laporan lengakap percobaan pembiasan cahaya

PERCOBAAN VIIIPEMBIASAN CAHAYA

LAPORAN EKSPERIMENFISIKA OPTIK

ZULFIKARG 101 14 057

JURUSAN FISIKAPROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS TADULAKO

DESEMBER, 2016

HALAMAN PENGESAHAN

JUDUL : PEMBIASAN CAHAYA

NAMA : ZULFIKAR

STAMBUK : G 101 14 057

Laporan ini telah diperiksa dan disahkan.

Palu, Desember 2016

Mengetahui

Koordinator asisten Asisten

Fazri Mangendre Dian Wahyuni NIM. G 101 12 001 NIM. G 101 12 025

ii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas segala limpahan

rahmat dan karunia yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan

praktikum Eksperimen Fisika Optik ini yang berjudul “Pembiasan Cahaya”

sebagai salah satu syarat untuk dapat lulus pada mata kuliah eksperimen Fisika

Optik.

Dalam penulisan laporan ini banyak hambatan dan masalah yang dihadapi, namun

berkat petunjuk dan saran dari asisten, sehingga Laporan ini dapat terselesaikan

dengan baik. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Dian Wahyuni

selaku asisten pada Praktikum Pembiasan Cahaya atas bantuannya dalam

penyusunan laporan ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan ini masih jauh dari

kesempurnaan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dari segenap pembaca. Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih

dan besar harapan penulis bahwa laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Palu, Desember 2016

Penulis

iii

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan “pembiasaan cahaya”, yang bertujuan untuk membuktikan hukum pembiasan Snellius tentang pembiasaan cahaya dan menetukan indeks bias zat cair. Percobaan menggunakan 3 jenis zat cair yaitu air, oli dan minyak goreng. Percobaan ini dilkukan dengan memancarkan sinar laser pada bangku optik yang telah ditempatkan zat cair untuk menentukan indeks bias dari zat cair tersebut dengan besar sudut yang digunakan yaitu 15˚, 30˚, 40˚, dan 50˚. Dari hasil percobaan yang dilakukan, didapatkan indeks bias air pada sudut 15˚, 30˚, 40˚, dan 50˚ berturut-turut yaitu 1.14, 1.39, 1.49, 1.36, dan jika dirata-ratakan adalah 1.33, sedangkan indeks bias minyak goreng pada sudut 15˚, 30˚, 40˚, dan 50˚ berturut-turut yaitu 1.47, 1.47, 1.52, 1.52, dan jika dirata-ratakan adalah 1.48, dan indeks bias oli pada sudut 15˚, 30˚, 40˚, dan 50˚ berturut-turut yaitu 1.47, 1,47, 1.52, 1.52, , dan jika dirata-ratakan adalah 1,32.

Kata Kunci : Pembiasan, Zat Cair, Indeks Bias.

iv

DAFTAR PUSTAKA

Isi

Halaman

HALAMAN SAMPUL

HALAMAN PENGESAHAN.............……………………………………….ii

KATA PENGANTAR.........................…………………………………….....iii

ABSTRAK...........................................…………………………………….....iv

DAFTAR ISI........................................……………………………………….v

DAFTAR TABEL...............................……………………………………….vii

DAFTAR GAMBAR...........................……………………………………….viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang.......................……………………………………….1

1.2 Rumusan Masalah..................……………………………………….1

1.3 Tujuan Percobaan...................……………………………………….2

1.4 Manfaat Percobaan.................……………………………………….2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembiasan Cahaya................……………………………………….3

2.2 Hukum Snellius....................……………………………………….5

2.3 Prinsip Huygen.....................…………………………….................6

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat...............……………………………………….8

3.2 Alat dan Bahan.....................……………………………………….8

3.3 Prosedur Kerja......................……………………………………….8

v

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan.................……………………………………….10

4.2 Pembahasan..........................……………………………………….11

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan...........................…………………………………….....13

5.2 Saran.....................................……………………………………….13

DAFTAR PUSTAKA..........................……………………………………….14

LAMPIRAN

vi

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

Tabel 2.1 Nilai indeks bias zat cair (untuk = 589 nm)..................................5

Tabel 3.1 Hasil Pengamatan pada cumber dengan zat cair...............................9

Tabel 4.1 Hasil pengamatan pada cumber dengan zat cair (Oli)......................10

Tabel 4.1 Hasil pengamatan pada cumber dengan zat cair (Minyak)...............10

Tabel 4.1 Hasil pengamatan pada cumber dengan zat cair (Air)......................10

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1 Pembiasan cahaya............................................................………..4

viii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ketika seberkas cahaya mengenai permukaan suatu benda, maka cahaya tersebut

ada yang dipantulkan dan ada yang diteruskan. Jika benda tersebut transparan

seperti kaca atau air, maka sebagian cahaya yang diteruskan terlihat dibelokkan,

dikenal dengan pembiasan. Cahaya yang melalui batas antar dua medium dengan

kerapatan optik yang berbeda, kecepatannya akan berubah. Perubahan kecepatan

cahaya akan menyebabkan cahaya mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan

dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari seperti sebuah fenomena pelangi

yang terjadi akibat pembiasan cahaya (Halliday,1997).

Pada percobaan ini dilakukan pengamatan terhadap air, oli, dan minyak uang

dikenai oleh sebuah laser untuk membuktikan hukum pembiasan Snellius tentang

pembiasan cahaya dan menentukan indeks bias zat cair. Oleh karena itu, untuk

membuktikan hal tersebut maka dilakukan percobaan ini.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang adapun rumusan masalah pada percobaan kali ini

yaitu:

1. Bagaimana membuktikan hukum pembiasan Snellius tentang pembiasan

cahaya ?

2. Bagaimana menentukan indeks bias zat cair ?

1

1.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan pada percobaan kali ini yaitu :

1. Membuktikan hukum pembiasan Snellius tentang pembiasan cahaya.

2. Menentukan indeks bias zat cair.

1.4 Manfaat Percobaan

Adapun manfaat percobaan pada percobaan kali ini yaitu :

1. Dapat membuktikan hukum pembiasan Snellius tentang pembiasan cahaya.

2. Dapat menentukan indeks bias zat cair.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembiasan Cahaya

Disaat seberkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang

memisahkan dua medium berbeda, seperti misalnya sebuah permukaan udara

kaca, energi cahaya tersebut di pantulkan dan memasuki medium kedua,

perubahan arah dari sinar di tranmisikan tersebut disebut pembiasan Gelombang

yang di tranmisikan adalah hasil interferensi dari gelombang datang dan

gelombang yang di hasilkan oleh penyerapan dan radiasi ulang energi cahaya

oleh atom- atom dalam medium tersebut (Tipler, 2001).

Cahaya yang memasuki kaca dari udara, ada sebuah ketertinggalan fase (phase

lag) antara gelombang yang di radiasikan kembali dan gelombang datang.

Demikian juga ada ketertinggalan fase antara gelombang hasil (resultan) dan

gelombang datang dari gelombang yang di lewatkan di perlambat relatif terhadap

posisi puncak gelombang dari gelombang datang didalam medium tersebut. Jadi,

pada waktunya, gelombang yang di lewatkan tidak berjalan di dalam medium

sejauh gelombang datang aslinya, jadi kecepatan gelombang yang di lewatkan

lebih kecil dari kecepatan gelombang datang.Indeks bias yaitu perbandingan laju

cahaya di ruang hampa terhadap laju cahaya dalam medium, selalu lebih besar

3

dari satu.Sebagai contoh, laju cahaya dalam kaca kira -kira dua per tiga dari laju

cahayadi ruang bebas, jadi indeks bias kaca kira - kira n =c/v =32 (Tipler, 2001)

Menurut Tipler, 2001 Karena frekuensi cahaya di medium kedua sama dengan

frekuensi cahaya datang atom - atomnya menyerap dan meradiasi ulang cahaya

tersebut pada frekuensi yang sama tetapi laju gelombang berbeda maka panjang

gelombang cahaya yang di tranmisikan berbeda dari panjang gelombang cahaya

datang. Jika λ adalah panjang gelombang cahaya di ruang hampa, panjang

gelombang λ’di dalam medium dengan indeks bias n adalah λ ’ =v/f =c/n/f = λ /n.

Pemantulan dan pembiasan cahaya memiliki beberapa sifat sebagai berikut:

1. peristiwa pemantulan dan pembiasan cahaya terjadi tepat pada garis normal di

permukaan titik yang sama.

2. Sudut pemantulan sama dengan sudut pembiasan untuk semua panjang

gelombang.

Gambar 2.1 Pembiasan cahaya

3. Untuk cahaya monokromatik dan untuk salah satu bagian a dan b di dalam sisi

yang berlawanan di permukaan pemisah, perbandingan susut Өa dan Өb

adalah konstan Ini di kenal juga sebagai hukum pembiasan Snellius

(Zemansky, 1990).

4

Tabel 2.1 Nilai indeks bias zat cair (untuk = 589 nm)

No Zat Cair Indeks Bias

1 Air 1,33

2 Gliserin 1,47

3 Etil Alkohol 1,36

4 Bensin 1,50

5 Minyak Goreng 1,47

6 Larutan Gula 30% 1,37

7 Larutan Gula 50% 1,42

8 Oli 1,60

2.2 Hukum Snellius

Menurut Johan, 2008 Dalam pembiasan, berlaku hukum Snellius. Hukum Snellius

adalah rumusan matematika yang memberikan hubungan antara sudut dating dan

sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua

medium isotopic berbeda, seperti udara dan gelas. Hukum ini diambil dari

matematika Belanda Willebrord Snellius yang merupakan salah satu penemunya.

Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Dascartes atau Hukum Pembiasan . Pada

sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591-1626)

5

melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut

bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama Snell yang berbunyi :

a. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

b. Hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan

tetap dan disebut indeks bias

Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam :

a. Mendekati garis normal

Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium

optik kurang rapat kemudian optic lebih rapat. Contoh cahaya merambat dari

udara kedalam air

b. Menjauhi garis normal

Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optic

lebih rapat kemudian optic kurang rapat. Contohnya cahaya merambat dari air

keudara.

2.3 Prinsip Huygen

Menurut Tim Penyusun, 2016 Cahaya menjalar sebagai gelombang transversal

dengan dua macam komponen dasar, yaitu satu komponen medan listrik dan satu

komponen medan magnet. Untuk gelombang cahaya sebagai daerah gelombang

electromagnet tampak spektrumnya. Ternyata bila dalam penjalarannya

mengalami peralihan dari suatu medium bening ke medium bening lainnya, maka

berkas cahaya yang bersangkutan niscaya mengalami pembelokkan. Gejala ini

6

disebut pembiasan (refraksi) cahaya. Selain itu, secara fisika niscaya pada batas

medium cahaya akan mengalami pemantulan (refraksi). Dengan konsep

gelombang electromagnet Maxwell, kedua gejala yang disebutkan ini kiranya

dapat dibahas tanpa menggunakan konsep-konsep tambahan. Untuk itu kita

perkenalkan apa yang dinamakan Asas Huygens, yang telah digunakan untuk

membahas gejala serupa sebelum diketahui hakikat cahaya menurut konsep

Maxwell.

Secara singkat asas Huygens itu dapat kita nyatakan dalam rumusan sebagai

berikut:

a. Semua titik pada muka-gelombang dapat dipandang sebagai sumber titik yang

menghasilkan gelombang sekunder sferis.

b. Setelah selang waktu t, posisi muka-gelombang yang baru adalah permukaan

selubung yang menyinggung semua gelombang sekunder ini.

7

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Adapun waktu dan tempat pelaksanaan percobaan ini yaitu :

Hari/Tanggal : Senin, 28 November 2016

Pukul : 13.30 WITA – selesai

Tempat : Laboratorium Fisika Dasar, FMIPA UNTAD.

3.2 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu :

1. Laser Diode (OS-8525) berfungsi sebagai sumber cahaya.

2. Papan optik berfungsi sebagai landasan untuk alat-alat optik yang digunakan.

3. Cumber berfungsi sebagai wadah atau tempat dari zat cair yang akan diamati.

4. Zat cair berfungsi sebagai bahan yang akan diamati.

5. Degree plate berfungsi sebagai papan atau landasan cumber yang memiliki

sudut derajat untuk menentukan sudut datang dan sudut bias dari sinar laser

8

3.3 Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja pada percobaan ini yaitu :

1. Menyiapkan bangku optik.

2. Memasang degree plate pada bangku optik sedemikian rupa sehingga tidak

mudah lepas.

3. Meletakkkan cumber pada tengah-tengah degree plate, dimana sisi datarnya

berimpit dengan garis tengah degree plate.

4. Menyalakan laser diode dan mengarahkan berkas sinar mulai dari 15o, 30o,

40o, dan 50o (sebagai sudut datang).

5. Membaca sudut bias yang dihasilkan dengan melihat secara tegak lurus sisi

samping berkas sinar bias pada cumber.

6. Membuat Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Hasil Pengamatan pada cumber dengan zat cair

NO. Sudut datang (o) Sudut bias (o) Indeks bias (n)

9

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

A. Cumber dengan zat cair (Oli)

Tabel 4.1 Hasil pengamatan pada cumber dengan zat cair (Oli)No. Sudut datang (o) Sudut bias (o) Indeks bias (n)1 15 10 1,472 30 20 1,473 40 25 1,524 50 30 1,52

B. Cumber dengan zat cair (Minyak)

Tabel 4.1 Hasil pengamatan pada cumber dengan zat cair (Minyak)No. Sudut datang (o) Sudut bias (o) Indeks bias (n)1 15 10 1,472 30 20 1,473 40 25 1,524 50 30 1,52

C. Cumber dengan zat cair (Air)

Tabel 4.1 Hasil pengamatan pada cumber dengan zat cair (Air)No. Sudut datang (o) Sudut bias (o) Indeks bias (n)1 15 13 1,14

10

2 30 21 1,393 40 26 1,494 50 34 1,36

4.2 pembahasan

Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya

karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Pembiasan cahaya

dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya

pada medium yang rapat, lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada

medium kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) “perbandingan

laju cahaya ruag hampa dengan cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias”

(Johan, 2008).

Pada percobaan ini dilakukan pengamatan terhadap 3 jenis zat cair yaitu air,

minyak dan oli yang dipancarkan oleh sebuah laser untuk menentukan indeks bias

dari masing-masing zat cair. Sudut yang digunakan yaitu 15˚, 30˚, 40˚, dan 50˚.

Dari hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh sudut bias air berturut-turut yaitu

13˚, 21˚, 26˚, 36˚, Sudut bias minyak berturut-turut yaitu 10˚, 20˚, 25˚, 30˚, dan

sudut bias oli berturut-turut yaitu 10˚, 20˚, 25˚, dan 30˚. Sehingga diperoleh

indeks bias air berturut-turut yaitu 1.14, 1.39, 1.49, 1.36, dan jika dirata-ratakan

adalah 1.33, sedangkan indeks bias minyak goreng berturut-turut yaitu 1.47, 1.47,

11

1.52, 1.52, dan jika dirata-ratakan adalah 1.48, dan indeks bias oli berturut-turut

yaitu 1.47, 1,47, 1.52, 1.52, , dan jika dirata-ratakan adalah 1,5.

Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat diketahui bahwa sudut bias yang

diperoleh lebih kecil dari sudut datang yang telah ditentukan. Hal ini sesuai

dengan hukum Snellius yang berbunyi “Cahaya dibiaskan mendekati garis

normal,apabila cahaya merambat dari medium optik kurang rapat kemudian optik

lebih rapat”, yang dimaksud dengan medium kurang rapat yaitu udara dan

medium rapat adalah zat cair yang digunakan diantaranya air, minyak goreng, dan

oli. Untuk indeks bias yang diperoleh sesuai dengan literatur yang dikemukakan

Zemansky, 1990 bahwa indeks bias dari air sebesar 1,33, minyak goreng adalah

1,47, dan oli 1,60 yang tidak berbeda jauh dengan hasil percobaan yang

dilakukan.

12

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari percobaan ini yaitu:

1. Bunyi Hukum Snellius, “Cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal,

apabila cahaya merambat dari medium optik kurang rapat kemudian optik

lebih rapat”, yang dimaksud dengan medium kurang rapat yaitu udara dan

medium rapat adalah zat cair yang digunakan diantaranya air, minyak, dan oli

2. Besar nilai indeks bias dari hasil percobaan masing-masing yaitu untuk oli

berturut-turut adalah 1.47, 1.47, 1.52, dan 1.52, untuk minyak berturut-turut

adalah 1.47, 1.47, 1.52, dan 1.52, serta nilai indeks bias untuk air berturut-

turut adalah 1.14, 1.39, 1.49, dan 1.36.

5.2 Saran

13

Sebaiknya alat ukur yang digunakan memiliki NST yang lebih kecil agar nilai

yang didapat lebih akurat

DAFTAR PUSTAKA

R.Resnick dan D. Halliday.1997. Fisika Dasar 2. Erlangga: Jakarta

Tipler. 2001. Fisika 2 untuk Sains dan Tehnik. ITB: Bandung

Tim Penyusun. 2016. Penuntun Praktikum Fisika Optik. Palu: UNTAD

Zemansky, Sears. 1987. Fisika untuk Universitas. Jakarta: Binacitra

14

LAMPIRAN

1. Analisis data

Indeks bias (n) = sin(besar sudut datang )

sin(besar sudut bias)

a. Cumber dengan zat cair (oli)

1). Indeks bias (n) = sin 15sin 10

= 1,47


= 1,47


= 1,52


= 1,52

b. Cumber dengan zat cair (Minyak)


= 1,47


= 1,47


= 1,52


= 1,52

c. Cumber dengan zat cair (Air)


= 1,14


= 1,39


= 1,49


= 1,36

2

BIOGRAFI

Penulis bernama Zulfikar lahir di Kota Palu pada

tanggal 30 juli 1996, merupakan anak pertama dari

3 orang bersaudara. Ia memulai pendidikan

dasarnya pada tahun 2002 di SDN Inpres 1 Talise

dan lulus pada tahun 2008. Kemudian ia

melanjutkan pendidikannya di SMPN 1 Palu dan

lulus pada tahun 2011. Setelah itu ia melanjutkan

pendidikannya di SMAN 2 Palu dan lulus pada

tahun 2014. Sekarang ia sedang menjalani

pendidikan S1 Fisika MIPA semester 5 di Universitas Tadulako dengan

mengambil Kelompok Bidang Keahlian (KBK) Elektronika.

laporan lengakap percobaan pembiasan cahaya

Education