BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Banyak sekali contoh-contoh yang dapat kita ambil, misalnya pada saat kita melihat sebuah sendok di masukkan kedalam gelas yang berisi air, apakah yang akan

terjadi ? pada saat kita melihatnya dari atas gelas, maka sendok tersebut akan terlihat patah atau bengkok,itu terjadi karena adanya pembiasan yang terjadi, nah, contoh yang paling kongkrit seperti terjadinya sebuah pelangi.

Kunci terjadinya pelangi adalah pembiasan cahaya. Ketika dibiaskan, cahaya akan berubah arah. Biasanya pembelokan ini terjadi ketika cahaya pindah dari

medium satu ke yang lain. Hal ini terjadi karena cahaya bergerak dengan kecepatan berbeda dalam medium berlainan. Ketika memasuki prisma kaca, cahaya akan dibelokkan. Begitu pula jika keluar dari prisma.Selain membiaskan cahaya, prisma memisahkan cahaya putih menjadi komponen warnanya. Warna cahaya yang berlainan ini berbeda frekuensinya, sehingga memiliki kecepatan tempuh berbeda ketika memasuki suatu zat.Cahaya yang kecepatannya rendah di dalam kaca akan dibelokkan lebih tajam ketika pindah dari udara ke kaca, karena perbedaan kecepatannya berlainan. Tak mengherankan jika komponen yang membentuk cahaya putih dipisahkan berdasarkan frekuensinya ketika melewati kaca. Pada prisma, cahaya akan dibelokkan dua kali, ketika masuk dan keluar, sehingga penyebaran cahaya terjadi.

Tetesan air hujan dapat membiaskan dan menyebarkan cahaya mirip sebuah prisma. Dalam kondisi yang tepat, pembiasan cahaya ini membentuk pelangi.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh besar sudut datang terhadap besar sudut bias pada kaca plan parallel ?

2. Bagaimana sifat plan parallel ?3. Bagaimana menerapkan rumus rumus terhadap plan parallel ?4. Bagaimana mengidentifikasikan indeks bias cahaya ?5. Bagaimana menghitung indeks bias cahaya ?

1.3 Maksud Dan Tujuan

Maksud kami melakukan percobaan ini adalah agar kita dapat memahami cara kerja dari praktikum yang kami lakukan tentang Pembiasan cahaya pada kaca plan paralel sehingga dari pemahaman tersebut kita memperoleh ilmu serta pelajaran dari percobaan praktikum tersebut. Selain itu , kami melakukan percobaan tersebut agar kita dapat mengetahui hubungan apa saja yang terdapat dalam percobaan tersebut, dan bagaimanakah hubungan-hubungan itu dapat berkaitan dengan pokok bahasan yang sedang dibahas.

Tujuan kami melakukan percobaan ini adalah Menyelidiki sifat pembiasan pada kaca plan parallel, menyelidiki dan menentukan nilai indek bias dari kaca plan parallel, Menentukan indeks bias kaca planparalel, dan Menentukan pergeseran sinar pada kaca planparalel.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Tujuan

1. Menyelidiki dan menentukan nilai indek bias dari kaca plan parallel,2. Menentukan indeks bias kaca planparalel ,3. Menentukan pergeseran sinar pada kaca planparalel,4. Menyelidiki dan menentukan sifat indek bias dari kaca plan parallel,

2.2 Alat dan Bahan

1. Kaca planparalel 5. Busur derajat

2. Kertas HVS polos 6. Gabus / Stereofoam

3. Jarum pentoel 7. Kertas berpola kotak untuk diagram

4. Mistar 1 meter

2.3 Cara Kerja

1. Siapkan peralatan seperti tertera pada halaman sebelumnya ,

2. Bulatlah garis-garis yang membagi kertas A4 menjadi empat bagian yang

sama dengan menggunakan pena.

3. Garislah tepi-tepi kaca dengan menggunakan pensil/pena sehingga ukuran

kaca tercetak sama persis di atas kertas A4.

4. Posisikan mata kamu di depan kaca plan paralel.

5. Letakkanlah jarum pentul yang pertama di dekat tepi kertas A4, jarum pentul

kedua letakkan pada satu garis lurus diantara jarum pertama dengan kaca plan

paralel.

6. Posisikan mata kamu di belakang kaca plan paralel.

7. Letakkan jarum pantul yang ketiga sejajar dengan jarum pertama dan kedua di

tepi kertas (dekat dengan mata). Sedangkan jarum ke empat di letakkan di

antara jarum ketiga dengan kaca plan paralel.

8. Setelah dianggap sejajar semua, cabutlah keempat jarum tadi.

9. Buatlah garis lurus yang sangat panjang yang menghubungkan lubang jarum

pertama dan kedua hingga mengenai pola kaca plan paralel garis ini dapat

disebut sebagai garis berkas sinar datang(i), dengan cara yang sama

hubungkanlah lubang jarum ketiga dan keempat sehingga mengenai pola kaca

plan paralel, garis ini disebut garis berkas sinar paantul (r).

10. Ukur dan catatlah sudut sinar datang (∠i) dan sudut sinar pantul (∠ r) pada

tabel pengamatan.

11. Rekamlah gejala yang terjadi dengan menggunakan kamera yang kamu

miliki.

12. Ulangi percobaan sebanyak tiga kali, pada kertas berbeda untuk posisi jarum

yang berbeda-beda (sudut kemiringannya terhadap kaca plan paralel).

13. Lampirkanlah berkas gambar pola cahaya yang kamu buat pada percobaan ini

di laporan.

2.4 Dasar Teori

Sebuah sumber cahaya titik seperti Matahari menghasilkan beyangan, dan sinar lampu senter tampak merupakan garis lurus. Kenyataannya, kita menentukan posisi benda di lingkungan kita dengan menganggap bahwa cahaya bergerak dari benda tersebut ke mata kita dengan lintasan garis lurus. Anggapan yang masuk akal ini mengarah ke model berkas dari cahaya. Model ini menganggap bahwa cahaya berjalan dalam lintasan yang berbentuk garis lurus yang disebut berkas cahaya. Sebenarnya, berkas merupakan idealisasi; dimaksudkan untuk mempresentasikan sinar cahaya yang sangat sempit.

Ketika kita melihat sebuah benda, menurut model berkas, cahaya mencapai mata kita dari setiap titik pada benda; walaupun berkas cahaya meninggalkan setiap titik dengan banyak arah, biasanya hanya satu kumpulan kecil dari berkas-berkas ini yang dapat memasuki mata si peneliti. Jika kepala orang tersebut bergerak ke satu sisi, kumpulan berkas yang lain akan memasuki mata dari setiap titik.

Pantulan merupakan pembentukan bayangan oleh cermin datar. Ketika cahaya menimpa permukaan benda, sebagian cahaya dipantulkan. Sisanya diserap oleh benda (dan diubah menjadi energi panas) atau,jika benda tersebut transparan seperti kaca atau air, sebagian diteruskan. Untuk benda-benda yang sangat mengkilat seperti cermin berlapis perak, lebih dari 95 persen cahaya bisa dipantulkan.

Ketika suatu berkas cahaya sempit menimpa permukaan yang rata (gambar) kita definisikan sudut datang, θi, sebagai sudut yang dibuat berkas sisnar datang

dengan garis normal terhadap permukaan (“normal” bearti tegak lurus) dan sudut pantul, θr, sebagai sudut yang dibuat berkas sinar pantul dengan normal. Untuk

permukaan-permukaan yang rata,ternyata berkas sinar datang dan pantul berada pada bidang yang sama dengan garis normal permukaan, dan bahwa hukum pantulan, yaitu:

Sudut datang sama dengan sudut pantul. Ketika cahaya menimpa permukaan yang kasar, bahkan yang kasar secara mikroskopis seperti halaman kertas ini, pantulan akan memiliki banyak arah. Hal ini disebut pantulan tersebar. Bagaimanapun, hukum pantulan tetap berlaku pada setiap bagian kecil permukaan. Karena pantulan tersebar terjadi ke semua arah, benda biasa dapat dilihat dari berbagai sudut.

Menurut Hukum Snell, ketika cahaya melintas dari suatu medium ke medium lainnya, sebagian cahaya datang dipantulkan pada perbatasan. Sisanya lewat ke medium yang baru. Jika seberkas cahaya datang membentuk sudut terhadap permukaan (bukan hanya tegak lurus), berkas tersebut dibelokkan pada waktu memasuki medium yang baru. Pembelokan ini disebut pembiasan.

Sudut bias bergantung pada laju cahaya kedua media dan pada sudut datang. Hubungan analitis antara θ1 dan θ2 ditemukan secara eksperimental pada sekitar

tahun 1621 oleh Willebrord Snell (1591-1626). Hubungan ini dikenal sebagai hukum snell dan dituliskan:

n1 sin θ1 = n2 sin θ2

dimana θ1 adalah sudut datang dan θ2 adalah sudut bias (keduanya diukur

terhadap garis yang tegak lurus permukaan antara kedua media) n1 dan n2 adalah

indeks-indeks bias materi tersebut. Berkas-berkas datang dan bias berada pada bidang yang sama, yang juga termasuk garis tegak lurus terhadap permukaan. Hukum Snell merupakan dasar Hukum pembiasan. Jelas dari hukum Snell bahwa jika n2 > n1, maka θ2 > θ1, artinya jika cahaya

memasuki medium dimana n lebih besar (dan lajunya lebih kecil), maka berkas cahaya dibelokkan menuju normal. Dan jika n2 > n1, maka θ2 > θ1, sehingga berkas

dibelokkan menjauhi normal (Douglas C. Giancoli, 2001: 243-259)

Untuk menjelaskan arah perambatan cahaya, seringkali lebih mudah untuk mempresentasikan gelombang cahaya dengan sinar (ray) dan bukan dengan muka gelombang. Sinar digunakan untuk menjelaskan cahaya jauh sebelum sifat gelombangnya dibuktikan secara pasti. Dalam sebuah partikel mengenai cahaya, sinar adalah lintasan partikel. Dari sudut pandang gelombang, sinar adalah garis khayal sepanjang arah perjalanan gelombang itu. Dalam gambar 1, sinar adalah jari-jari muka gelombang sferis, dan dalam gambar 2, sinar adalah garis lurus yang tegak lurus terhadap muka gelombang.

Bila gelombang berjalan dalam sebuah material isotropik homogen (ebuah material dengan sifat-sifat yang sama dalam semua daerah dan dalam semua arah), maka sinar itu selalu merupakan garis lurus yang normal terhadap muka gelombang. Di permukaan sebuah plat kaca di udara, laju gelombang dan arah sinar dapat berubah, tetapi segmen-segmen sinar itu di udara dan dalam kaca adalah garis-garis lurus. (Young, 2003 : 497)

Indeks refraksi (index of refraction) dari sebuah material optik (juga dinamakan indeks refraktif ), yang dinyatakan dengan n, memainkan peranan penting dalam optika geometrik. Indeks refraksi itu adalah rasio dari laju cahaya c dalam ruang hampa terhadap laju cahaya v dalam material itu ; sehingga nilai n dalam medium apapun selain ruang hampa selalu lebih besar dari satu. Untuk ruang hampa, n= 1. Karena n adalah rasio dari dua laju, maka n adalah bilangan murni tanpa satuan.

(Young, 2003 : 498-499) Indeks bias, yaitu perbandingan laju cahaya di ruang hampa terhadap laju

cahaya di dalam medium, selalu lebih besar dari 1. Sebagai contoh, laju cahaya di dalam kaca kira-kira 2/3 dari laju cahaya di ruang bebas. Jadi, indeks kaca kira-kira, n = c / v = 3 / 2.

Karena frekuensi cahaya di medium kedua sama dengan frekuensi cahaya datang atom-atom menyerap dan meradiasi ulang cahaya tersebut pada frekuensi yang sama tetapi laju gelombang berbeda maka panjang gelombang cahaya yang ditransmisisikan berbeda dari panjang gemlombang yang datang. Jika λ adalah

panjang gelombang cahaya di ruang hampa, panjang gelombang λ’ di dalam medium dengan indeks bias adalah

λ = v = c /nf = λ/n

Gambar di atas menunjukkan cahaya mengenai sebuah permukaan udara kaca yang rata. Sinar yang memasuki kaca disebut sinar yang dipantulkan, dan sudut ф1 disebut sudut bias. Sudut bias lebih kecil dari sudut datang ф1. Jadi, sinar yang dipantulkan dibelokkan menuju garis normal. Jika di sisi lain, berkas cahaya yang muncul dalam kaca dan dibiaskan ke udara, sudut bias lebih besar dari sudut datang dan sinar yang dipantulkan dibelokkan menjauhi garis normal

seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah,

Perbedaan cepat rambat cahaya antar satu medium dengan medium lain menyebabkan peristiwa perubahan arah rambat (pembelokan) cahaya pada batas dua medium tersebut. Jika seberkas cahaya melalui bidang batas antara dua buah medium yang berbeda tingkat kerapatannya, cahaya akan mengalami perubahan arah ramabt atau dibelokkan. Peristiwa pembelokkan cahaya pada batas dua medium disebut pembiasan. Jadi, pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya setelah mengalami perubahan medium.

Jika seberkas sinar menuju permukaan kaca plan paralel, maka sinar akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali. Pembiasan pertama terjadi ketika cahaya masuk ke kaca. Pembiasan kedua terjadi ketika cahaya keluar dari kaca ke udara.

Ketika cahaya dari udara masuk ke kaca, cahaya akan dibiaskan mendekati normal. Setelah itu, cahaya akan keluar dari kaca dan dibiaskan oleh udara menjauhi normal. Perjalanan cahaya yang mengalami pembiasan dua kali dapat dilihat pada gambar disamping.

Besarnya pergeseran sinar (t) pada kaca paln paralel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan seperti berikut:

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

Keterangan: t = pergeseran sinar d= tabel kaca plan paralel θi = sudut datang θr = sudut bias

2.5 Hasil Pengamatan

Jenis bahan pembiasan : kaca plan paralel

No. ∠i  ∠ r Sin i Sin r d

1 60° 35° 0,86 0,57 6 cm

2 50° 30° 0,76 0,5 6 cm

3 40° 25° 0,64 0,42 6 cm

4 30° 18° 0,5 0,46 6 cm

5 75° 38° 0,96 0,61 6 cm

6 65° 36° 0,90 0,58 6 cm

7 35° 22° 0,57 0,37 6 cm

8 36° 23° 0,58 0,39 6 cm

9 61° 35° 0,87 0,57 6 cm

10 15° 9° 0,25 0,15 6 cm

Analisis Data :

Perhitungan pergeseran Data ke 1 Perhitungan pergeseran Data ke 2

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

¿sin(60−35)

cos35. 6 ¿

sin(50−30)cos30

.6

¿0,420,81 . 6 ¿ 0,34

0,86 . 6

=3,11cm =2,37 cm

Perhitungan pergeseran Data ke 3 Perhitungan pergeseran Data ke 4

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

¿sin(40−25)

cos25. 6 ¿

sin(30−18)cos28

. 6

¿0,250,90 . 6 ¿ 0,20

0,88 . 6

=1 ,67 cm =1,36 cm

Perhitungan pergeseran Data ke 5

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

¿sin(75−38)

cos38. 6

¿0,600,78 . 6

=4,61 cm

Perhitungan pergeseran Data ke 6 Perhitungan pergeseran Data ke 7

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

¿sin(65−36)

cos36. 6 ¿

sin(35−22)cos22

. 6

¿0,480,80 . 6 ¿ 0,22

0,92 . 6

=3,60cm =1,43 cm

Perhitungan pergeseran Data ke 8 Perhitungan pergeseran Data ke 9

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

¿sin(36−23)

cos23. 6 ¿

sin(61−35)cos35

. 6

¿0,22= ¿0,92

¿ . 6 ¿ 0,430,82 . 6

=1,43 cm =3,14 cm

Perhitungan pergeseran Data ke 10

t=sin(θi−θr)

cos θr

. d

¿sin(15−9)

cos9. 6

¿0,100,98 . 6

=0,61 cm

Perhitungan indeks plan paralel Data ke 1 Perhitungan indeks plan paralel Data ke 2

n ¿sin θ i

sin θrn ¿

sin θ i

sin θr

¿sin 60sin 35

¿ sin 50sin 30

¿0,860,57

¿ 0,760,50

¿1,50 ¿1,52

Perhitungan indeks plan paralel Data ke 3 Perhitungan indeks plan paralel Data ke 4

n ¿sin θ i

sin θrn ¿

sin θ i

sin θr

¿sin 40sin 25

¿ sin 30sin 18

¿0,640,42

¿ 0,500,46

¿1,52 ¿1,09

Perhitungan indeks plan paralel Data ke 5

n ¿sin θ i

sin θr

¿sin 74sin 38

¿0,960,61

¿1,57

Perhitungan indeks plan paralel Data ke 6 Perhitungan indeks plan paralel Data ke 7

n ¿sin θ i

sin θrn ¿

sin θ i

sin θr

¿sin 65sin 36

¿ sin 35sin 22

¿0,900,58

¿ 0,570,37

¿1,55 ¿1,54

Perhitungan indeks plan paralel Data ke 8 Perhitungan indeks plan paralel Data ke 9

n ¿sin θ i

sin θrn ¿

sin θ i

sin θr

¿sin 36sin 23

¿ sin 61sin 35

¿0,580,39

¿ 0,870,57

¿1,49 ¿1,50

Perhitungan indeks plan paralel Data ke 10

n ¿sin θ i

sin θr

¿sin 15sin 9

¿0,250,15

¿1,67

Tabel 1.2 Perbandingan antara pergeseran sinar bias berdasarkan data dengan perhitungan, nilai rata-rata indeks bias.

Datat N

Berdasarkan Data

Berdasarkan perhitungan

Indeks Bias Plan Paralel

1 2,7 cm 3,1 cm 1,502 2,2 cm 2,3 cm 1,523 1,6 cm 1,6 cm 1,524 1,2 cm 1,3 cm 1,095 4,1 cm 4,6 cm 1,576 3,3 cm 3,6 cm 1,557 1,5 cm 1,4 cm 1,548 1,9 cm 1,4 cm 1,499 3,1 cm 3,1 cm 1,5010 0,9 1,6 cm 1,67

Rata-rata 1,40

BAB III

KESIMPULAN

AlhamdulillahiRabbil’alamin… Pujisyukur kami limpahkan pada Tuhan Yang

Maha Esa, Karena berkat ridho –Nya lah kami dapat menyelesaikan Tugas Laporan

dari Praktikum Fisika yang telah kami lakukan.Terimakasih atas segalanya, kami

telah melakukan yang terbaik, bila ada salah, mohon dimaafkan, karena kami masih

dalam proses belajar.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

3.1 Kesimpulan

Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Pada setiap percobaan yang memiliki sinar datang dan sudut pantul yang berbeda-beda maka akan menghasilkan indeks bias dan pergeseran sinar yang berbeda pula.

Dari percobaan tersebut dapat juga dilihat bahwa tiap-tiap sudut datang dan sudut pantul memiliki perbedaan pada nilai pergeseran sinar

dan perbedaan indeks bias yang digunakan sesuai dengan bahan yang digunakan.Semakin kecil sudut sinar datang dan sinar pantul maka indeks bias dan pergesaran sinarnya makin kecil. Begitu juga sebaliknya. Jadi, hasil indeks bias dan pergeseran sinar sangat dipengaruhi besar kecilnya sudut sinar datang dan sinar pantul.

3.2 Saran

1. Praktikan harus memperhatikan kelegkapan alat-alat untuk melakukan praktikum 2. Diperlukan adanya ketelitian praktikan dalam melakukan praktikum 3. Harus diperhatikan langkah kerja di buku penuntunDalam melalukan percobaan, 4. hendaknya mengikuti prosedur pengamatan dengan baik agar mendapatkan hasil atau data yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA C. Giancoli, Douglas. 2001. Fisika Jilid 2. Jakarta : Erlangga Young, Hugh D, Dkk. 2003. Fisika Universitas Jilid 2. Jakarta : Erlangga Tipler, Paul. 199. Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 2. Jakarta: Erlanggahttp://www.google.co.id