Laporan Praktikum

Pembiasan pada Kaca Planparalel

Disusun Oleh :

Ridho Pasopati (XI aksel 1 / 21)

SMA NEGERI 1 SURAKARTA

TAHUN PELAJARAN 2013/2014

Laporan Resmi

Pembiasan pada Kaca Planparalel

A. Tujuan Percobaan

1. Menyelidiki sifat pembiasan pada kaca plan paralel.

2. Membandingkan besarnya pergeseran sinar pada kaca plan paralel dari hasil pengukuran

langsung dengan hasil perhitungan.

3. Menentukan indeks bias kaca.

4. Menentukan hubungan antara sinar datang, sinar pantul, dan ketebalan kaca.

B. Alat dan Bahan

1. Kaca plan paralel

2. Busur derajat

3. Kertas

4. Styrofoam/kertas kardus

5. Jarum pentul

C. Konsep Fisis

Hal yang mempengaruhi pembiasan pada kaca planparalel adalah sudut datang, tebal

kaca, dan indeks bias kaca. Semakin besar sudut datangnya, maka semakin kecil sudut

refleksinya, tetapi jika besar sudut datangnya kecil, maka sudut refleksinya juga semakin kecil.

Semakin tebal kaca, maka semakin besar nilai pergeseran sinar yang melewati kaca. Semakin

besar indeks bias kaca, maka semakin besar pula nilai pergeserannya.

D. Landasan Teori

Suatu sifat gelombang yang menarik adalah bahwa gelombang dapat dibelokkan oleh

rintangan tergantung indeks bias. Hal ini sering disebut dengan pembiasan gelombang. Salah

satu gelombang tersebut adalah cahaya. Cahaya adalah energi berbentuk gelombang

elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang

fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata

maupun yang tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi

tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut dualisme

gelombang partikel. Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual

oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika,

merupakan area riset yang penting pada fisika modern.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari

besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fase cahaya.

Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial

geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi,

difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika

geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Salah satu sifat yang dimiliki sebuah cahaya adalah pembiasan cahaya saat cahaya masuk

melalui dua medium yang berbeda. Pembiasan cahaya berarti pembelokan arah rambat cahaya

saat melewati bidang batas dua medium bening yang berbeda indeks biasnya. Pembiasan

cahaya menganut hukum Snellius tentang pembiasan cahaya. Setiap cahaya yang datang dan

melewati medium yang berbeda, maka sinar tersebut dibiaskan tergantung kerapatannya. Sudut

sinar bias dapat mendekati garis normal maupun menjauhinya tergantung kerapatannya.

Hukum ini dapat ditulis dengan matematis bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias

adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang ekivalen adalah nisbah

sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang

sama dengan kebalikan nisbah indeks bias. Dengan demikian sinar yang melalui dua medium

yang berbeda dapat dibelokkan tergantung dengan nilai indeks bias yang dimiliki.

Salah satu medium yang dapat membuat cahaya terbiaskan dan dapat diamati

pembiasannya adalah kaca planparalel. Kaca planparalel adalah sebuah kaca yang terdiri dari

beberapa bidang datar di sekitarnya. Bentuk kaca planparalel adalah sebuah balok sehingga

dapat memungkinkan pengamatan yang berbeda-beda tergantung ketebalannya. Jika sinar

datang menuju kaca planparalel, sinar yang dipantulkan dibelokkan menuju garis normal. Di

sisi lain, berkas cahaya yang muncul dalam kaca dibiaskan ke udara, sudut bias lebih besar dari

sudut datang dan sinar yang dipantulkan dibelokkan menjauhi garis normal. Hasil dari

pembiasan tersebut adalah sebuah pergeseran sinar cahaya yang seharusnya tetap lurus

menembus menjadi terbelokkan tetapi tetap sejajar dengan sinar aslinya. Pergeseran sinar

tersebut dapat diamati dengan jelas tergantung medium yang dilewatinya. Besarnya pergeseran

sinar (t) pada kaca planparalel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

t=sin (i−r )

cosr. d

N2

r2

t

i2

r1

i1

d

N1

t = Pergeseran sinar yang melewati kaca planparalel

i = Sudut sinar datang

r = Sudut sinar bias

d = Tebal kaca

E. Cara Kerja

1. Meletakkan styrofoam atau kertas kardus di atas meja.

2. Mengambil kertas dan menempelkan pada styrofoam.

3. Mengambil kaca planparalel dan mengukur ketebalan.

4. Meletakkan kaca plan paralel di atas kertas.

5. Menggambar bagian tepi kaca.

6. Membuat garis normal (N1) pada bagian pinggir kaca.

7. Membuat sudut datang (i1).

8. Menancapkan dua jarum pentul pada ujung sinar datang.

9. Mengamati dua jarum pentul yang ditancapkan pada sinar datang

10. Menancapkan dua jarum pentul lagi dari sisi lain kaca planparalel agar terlihat berimpit

dengan jarum pentul yang tertancap pada sinar datang.

11. Mengambil kaca planparalel dan menarik garis hubung dua jarum pentul.

12. Menarik garis hubung antara sinar datang dan sinar pantul.

13. Membuat garis normal (N2) dan mengukur sudut bias (r2).

Dengan :t : pergeseran sinari : sudut datangr : sudut refleksi/sudut biasd : tebal kaca

14. Menggambar garis hubung antara sinar datang dan sinar bias.

15. Mengukur besar sudut i1 dan r2.

16. Memanjangkan sinar datang.

17. Menarik garis yang tegak lurus menghubungkan perpanjangan sinar datang dengan sinar

bias.

18. Mengukur panjang garis penghung sinar datang dengan perpanjangan sinar bias.

19. Ulangi langkah di atas untuk mendapatkan hasil percobaan yang berbeda.

F. Hasil Pengamatan

d = 5,8 cm

No. i1 r1 r2 t (dari pengamatan) t (dari rumus)

1 60o 30o 60o 3,3 cm 3,3486 cm

2 30o 20o 30o 1 cm 1,0717 cm

G. Analisis data

Rumus umum : t=sin (i−r )

cosr. d

Pelaporan hasil percobaan : t ± t

Rumus nilai t=12

× skala terkecil=12

× 0 ,1cm (mistar )=0 ,0 5cm

Dengan menggunakan percobaan pertama,nilai t=sin (60°−30 ° )

cos30 °.5,8 cm≈ 3,3486 cm

Dengan menggunakan percobaan kedua, nilait=sin (30°−20 ° )

cos20 °.5,8 cm≈ 1,0717 cm

Dengan demikian,

Hasil percobaan pertama, nilai t ± t=3 ,00 ± 0 ,0 5 cm

Hasil percobaan kedua, nilai t ± t=1 ,00± 0 ,0 5 cm

Untuk mencari nilai indeks bias kaca :

Percobaan pertama :sin isin r

=nkaca

nudara

sin 60°sin 30°

=nkaca

1

12

√3

12

=nkaca

nkaca=√3

Percobaan kedua :sin isin r

=nkaca

nudara

sin 30°sin 20°

=nkaca

1

0,50,342

=nkaca

nkaca=1,46

H. Jawab Pertanyaan

1. Bandingkanlah hasil t hitung dengan t hasil pengukuran ? Jelaskan !

Pada percobaan pertama, diperoleh bahwa nilai t dengan hitungan= 3,3486 cm = 3,35

cm, sedangkan nilai t hasil pengukuran = 3,30 ± 0,05 cm, ini membuktikan bahwa hasil

perhitungan dengan hasil pengukuran tidak berbeda jauh atau mendekati kesamaan

bahkan sesuai dengan pengukuran yang dilakukan.

Pada percobaan kedua, diperoleh bahwa nilai t dengan hitungan = 1,0717 cm = 1,07

cm, sedangkan nilai t hasil pengukuran = 1,00 ± 0,05 cm, ini membuktikan bahwa hasil

perhitungan dengan hasil pengukuran tidak berbeda jauh atau mendekati kesamaan.

2. Bandingkanlah hasil antara sinar datang dengan sinar pantul ?

Sudut sinar datang selalu lebih besar daripada sudut sinar bias karena indeks bias kaca

planparalel yang lebih besar daripada indeks bias udara. Hal ini disebabkan karena

sudut yang datang berbanding terbalik dengan indeks bias. Sedangkan hasil dari

pembiasan tersebut di sisi lain kaca dibiaskan dengan sudut sinar datang yang sama

dengan sudut sinar bias pada sisi pertama dan sudut sinar bias yang sama dengan sudut

sinar datang pada sisi yang pertama.

3. Berapa besar indeks bias kaca ?

Berdasarkan hasil perhitungan di atas, pada percobaan pertama nilai indeks bias kaca

=√3 dan pada percobaan kedua nilai indeks bias kaca = 1,46. Jika dibandingkan, hasil

dari percobaan pertama dan kedua mendekati kesamaan dan bahkan tidak jauh berbeda.

I. Kesimpulan

1. Hasil Laporan

t 1± t1=3 ,3 0 ± 0 , 0 5cm

t 2± t2=1 ,00 ± 0 , 0 5cm

2. Perbandingan ukuran

Berdasarkan hasil perhitungan nilai t dengan hasil pengukuran, terlihat jelas bahwa

nilai t pada keduanya tidak jauh berbeda atau hasilnya mendekati kesamaan. Sedangkan

nilai indeks bias kaca tidak jauh berbeda atau mendekati kesamaan. Dalam pengukuran

ini terdapat beberapa kesalahan kecil, yaitu :

Mata pengamat tidak sesuai dengan cara mengukur dengan tepat.

Kurangnya pengalaman yang dilakukan oleh pengamat sehingga menghambat

percobaan.

Ketidaktelitian dalam perhitungan.

Ketidaktepatan dalam pengukuran.