Laporan Praktikum Cermin Cembung

Tujuan :1. 2. 3. 4. 5. 6. Mengetahui pemantulan cahaya pada cermin cembung Mengetahui cara mencari fokus pada cermin cembung Mengetahui cara mencari jarak benda pada cermin cembung Mengetahui cara mencari jarak bayangan pada cermin cembung Mengetahui bentuk dan letak bayangan pada cermin cembung Mengetahui grafik antara s/jarak benda dan s/jarak bayangan pada cermin cembung

Dasar Teori :Pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks biasnya. Hukum Snellius Pada Pembiasan Misalkan cahaya merambat dari medium 1 dengan kecepatan v1 dan sudut datang i menuju ke medium 2. Saat di medium 2 kecepatan cahaya berubah menjadi v2 dan cahaya dibiaskan dengan sudut bias r seperti diperlihatkan pada Gambar di bawah :

Pada contoh di atas terlihat sinar datang (i) > sinar bias (r) atau dengan kata lain sinar bias mendekati garis nornal.Terjadi ketika sinar menembus batas bidang dari medium yang renggang ke medium yang lebih rapat. bila sinar berasal dari sebaliknya yakni dari medium rapat ke medium yang lebih rengang maka sinar menjauhi garis normal (i < r)

Contoh: Seberkas sinar datang dari udara ke lapisan minyak yang terapung di air dengan sudut datang 30. Bila indeks bias minyak 1,45 dan indeks bias air 1,33.Berapakah besar sudut sinar tersebut di dalam air? Penyelesaian: Pada kasus ini mula-mula berkas sinar merambat di udara lalu masuk ke lapisan minyak yang terapung di permukaan air, baru kemudian sinar masuk ke dalam air. Jadi, sebelum sampai ke dalam air sinar mengalami dua kali pembiasan seperti diperlihatkan gambar di bawah.

Pada pengerjaan soal di atas besar sudut r1 tidak dicari karena tidak dibutuhkan, yang dibutuhkan adalah sin r1 untuk mecari sin i2 karena sin r1 = sin i2. Pemendekan Semu Akibat Pembiasan

Pemendekan semu ini terjadi karena pembiasan di mana cahaya merambat dari medium optik yang lebih rapat ke medium optik yang kurang rapat, misalnya dari air ke udara.

Pada gambar di atas ada dua orang pengamat yang berbeda posisi yakni pengamat A membentuk sudut tertentu terhadap benda yang diamati sedangkan pengamat B tepat tegak lurus terhadap benda yang diamati, keduanya penganmat ada di medium udara dan benda yang mereka amati ada dalam air. Untuk pengamat A (yang membentuk sudut tertentu dengan benda) berlaku hubungan :

h' = tinggi bayangan semu yang dilihat oleh pengamat pada posisi A h = tinggi benda sesungguhnya n1 = indeks bias medium tempat benda berada n2 = indeks bias medium tempat pengamat berada i = sudut datang r = sudut bias Sedangkan unutuk pengamat B(yang tegak lurus dengan benda yang diamati) berlaku hubungan :

Rumus di atas juga berlaku untuk peristiwa pemanjangan jarak benda yang terjadi saat pengamat berada di medium yang lebih rapat dari benda yang diamati...misal pengamat berada di dalam air sedang memperhatikan suatu benda yang berada di udara...sehingga jarak benda terlihat lebih panjang dari jarak sebenarnya. Pemantulan Total Saat cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat dengan sudut datang tertentu, cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. Bila sudut datang terus diperbesar, maka suatu saat sinar bias akan sejajar dengan bidang yang berarti besar sudut biasnya 90.Sekali lagi apabila sudut datang diperbesar, maka tidak ada lagi cahaya yang dibiaskan, sebab seluruhnya akan dipantulkan. Sudut datang pada saat sudut biasnya mencapai 90 ini disebut sudut kritis (saat sin r = sin 90 = 1). Persamaan sudut kritis :

Pembiasan Pada Kaca Plan Paralel Kaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajar

Persamaan pergeseran sinar pada balok kaca :

Keterangan : d = tebal balok kaca (cm) i = sudut datang () r = sudut bias () t = pergeseran cahaya (cm)

Pembiasan Pada Prisma, Sudut Deviasi dan Deviasi Minimum

Kita dapatkan persamaan sudut puncak prisma,

= sudut puncak atau sudut pembias prisma r1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang batas udara-prisma i2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang batas prisma-udara secara otomatis persamaan di atas dapat digunakan untuk mencari besarnya i2 bila besar sudut pembias prisma diketahui.... Persamaan sudut deviasi prisma :

Keterangan : D = sudut deviasi i1 = sudut datang pada bidang batas pertama r2 = sudut bias pada bidang batas kedua berkas sinar keluar dari prisma = sudut puncak atau sudut pembias prisma Hasilnya disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang pertama i1 :

dalam grafik terlihat devisiasi minimum terjadi saat i1 = r2

Persamaan deviasi minimum : a. Bila sudut pembias lebih dari 15

Keterangan : n1 = indeks bias medium n2 = indeks bias prisma Dm = deviasi minimum = sudut pembias prisma b. Bila sudut pembias kurang dari 15

Keterangan = deviasi minimum untuk b = 15. n2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap medium = sudut pembias prisma Pembiasan Pada Bidang Lengkung/Sferis

Keterangan : n1 = indeks bias medium di sekitar permukaan lengkung n2 = indeks bias permukaan lengkung s = jarak benda s' = jarak bayangan R = jari-jari kelengkungan permukaan lengkung Seperti pada pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga ada perjanjian tanda berkaitan dengan persamaan-persamaan pada permukaan lengkung seperti dijelaskan dalam tabel berikut ini :

Untuk lebih jelasnya kita perhatikan contoh berikut ini : Seekor ikan berada di dalam akuarium berbentuk bola dengan jari-jari 30 cm. Posisi ikan itu 20 cm dari dinding akuarium dan diamati oleh seseorang dari luar akuarium pada jarak 45 cm dari dinding akuarium. Bila indeks bias air akuarium 4/3 tentukanlah jarak orang terhadap ikan menurut: a) orang itu b) menurut ikan

a. Menurut orang (orang melihat ikan, berarti Sinar datang dari ikan ke mata orang) Diketahui : n1 = nair = 4/3 n2 = nu = 1

s = 20 cm R = -30 (R bertanda negatif karena sinar datang dari ikan menembus permukaan cekung akuarium ke mata orang) Ditanya : s? Jawab :

Jadi, jarak bayangan ikan atau jarak ikan ke dinding akuarium menurut orang hanya 18 cm (bukan 20 cm!). Tanda negatif pada jarak s menyatakan bahwa bayangan ikan yang dilihat orang bersifat maya. Sedangkan jarak orang ke ikan menurut orang adalah 45 cm ditambah 18 cm, yaitu 63 cm (bukan 65 cm!). b. Menurut Ikan (Ikan melihat orang, berarti Sinar datang dari orang ke mata ikan) Diketahui : n1 = nu = 1 n2 = nair = 4/3 s = 45 cm R = +30 (R bertanda positif karena sinar datang dari orang menembus permukaan cekung akuarium ke mata ikan) Ditanya : s? Jawab :

Jadi, jarak bayangan orang atau jarak orang ke dinding akuarium menurut ikan bukan 45 cm melainkan 120 cm. Tanda minus pada jarak bayangan menyatakan bahwa bayangan bersifat maya. Jarak orang ke ikan menurut ikan sama dengan 20 cm ditambah 120 cm, yakni 140 cm. Disebabkan jarak benda dengan bayangan yang dibentuk berbeda maka bayangan juga mengalami perbesaran (M) sebesar :

Fokus Permukaan Lengkung Permukaan lengkung mempunyai dua titik api atau fokus. Fokus pertama (F1) adalah suatu titik asal sinar yang mengakibatkan sinar-sinar dibiaskan sejajar. Artinya bayangan akan terbentuk di jauh tak terhingga (s = ~ ) dan jarak benda s sama dengan jarak fokus pertama F1. Fokus kedua (F2) permukaan lengkung adalah titik pertemuan sinar-sinar bias apa bila sinarsinar yang datang pada bidang lengkung adalah sinar-sinar sejajar. Artinya benda berada jauh di tak terhingga (s = ~ )

fokusnya :

Pemantulan Cahaya

Jenis Pemantulan Pemantulan cahaya terdiri dari dua jenis, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. Pemantulan cahaya pada permukaan datar seperti cermin, atau permukaan air yang tenang, termasuk pemantulan teratur. Sedangkan pemantulan cahaya pada permukaan kasar seperti pakaian, kertas dan aspal jalan, termasuk dalam pemantulan baur. 1. Pemantual Teratur (Pada permukaan rata)

2. Pemantulan Baur

Hukum Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan cahaya dapat diilustrasikan dengan gambar berikut ini :

Berdasarkan gambar di atas, sinar yang menuju cermin ( P ), diketahui sebagai sinar datang ( i ), sedangkan yang meninggalkan cermin ( Q ) diketahui sebagai sinar pantul ( r ).Pada titik dimana sinar mengenai cermin, sebuah garis dapat digambarkan tegak lurus terhadap permukaan cermin, garis ini diketahui sebagai garis normal. Garis normal membagi sudut antara sinar datang dan sudut sinar pantul menjadi dua sudut yang sama. Berdasarkan uraian di atas, maka hukum pemantulan cahaya dapat dinyatakan sebagai berikut : 1. Sinar datang, sinar pantul, garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar. 2. Sudut datang = sudut pantul

Pemantulan pada Cermin Datar

Jika seberkas cahaya mengenai sebuah cermin datar, maka cahaya tersebut akan dipantulkan secara teratur. Peristiwa pemantulan cahaya pada cermin datar dapat menyebabkan pembentukan bayangan benda di dalam cermin. Bayangan benda yang terbentuk pada cermin datar mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : 1. Bayangan bersifat maya (tidak dapat ditangkap oleh layar) 2. Tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya 3. Bayangan sama besar dengan bendanya 4. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin. Perhatikan pembentukan bayangan pada cermin datar dalam gambar berikut ini !

Berdasarkan gambar di atas, bayangan benda pada cermin datar terbentuk di belakang cermin dan tidak dapat dilalui atau dilewati oleh cahaya yang sesungguhnya sehingga bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar. Bayangan benda yang seperti ini disebut bayangan maya. Jika sebuah benda ditempatkan di depan sebuah cermin datar, maka akan terbentuk sebuah bayangan yang sama besar di dalam cermin. Lalu bagaimana jika sebuah benda terletak didepan dua buah cermin datar yang mengapit sudut tertentu ? Perhatikan gambar di bawah ini :

Sebuah obyek O berada di depan dua cermin datar yang membentuk sudut 120, dengan menggunakan hukum pemantulan di dapat jumlah bayangan 2 buah. Lihat gambar berikut :

Sebuah obyek di depan dua cermin yang membentuk sudut 80, didapat jumlah bayangan sebanyak 4 buah. Dari kedua ilustrasi di atas maka, persamaan untuk menentukan jumlah bayangan yang dibentuk oleh dua buah cermin datar yang membentuk sudut tertentu sebagai berikut :

Alat dan bahan:Cermin cembung Lensa cembung Korek api Lilin Meteran Kertas HVS Bidang layang Malam

Cara Kerja:1. Letakkan lilin, lensa cembung, dan bidang layar berurutan. Letakkan ketiga benda tersebut di atas meteran yang sudah dibentangkan. 2. Geser letak lilin, lensa dan lidang layar sampai bayangan terbentuk di bidang layar. 3. Letakkan cermin cembung membelakangi bidang layar di antara bidang layar dan lensa cembung. 4. Cari bayangan baru yang terbentuk dengan menggunakan kertas HVS. 5. Hitung jaraknya dan catat dalam laporan. 6. Ulangi langkah langkah tersebut dengan jarak yang berbeda.

Data :No 1 2 3 s 4.5 5.5 6 s 11 7 7 f 3.2 3.1 3.2 3.2

No 1 2 3

s 4.5 5.5 6

0.8 5.3 0.2 0.7

s 11

2.7 8.3 1.3 1.3

x= (s+s) 15.5

1.8

0.6

7 7

0.6

12.5 13

13.7

1.2 0.7

1.2

Kesalahan Percobaan {

} }

{

Ketelitian Percobaan

ANALISATabel Grafik 1 1/s 1/s 9 x 10-2 2.22 x 10-1 2 1.4 x 10-1 1.8 x 10-1 3 1.4 x 10-1 1.6 x 10-1

Grafik0.25

0.2

0.15 Grafik 0.1

0.05

0 0.09 0.14 0.14

KesimpulanPembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya saat melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks biasnya. Fokus cermin cembung dapat dicari dengan rumus : .

. Jarak benda dan jarak bayangan dapat dihitung dengan cara