menentukan fokus lensa

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

MENENTUKAN FOKUS LENSA

Disusun Oleh :

Nama : -- Farida Utami (141810301038)

– Elok Puspitasari (141810301041)

– Ainul Avida (141810301042)

Kelompok :Jum’at shift 2 / II

Jurusan : Kimia

Tanggal : 31 Oktober 2014

Asisten : Ingkan Nurma

LABORATORIUM FISIKA DASAR

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang bias.Lensa

terdiri dari 2 jenis, yaitu lensa cembung (konveks) dan lensa cekung (konkaf).

Setiap lensa mempunyai jarak focus yang berbeda, sehingga perlu melakukan

penelitian untuk menentukan jarak focus lensa tersebut.

Lensa adalah peralatan sangat penting dalam kehidupan manusia.Banyak

kejadian sehari-hari yang dapat dijelaskan dengan konsep pembentukan bayangan

oleh lensa, terutama berhubungan dengan optic.Contoh sederhana yang sering

dijumpai adalah aplikasi lensa pada kacamata.Selain itu juga diterapkan pada

teropong, mikroskop, lup, dan lainnya.

Pada percobaan menentukan lensa kali ini yaitu menentukan focus lensa

cembung dan focus lensa cekung. Pada lensa cembung dilakukan dua percobaan

yaitu dengan menggeser benda dan letak lensa tetap serta menggeser lensa dan

bendanya tetap. Pada penentuan focus lensa cekung, lensa cekung ditempatkan

diantara lensa cembung dan layar, dengan diharapkan bayangan lensa cembung

menjadi benda bagi lensa cekung.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat diambil rumusan masalah

yang akan dibahas adalah sebagai berikut:

1. Bagaimanakah pengaruh letak benda terhadap bayangan yang dibentuk

lensa cembung?

2. Bagaimanakah pengaruh letak lensa cembung terhadap bayangan yang

dibentuk?

3. Bagaimanakah perbandingan bayangan yang dibentuk lensa cembung dan

lensa cekung?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan praktikum menentukan fokus lensa ini adalahsebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh letak benda terhadap bayangan yang dibentuk lenssa

cembung.

2. Mengetahui pengaruh letak lensa cembung terhadap bayangannya.

3. Mengetahui perbandingan bayangan yang dibentuk lensa cembung dan

lensa cekung.

1.4 Manfaat

Dalam kehidupan sehari-hari seringkali berkaitan dengan konsep lensa namun

kita jarang menyadarinya.Seperti dalam pembuatan alat optic, misalnya kacamata,

kamera, teloskop, maupun lup. Dalam pembuatan alat optic tersebut sangat

diperlukan penentuan focus lensa agar dapat berfungsi dengan semestinya.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Lensa tipis biasanya berbentuk lingkaran, dan kedua permukaannya

melengkung.Kedua permukaan bisa berbentuk cekung, cembung, atau

datar.Keutamaan lensa ialah membentuk bayangan benda. Jika berkas-berkaas

yang pararel dengan sumbu lensa (garis lurus yang melewati pusat lensa dan tegak

lurus terhadap kedua permukaannya) jatuh pada lensa tipis, maka akan difokuskan

pada satu titik yang disebut titik focus, F. titik focus merupakan titik bayangan

untuk benda pada jarak tak terhingga dari sumbu utama (Giancolli, 2001).

Lensa dibagi menjadi dua jenis yaitu cembung (+) dan lensa cekung

(-).Lensa-lensa ini mempunyai perbedaan. Lensa cembung merupakan lensa

konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar, sedangkan lensa cekung

merupakan lensa divergen yang sifatnya menyebarkan sinar(Supramono,2000).

Lensa memiliki bagian-bagian penting. Permukaan lensa depan berupa

suatu busur lingkaran atau suatu bidang datar. Permukaan lensa yang berupa suatu

busur lingkaran tentu saja mengikuti persamaan lingkaran dan memiliki radius

kelengkungan (R)(Zemansky,1994).

Lensa yang memiliki permukaan datar dianggap memiliki radius

kelengkungan yang besarnya tak terhingga, lensa juga memiliki pusat

kelengkungan dan titik fokus. Pusat optik adalah titik dimana lensa dimana

berkas sinar yang melalui titik akan diteruskan tanpa dibiaskan, fokus utama (F)

adalah dimana berkas sinar sejajar akan dikumpulkan. Jarak fokus pada lensa

merupakan jarak antara pusat optik dan fokus utama lensa(Sutrisno,1979).

Lensa cembung adalah lensa yang kelengkungan bagian luarnya

memantulkan cahaya (divergen atau negatif).

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung:

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

fokus.

2. Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan seolah-

olah berasal dari titik itu juga(Soedojo,1992).

Gambar 2.1 Sinar Istimewa Lensa Cembung

(Sumber: Fisika Dasar, 2014)

Lensa cekung adalah kelengkungan bagian dalamnya yang memantulkan

cahaya (konvergen atau positif).

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung

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

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

3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan dipantulkan melalui titik itu

juga(Soedojo,1992).

Gambar 2.2 Sinar Istimewa Lensa Cekung

(Sumber: Fisika dasar, 2014)

Pengaplikasian praktikum menentukan focus lensa terhadap studi kimia

yaitu ketika di laboratorium, saat menggunakan mikroskop. Mikroskop berguna

untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang.Dalam kimia,

mikroskop digunakan untuk mengamati molekul-molekul suatu zat agar dapat

terlihat.

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum menentukan fokus

lensa yaitu sebagai berikut:

1. Sumber cahaya dan perlengkapannya 1 set yang digunakan sebagai bahan

percobaan.

2. Lensa cembung, lensa cekung, cermin cekung berfungsi sebagai alat

penglihtan atau sebagai medium untuk melihat.

3. Layar berfungsi untuk menunjukkan bayangan yang dihasilkan oleh

cahaya.

4. Mistar berfungsi sebagai alat untuk mengukur panjang.

3.2 Desain Percobaan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan rangkaian percobaannya adalah

sebagai berikut:

1. Sumber cahaya dan perlengkapannya, lensa cembung tetap.

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan

(Sumber:Praktikum Fisika Dasar,2014)

2. Pergeseran lensa cembung sedangkan obyek /benda tetap.



3. Pada lensa cekung



4. Pada lensa cekung dengan layar digeser-geser



3.3 Langkah Kerja

Adapun langkah kerja praktikum menentukan fokus lensa ini adalah:

3.3.1 Menetukan jarak fokus lensa cembung (bikonvek) dengan metode:

3.2.1.1 Pergeseran objek / benda sedangakan lensa cembung tetap

1. Lensa fokus pertama (F) atau fokus lensa kedua (F’) ditentukan terlebih

dahulu. Ditanyakan pada asisten.

2. Benda diletakkan pada jarak antara F dengan lensa. Dicatat jaraknya.

3. Bentuk bayangan yang terjadi pada posisi 2 didapatkan dan dicatat

jaraknya diukur dari lensa.

4. Point 2 dan 3 diulangi sebanyak 3 kali.

5. Benda diletakkan diantara F dan 2 kali F dan dicatat jaraknya dari lensa.

6. Bentuk bayangan pada point 5 didapatkan dan dicatat jaraknya dari lensa.


8. Benda diletakkan pada jarak yang lebih jauh dari 2 kali F dan dicatat

jaraknya dari lensa.

9. Bentuk bayangan yang terjadi pada point 8 didapatkan dan dicatat

jaraknya diukur dari lensa.


3.3.1.2 Pergeseran lensa cembung sedangkan objek / benda tetap

1. Peralatan disusun dilandasa optis yang telah disediakan. Tentang

kedudukan benda dan layar ditanyakan pada asisten.Kemudian dicatat

kedudukan benda dan layar (L).

2. Benda digeser sepanjang landasan optis, sehingga diperoleh bayangan yang

jelas (nyata, terbalik dan diperbesar) di layar. Posisi pertama tersebut dicatat

(H2), diulangi 3 kali pengukuran.

3. Lensa digeser kembali, sehingga diperoleh bayangan yang jelas (nyata,

terbalik dan diperkecil), posisi kedua dicatat (H1), diulangi 3 kali pengukuran.

4. Didapatkan nilai H yaitu: H = H1 – H2

3.3.2 Menentukan jarak fokus lensa cekung

1. Peralatan disusun dilandasan optis yang telah disediakan, didapatkan

bayangan yang jelas pada layar, jarak antara lensa cembung dan layar

dicatat (V1).

2. Sebuah lensa cekung diletakkan diantara lensa cembung dan layar.

3. Layar digeser hingga diperoleh bayangan yang jelas. Jarak antara lensa

dan layar dicatat (V2) dan jarak antara lensa cembung dan lensa cekung

(d).

3.4 Metode Analisis

Adapun metode analisis yang digunakan dalam praktikum menentukan

fokus lensa yaitu sebagai berikut:

A. Menentukan jarak focus lensa cembung (bikonvek) dengan metode:

A1. Pergeseran obyek/benda sedangkan lensa cembung tetap

F= s . s 's+s '

Keterangan: f = focus lensa cembung (cm)

S = jarak benda diukur dari lensa (cm)

S’= jarak bayangan diukur dari lensa (cm)

Dimana untuk mencari:

∆fn= ¿s '

s+s '∨¿2 ¿|∆sn| |¿

ss+s '

∨¿2 ¿|∆sn’|

Untuk : ∆sn =12

nst

∆sn’= 12

nst

Keterangan : n= urutan percobaannya ( hasil/datanya)

I= ∆ ff

x 100 %

K = 100 % - I

x

f

Ap= 1-log ∆ ff

Fn = (fn ± ∆ fn) satuan

A2. Pergeseran lensa cembung sedangkan obyek / benda tetap

a. Cara perhitungan

Fp = L2−H 2

4 L

Keterangan : fp= focus lensa cembung (cm)

L= jarak antara benda dan layar (cm)

H= jarak antara kedudukan (cm)

∆ L=√ Σ (ln−L )2

n (n−1 )

∆ H=√ Σ ( Hn−H )2

n (n−1 )

Δ fp=√( ∂ fp∂ L )

2

( ∆ L )2+( ∂ fp∂ H )

2

(∆ H )2

Δ fp=√( L2−H 2

4 L )2

(∆ L )2+(−H2 L )

2

(∆ H )2

I= ∆ fpfp

x 100 %

K = 100 % - I

Ap= 1-log ∆ fpfp

f p = (fp ± ∆ fp) satuan

b. Cara grafik

R=∆ y∆ x

=( ymaks− ymin)(xmaks−xmin)

=…

Dimana: y= L2−H 2

X= 4L

F = ∆(L¿¿2−H2)

∆(4 L)¿

2..Menentukan jarak focus lensa cekung (bikonkaf)

1fn

= 1

v 2 =

1v 1−d

= v 1.v2−d . v2

v 1−v 2−d

∆vn= 12

nst

∆dn= 12

nst

∆v2.n = 12

nst

∆fn = ( ∂ fn∂ v 1 )

2

∨∆ v 1∨+( ∂ fn∂ v2 )

2

∨∆ v2∨+( ∂ fn∂ d )

2

∨∆ d∨¿

∆fn =

( −v 2v 1−v2−d )

2

∨∆ v 1∨+( v1−dv1−v 2−d )

2

∨∆ v2∨+( v2v1−v 2−d )

2

∨∆ d∨¿

I= ∆ fpfp

x 100 %

K = 100 % - I

Ap= 1-log ∆ fpfp

f p = (fp ± ∆ fp) satuan

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil sebagai

berikut:

A. Menentukan jarak focus lensa cembung (bikonvek) dengan metode :

Tabel 4.1 Fokus Lensa Cembung

No S ∆S S’ ∆S’ F ∆F I (%) K(%) AP F ± ∆F

1. 12 cm 0,05 cm4,8 cm

0,05 cm 4,8 cm0,05 cm

0,5 99,5 3(4,80 ± 0,05)

cm

Tabel 4.2 Benda diantara lensa dan focus (F)

Ruang F ∆F S ∆S S’ ∆S’ Sifat I K APF ± ∆F

I

4,8 0,05 4 0,44 - -Maya, tegak,

diperbesar0 100% 1

5 ± 0,05

4,8 0,05 3 0,44 - -Maya, tegak,

diperbesar0 100% 1

5 ± 0,05

4,8 0,05 4,5 0,44 - -Maya, tegak,

diperbesar0 100% 1

5 ± 0,05

Tabel 4.3 benda diantara F dan 2F

Ruang F ∆F S ∆S S’ ∆S’ Sifat I K AP F ± ∆F

II

4,8 0,05 6 0,882 355,89

7

Nyata, terbalik,

diperbesar

1,04 %

98,86 %

34,8 ± 0,05

4,8 0,05 7 0,882 195,89

7

Nyata, terbalik,

diperbesar

1,04 %

98,86 %

34,8 ± 0,05

4,8 0,05 9 0,882 165,89

7

Nyata, terbalik,

diperbesar

1,04 %

98,86 %

34,8 ± 0,05

Tabel 4.4 benda lebih jauh dari 2F

Ruang F ∆F S ∆S S’ ∆S’ Sifat I K AP F ± ∆F

III

4,80,05

15 0,557 9 0Nyata,

terbalik, diperkecil

1,04 %

98,86 %

34,8 ± 0,05

4,80,05

14 0,557 9 0Nyata,


1,04 %

98,86 %

34,8 ± 0,05

4,80,05

13 0,557 9 0Nyata,


1,04 %

98,86 %

34,8 ± 0,05

Tabel 4.5 Menggeser Lensa Cembung

No H ∆HH

L ∆LF

F ∆F I K APF ± ∆F

1 26 0,28926,5

40 05,61

5,775 0,178 3,14 96,86 25,8 ± 0,2

2 26,5 0,28926,5

40 05,61

5.611 0,178 3,14 96,86 25,8 ± 0,2

3 27 0,28926,5

40 05,61

5,444 0,178 3,14 96,86 25,8 ± 0,2

B. Menentukan Fokus LensaTabel 4.6 Fokus Lensa Cekung

No V1 ∆V1 V2 ∆V2 d∆d

FnFn

∆Fn I K APFn ± ∆Fn

1 14,5 0 2,5 0 12 0 0 0 0 0 100 % 2 -2 14,5 0 2,5 0 12 0 0 0 0 0 100 % 2 -3 14,5 0 2,5 0 12 0 0 0 0 0 100 % 2 -

4.2 Pembahasan

Pada praktikum menentukan focus lensa ini, kita menentukan focus lensa

cembung dan cekung.Pada percobaan lensa cembung dilakukan dengan 2 metode.

Metode pertama, dilakukan beda perlakuan jarak benda terhadap lensa.

Berdasarkan hasil praktikum didapatkan data jika benda diletakkan di ruang satu

atau antara lensa dan focus (F) menghasilkan bayangan yang tidak ditangkap layar

yaitu maya, tegak, diperbesar. Jika benda diletakkan di ruang dua atau diantara F

dan 2F, menghasilkan bayangan yang terlukis pada layar dengan sifat nyata,

terbalik, diperbesar. Sedangkan jika diletakkan di ruang ketiga atau lebih jauh dari

2F, menghasilkan bayangan yang nyata, terbalik,diperkecil. Jadi, pada bayangan

yang dibentuk oleh lensa cembung akan semakin kecil jika bendanya semakin

jauh dari lensa.

Metode kedua dengan menggeser lensa dan posisi dan benda tetap

menunjukkan pengaruh lensa terhadap bayangan yang terbentuk.Semakin jauh

lensa dari layar maka bayangan yang terbentuk semakin kecil.Sebaliknya, jika

semakin dekat dengan layar maka bayangannya semakin besar pula.

Pada lensa cekung bayangan yang terbentuk selalu maya, tegak dan

diperkecil.Oleh sebab itu, untuk menghasilkan bayangna lensa cekung pada layar

menggunakan tambahan lensa cembung yang diletakkan dekat sumber cahaya.

Bayangan yang terbentuk oleh lensa cembung akan menjadi benda bagi lensa

cekung dan menghasilkan bayangan yang dapat ditangkap layar. Berbeda dengan

lensa cembung yang akan menghasilkan bayangan nyata ketik benda di ruang

kedua ataupun tiga.

Pada penentuan focus lensa cekung didapati kesalahan. Kesalahan tersebut

terletak ketika penentuan V1,V2 dan d. Seharusnya V1 didapatkan dari focus

jarak lensa cembung ke layar sebelum diletakkan lensa cekung. Kesalahan ini

mengakibatkan error ketika data dimasukkan ke dalam rumus, penyebutnya

menjadi nol.

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan

sebagai berikut:

1. Pada lensa cembung, bila benda diletakkan di ruang satu menghasilkan

bayangan maya, tegak, diperbesar. Bila benda diletakkan di ruang dua

menghasilkan bayangan nyata, terbalik, diperbesar.Dan bila benda

diletakkan di ruang tiga menghasilkan bayangan nyata, terbalaik dan

diperkecil.

2. Pada lensa cembung, semakin jauh jarak benda dari lensa maka

bayangannya semakin kecil. Begitu juga sebaliknya, jika benda semakin

dekat dari lensa maka bayangannya semakin besar.

3. Pada lensa cembung terdapat tiga kemungkinan bayangan yaitu a)maya,

tegak, diperbesar, b)nyata, terbalik, diperbesar c)nyata,terbalik,diperkecil.

Sedangkan pada lensa cekung selalu terbentuk bayangan

maya,tegak,diperkecil.

5.2 Saran

Adapun saran dari praktikum menentukan focus lensa ini ditujukan kepada

praktikan. Praktikan diharapkan mempelajari dan memahami langkah kerja

sebelum praktikum agar tidak terjadi kesalahan pengukuran.Selain itu, praktikan

harus berhati-hati dalam menggunakan alat praktikum seperti lensa, agar tidak

terjadi kerusakan/pecah.

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli. 2001. Fisika Jilid 2. Jakarta: Erlangga

Soedjoyo,P.1992.Azas-Azas Fisika Jilid Tiga Optika.Yogyakarta:Gajah Mada

University Press.

Supramono, Eddy, dkk. 2000. Fisika Dasar II. Malang: Universitas Negeri

Malang

Sutrisno,1979.Fisika Dasar Gelombang dan Optik.Bandung: ITB

menentukan fokus lensa

Documents