat untuk jarak bayangan (s)

s (cm) cms' cmss '' cmss 2'' 25 24,8 0,2 0,04

28 24,8 3,2 10,24

22 24,8 -2,8 7,84

24 24,8 -,08 0,64

27 24,8 2,2 4,84

= 23,6

067,120

8,22

1

2

nn

sss


12/26

18,120

6,23

1

'''

2

nn

sss cm

18,18,24''_

ss cm

Ralat Nisbi : %75,4%1008,24

18,1%100

'

'_

xx

s

s

Kebenaran Praktikum : 100% - 4,75 %

= 95,25 %

Ralat untuk fokus:

'' ''_

ssssssssff

=

18,18,24067,18,7418,18,24067,18,74

= 18,1067,18,248,74

8,24

18,1

8,74

067,118,1.067,18,24.8,74

=247,26,99

04,1855

26,88

04,1855

46,26

26,104,1855

=247,26,99

06,0.26,104,1855

=247,26,99

0756,004,1855

=6,99

04,1855

6,99

04,1855

6,99

247,2

04,1855

0756,0

= 62,1862,18

184762

2,4168

184762

53,7

= 62,1862,18

184762

73,4175

= 62,1862,18 (0,022)


13/26

= 18,62 0,41

Ralat Nisbi : %10062,18

41,0%100

_xx

f

f

= 2,2 %

Kebenaran Praktikum : 100% - 2,2 %= 97,8 %

Ralat kekuatan lensa

ff

PP

_

_ 0100

=41,062,18

0100

=

62,18

41,0

100

0

62,18

100

62,18

100

= 5,37 5,37

62,18

41,0

100

0

= 5,37 5,37

100

20,2

= 5,37 5,37 ( 0,022)

= 5,37 0,12

Ralat nisbi = %100_

x

P

P

= 23,2%10037,5

12,0x %

Kebenaran praktikum = 100 % - 2,23 %

= 97,77 %

Dengan cara yang sama maka diperoleh :

(s+s)(cm)(

_

s s )(cm) ( '_

s s )(cm) cmff

_

dioptriPP

_


14/26

100 74,8 1,067 24,8 1,18 18,62 0,41 5,37 0,12

95 63,7 0,54 31,3 0,54 21 0,231 4,8 0,0528

90 55,6 0,51 34,4 0,51 21,25 0,233 4,70 0,0517

85 52,5 0,5 32,5 0,5 20,074 2,362 4,98 0,588

80 47,8 0,25 32,2 0,25 19,24 0,12025 5,2 0,0325

75 43,7 0,26 31,4 0,51 18,27 0,148 5,47 0,044

Dan nilai kebenarannya dengan cara yang sama diperoleh :

(s+s)(cm) (s s ) (s s ) ff PP

100 98,58 % 95,25 % 97,8 % 97,77 %

95 99,15 % 98,28 % 98,9 % 98,9 %

90 99,08 % 98,5 % 98,9 % 98,9 %

85 99,05 % 98,46 % 88,23 % 88,19 %

80 99,48 % 99,22 % 99,375 % 99,375 %

75 99,41 % 98,38 % 99,19 % 99,2 %

B. Menentukan Jarak Fokus lensa Negatif

s (cm) cms cmss cmss 2 84,5 84,5 0 0

84,5 84,5 0 0

84,5 84,5 0 0

84,5 84,5 0 0

84,5 84,5 0 0

= 0


15/26

020

0

1

2

nn

sss cm

05,84_

ss cm

Ralat Nisbi : %0%1005,84

0%100

_

xx

s

s

Kebenaran Praktikum : 100% - 0%

= 100 %


s (cm)

cms' cmss ''

cmss2

''

9,5 10 -0,5 0,25

9 10 -1 1

10 10 0 0

10,5 10 0,5 0,25

11 10 1 1

= 2,5

35,020

5,2

1

'''

2

nn

sss cm

35,010''_

ss cm

Ralat Nisbi : %5,3%10010

35,0%100

'

'_

xx

s

s

Kebenaran Praktikum : 100% - 3,5%

= 96,5 %

Ralat untuk fokus:


16/26

''

''_

ssss

ssssff

=

05,8435,01005,8435,010

= 035,05,8410

5,84

0

10

35,00.35,05,84.10

=

35,05,94

0035,00845

=35,05,94

0845

=5,94

845

5,94

845

5,94

35,0

845

0

= 94,894,8 3107,30 x

= 94,894,8 (0)

= 094,8

Ralat Nisbi : %100

94,8

0%100

_xx

f

f

= 0 %

Kebenaran Praktikum : 100% - 0 %

= 100 %

Ralat kekuatan lensa

ff

PP

_

_ 0100

=094,8

0100

=

94,8

0

100

0

94,8

100

94,8

100

= 11,19 11,19

94,8

0

100

0


17/26

= 11,19 11,19 (0)

= 11,19 0

Ralat nisbi = %100_ xP

P

= 0%10019,11

0x %

Kebenaran praktikum = 100 % - 0 %

= 100 %

C. Menentukan Jarak Fokus Lensa Gabungan

s (cm) cms cmss cmss 2 58,5 57,4 1,1 1,21

58 57,4 0,6 0,36

57 57,4 -0,4 0,16

56 57,4 -1,4 1,96

57,5 57,4 0 0

= 3,69

1845,020

69,3

1

2

nn

sss cm

1845,04,57_

ss cm

Ralat Nisbi : %3,0%1004,57

1845,0%100_

xx

s

s

Kebenaran Praktikum : 100% - 0, 3%

= 99,7 %



18/26

s (cm) cms' cmss '' cmss 2'' 11,5 12,6 -1,1 1,21

12 12,6 -0,6 0,36

13 12,6 0,4 0,16

14 12,6 1,4 1,96

12,5 12,6 -0,1 0,01

= 3,7

185,020

7,3

1

'''

2

nn

sss cm

185,06,12''_

ss cm

Ralat Nisbi : %5,1%1006,12

185,0%100

'

'_

xx

s

s

Kebenaran Praktikum : 100% - 1,5%

= 98,5 %

Ralat untuk fokus:

''''

_

ssssssssff

=

185,06,121845,04,57185,06,121845,04,57

= 185,01845,06,124,57

6,12

185,0

4,57

1845,0185,0.1845,06,12.4,57

= 185,01845,06,124,57)0179,0(034,02,723

=37,034,18

101,62,7234

x

=34,18

2,723

34,18

2,723

34,18

37,0

2,723

101,64x


19/26


20/26

VIII. PEMBAHASAN

Percobaan lensa ini bertujuan untuk mempelajari rumus-rumus lensa, mempelajari cacat-

cacat lensa,menentukan panjang fokus dari lensa positif, lensa negatif, dan lensa gabungan dan

mengetahui macam-macam lensa beserta sifat dari masing-masing lensa.

Dengan melakukan percobaan di atas dan mencatat data percobaan dapat terlihat bahwa,

semakin besar jarak benda dari lensa yang digunakan, maka jarak bayangan akan semakin kecil.

Demikian juga dengan tingginya, Tinggi bayangan semakin berkurang seiring dengan semakin

besarnya jarak benda yang digunakan.

Untuk lensa cembung mempunyai sifat bayangan nyata, terbalik, dan sama besar. Sedangkan

untuk lensa cekung bersifat maya, tegak, dan diperkecil Sebuah lensa dapat membentuk sebuah

bayangan nyata dari benda meskipun benda tidak jauh dari lensa. Dalam kenyataannya, semua

benda yang terletak dibelakang lensa dalah nyata dan terbalik.sedangkan benda yang terletak di

depan lensa adalah maya dan tegak.

Dalam percobaan ini untuk menghitungnya digunakan persamaan-persamaan sebagai

berikut :

Persamaan berdasarkan hukum kesamaan segitiga, dengan B adalah besar

bayangan dan G besar objek :

fs

f

B

Gdan

s

s

G

B

'

'

dan diperoleh persamaan lensa :

'

111

ssf atau

'

'.

ss

ssf

Dimana untuk menghitung jarak fokus dari lensa positif dapat ditentukan dengan mengukur

d dan e dengan metode Bessel. Jarak fokus lensa sederhana dapat dihitung dengan rumus:

21

11)1(1RR

nf

dengan R1

dan R 2 masing-masing merupakan jari-jari kelengkungan permukaan lensa

pertama dan kedua, n merupakan indeks bias bahan lensa.


21/26

Untuk rumus lensa tipis'

111

ssf tidak berlaku apabila percobaan dilakukan di dalam air

karena adanya perbedaan indeks bias antara air dan udara. Jika percobaan dilakukan di dalam

air, maka rumus yang berlaku adalah :

''

1

'

1

'

'1

rrn

nn

f

dimana n adalah indeks bias masing-masing medium.

Kuat lensa mempunyai sifat mengumpulkan berkas sinar (sifat konvergen) dan

divergen (menyebarkan sinar) suatu lensa. Untuk Lensa positif, semakin kecil jarak fokus,

semakin kuat kemampuan lensa itu untuk mengumpulkan berkas sinar. Untuk Lensa negatif,

semakin kecil jarak fokus semakin kuat kemampuan lensa itu untuk menyebarkan berkas

sinar. Kuat lensa merupakan kebalikan dari jarak fokus f. Secara matematis kekuatan lensa

dapat dihitung dengan rumus :

P =f

1

Dalam praktikum ini tentunya lensa yang digunakan tidak lepas dari cacat lensa

atau aberasi lensa. Aberasi ini ada bermacam-macam, antara lain sebagai berikut : aberasi

sferis, koma, astigmatisma, kelengkungan medan, distorsi, dan aberatis kromatis, dimana

aberatis kromatis ini ada dua macam, yaitu ;aberasi kromatis aksial/longitudinal, dan aberatis

kromatis lateral.

Dalam percobaan ini, pengambilan dta dilakukan sebanyak beberapa kali yaitu

ada yang sampai 5 kali. Dalam pengukuran dan perhitungan terdapat keraguan yang telah

dibahas pada ralat. Keraguan ini dapat terjadi karena :

1. Terjadinya cacat lensa2. Pergeseran penggaris pengukur yang tidak disadari.3. Ketidaktepatan pengambilan data karena dalam praktikum ruangan gelap.4. Keterbatasan alat.


22/26

IX. KESIMPULAN

1. Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua permukaan atau lebih dengan palingtidak salah satu permukaannya merupakan bidang lengkung.

2. Lensa terdiri dari 2 jenis yaitu: lensa cembung (konveks) dan lensa cekung (konkaf).a. Lensa cembung adalah lensa dengan bagian tengah lebih tebal daripada bagian

pinggirnya. Macammacam lensa cembung :

1) Cembung rangkap(bikonveks)

2) Cembung datar(plan-konveks)

3) Cembung cekung(konkav-konveks)


23/26

F1 F2

b. Lensa cekung adalah lensa dengan bagian tengah lebih tipis daripada bagianpinggirnya. Macam-macam lensa cekung :

Bikonkaf plan-konkav konveks-konkaf

3. Lensa cembung memiliki tiga sinar istimewa sebagai berikut.a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melaluli titik fokus F1.b. Sinar datang melalui titik fokus F2 akan dibiaskan sejajar sumbu utama.c. Sinar datang melalui titik pusat optik 0 diteruskan tanpa membias.

4. Ada 3 sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu :a. Sinar sejajar sumbu utama dibiasakan melalui titik fokus F

F1 F2

b. Sinar melalui titik F dibiaskan sejajar sumbu utama


24/26

F2

c. Sinar melalui pusat optik ( titik pusat kelengkungan ) tidak dibiaskan, tetapiditeruskan.

5. Lensa cekung memiliki tiga sinar istimewa sebagai berikut.a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan dating dari titik fokus di

depan lensa F.

b. Sinar datang menuju titik fokus di belakang lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.c. Sinar datang melalui titik pusat optik tidak mengalami pembiasan.

6. Rumus (persamaan) untuk menentukan letak bayangan pada lensa ini mirip denganpersamaan cermin, yaitu

ssf 111

s = jarak benda ke titik pusat optik lensa

s= jarak bayangan ke titik pusat optik lensa

f = jarak titik api pusat optik lensa

F1


25/26

7. Kuat lensa merupakan kebalikan dari jarak fokus f. Secara matematis kekuatan lensadapat ditulis sebagai berikut.

P =f

1

Ket :

P = kuat lensa ( dioptri )

F = jarak fokus ( meter

8. Perjanjian tanda untuk lensaa. s bertanda + jika benda terletak di depan lensa ( benda nyata )b. s bertandajika benda terletak di depan lensa ( benda maya )c. s bertanda + jika bayangan terletak di depan lensa ( bayangan nyata )d. s bertanda jika bayangan terletak di belakang lensa (bayangan maya)e. f bertanda + untuk lensa cembungf. f bertanda - untuk lensa cekungg. R bertanda - untuk permukaan lensa yang cekungh. R bertanda + untuk permukaan lensa yang cembung

9. Berdasarkan hukum kesamaan segitiga, dengan B adalah besar bayangan dan G besarobjek:

G

B=

s

s'dan

B

G=

s'-f

f

Maka diperoleh persamaan lensa:

f

1=

s

1+

'

1

satau

s's

s.s'

10.Adapun penyimpangan-penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensasebagai berikut:

a. Aberasi sferis adalah penyimpangan pembentukan bayangan dari suatu bendayang terletak di sumbu utama karena bentuk lengkung dari lensa.


26/26

b. Astigmatisme adalah kelainan pembentukan bayangan dari suatu benda titik yangjauh dari sumbu utama.

c. Distorsi adalah suatu aberasi yang disebabkan oleh perbesaran bayangan yangtidak merata.

d. Lengkungan bidang bayangane. Aberasi kromatis

DAFTAR PUSTAKA

Alit Paramarta S.Si.,M.Si. Ida Bagus 2011. Penuntun Praktikum Fisika Dasar II. Jurusan Fisika,

Fakultas MIPA.Universitas Udayana : Bali.

Jamal Abdul dan Tamrin BA. 1999. Pintar Fisika. Surabaya: Gita Media Press.

Tim Penyusun. 2001. PR Fisika. Jakarta: Intan Pariwara.

Tim Penyusun Fisika. 1996. Konsep-konsep Fisika SMU. Jakarta: Intan Pariwara.

lensa uthut

Documents

Transcript of lensa uthut