Lensa (O-3)

LENSA

Nailul Affida (13030184066)Pendidikan Fisika, FMIPA, UNESA

Andrian Wiky Dakosta (13030184070) Pendidikan Fisika, FMIPA, UNESA

Abstrak

Telah dilakukan percobaan dengan judul “lensa” yang bertujuan untuk menetukan jarak fokus lensa positif dan lensa negatif. Variabel yang digunakan yaitu pada penentuan jarak fokus lensa positif, variabel manipulasinya adalah jarak benda ke lensa (s), variabel kontrolnya yaitu letak lensa positif dan variabel responnya yaitu jarak bayangan (s’). Pada penentuan jarak fokus lensa negatif variabel manipulasinya adalah jarak benda ke lensa negatif (s(-)), variabel kontrolnya yaitu jarak lensa positif dan negatif (d) dan variabel responnya yaitu jarak bayangan ke lensa positif (s(+)). Metode yang digunakan yaitu meletakkan sumber cahaya, lensa dan layar sesuai rancangan percobaan. Kemudian menggeser layar untuk mendapatkan gambar bayangan yang paling jelas. Untuk lensa positif, mengukur jarak bayangan S’ pada layar ke lensa. Pada lensa negatif, mengukur jarak antara lensa positif dan negatif (d) dan jarak bayangan pada lensa positif [s’(+)] dan mencatat hasilnya. Dalam hal ini nilai f(+) telah di peroleh dari percobaan pertama. Mengulangi langkah di atas dengan mengubah jarak benda (s). Dari percobaan diperoleh jarak fokus lensa positif yaitu sebesar 10,9 cm. Sedangkan jarak fokus pada lensa negatif yaitu sebesar 6,3 cm Pada lensa positif bayangan yang terbentuk dapat ditangkap oleh layar. Hal ini sesuai teori bahwa sifat lensa positif adalah mengumpulkan cahaya sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata. Selain itu pada penentuan jarak focus lensa negatif diperlukan bantuan lensa positif, sebab pada lensa negatif bayangan yang terbentuk adalah maya. Ketidakpastian dalam percobaan dikarenakan kesalahan paralaks dan pengaruh lingkungan atau kondisi ruang saat pengambilan data.

Kata kunci : lensa, jarak benda, jarak bayangan

I. PENDAHULUAN

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemui benda-benda yang menggunakan lensa, mulai dari kacamata, kaca spion, lup, mikroskop, teropong dll. Benda-benda tersebut menggunakan lensa yang berbeda, seperti lensa cembung-cekung, cekung-cekung dll. Pada, lensa apabila terdapat seberkas cahaya sejajar dari benda yang letaknya jauh pada lensa tipis, letak bayangannya di suatu titik f (titik fokus) dan jarak dari lensa ke titik f disebut jarak fokus lensa. Untuk lebih memahami titik fokus pada lensa, maka dilakukan percobaan yang berjudul lensa.

Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat diperoleh beberapa rumusan masalah yaitu

1. Bagaimana menentukan jarak fokus lensa positif dan lensa negatif ?

2. Apa saja faktor yang mempengaruhi dalam memperoleh bayangan yang tajam dan jelas ?

3. Apakah fungsi lensa positif saat menentukan jarak fokus lensa negatif ?

Dari rumusan-rumusan masalah diatas dapat ditentukan tujuan dari percobaan ini yaitu untuk

menentukan jarak fokus lensa positif dan jarak fokus lensa negatif.

II. KAJIAN TEORI

Lensa adalah benda bening (tembus cahaya) yang dibatasi dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar. Dari definisi tersebut dikenal lensa cembung dan lensa cekung. Seperti gambar 1 dibawah ini.

Gambar 1 (lensa tipis)

Titik fokus lensaDalam pembahasan tentang lensa, dikenal apa

yang dinamakan titik fokus pertama (F1) dan titik fokus kedua (F2). Titik fokus pertama merupakan titik benda pada sumbu utama yang bayangannya berada di tempat

1

Artikel Seminar Fisika Dasar II

yang sangat jauh (tak hingga), sedangkan titik fokus kedua adalah titik bayangan pada sumbu utama dari benda yang letaknya sangat jauh (tak hingga) seperti diilustrasikan pada Gambar 2.

f1 f2 Gambar 2. Fokus lensa positif

f1 f2

Gambar 3. Fokus lensa negatif

a. Lensa positif (lensa cembung)Lensa cembung (konveks) memiliki bagian

tengah yang lebih tebal dari pada bagian tepinya, sehingga sinar-sinar biasnya bersifat mengumpul. Lensa ini disebut juga lensa konvergen.

Titik fokus F1 untuk lensa cembung diperoleh dari perpotongan langsung sinar-sinar bias, sehingga focus F1 adalah focus nyata dan lensa cembung disebut lensa positif.

Bayangan yang terbentuk dari sumber cahaya yang melewati lensa positif dapat ditangkap oleh layar. Hal ini membuktikan bahwa lensa positif bersifat mengumpulkan cahaya, sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata (dapat ditangkap oleh layar).

b. lensa negatif (lensa cekung)Lensa cekung (konkaf) memiliki bagian

tengah yang lebih tipis dari pada bagian tepinya, sehingga sinar-sinar biasnya bersifat menghamburkan. Lensa ini disebut juga lensa divergen

Titik focus F1 untuk lensa cekung diperoleh dari perpotongan perpanjangan sinar-sinar bias, sehingga focus F1 adalah focus maya dan lensa cekung

disebut lensa negatif.Pada lensa negatif bersifat menghamburkan

cahaya dan bayangan yang terbentuk adalah maya (tidak dapat ditangkap oleh layar), sehingga dibutuhkan bantuan lensa positif untuk mendapatkan bayangan dari lensa negatif agar dapat ditangkap oleh

layar. Bayangan pada lensa negatif dianggap sebagai objek pada lensa positif.Hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan

jarakfokus adalah sbb :

(persamaan lensa tipis)Keterangan :S = jarak bendaS’= jarak bayangan

f = jarak fokus Pada lensa negatif, bayangan lensa negatif sebagai

benda oleh lensa positif. Sehingga s’(-) = x dan s(+) = x +d. Sehingga dari rumus lensa positif berlaku,

Dari persamaan di atas, dapat diperoleh nilai dari s’(-),

kemudian, dengan persamaan berikut dapat ditentukan jarak fokus lensa negatif yaitu,

III. METODE PERCOBAANA. Rancangan Percobaan

Gamabar 4. Penentuan jarak fokus lensa positif

Gambar 5. Penentuan jarak fokus lensa negatif

F1 F2

SS’

f(+)

(+)( - )

S’(-)

S(-) d S’ (+)

Lensa (O-3)

B. Alat dan bahan1. Lensa positif 1 buah2. Lensa negatif 1 buah3. Layar 1 buah4. Penggaris 1 buah5. Sumber cahaya 1 buah

C. Variabel-VariabelMenentukan jarak fokus lensa positif :Variabel manipulasi : jarak benda ke lensa (s)Variabel kontrol : letak lensa Variabel respon : jarak bayangan (s’)

Menentukan jarak fokus lensa negatif :Variabel manipulasi:jarak benda ke lensa

negatif (s(-))Variabel kontrol :jarak antara lensa positif

dan negatif (d) Variabel respon :jarak bayangan (s(+)’)

D. Langkah PercobaanMenentukan jarak fokus lensa positif

Langkah pertama, meletakkan benda, lensa positif, dan layar sesuai gambar (4), kemudian geser-geser layar untuk mendapatkan gambar bayangan yang paling jelas. Kemudian, ukur jarak bayangan S’ pada layar terhadap lensa. Ulangi langkah di atas dengan mengubah jarak benda S.

Menentukan jarak fokus lensa negatifLangkah pertama, letakkan benda, lensa

negatif, lensa positif, dan layar sedemikian hingga tersusun seperti gambar (5). Kemudian, geser-geser layar untuk mendapatkan gambar bayangan yang jelas kemudian, ukur jarak antara lensa positif dan negatif (d) dan jarak bayangan pada lensa positif [s’(+)] dan cata hasilnya. Dalam hal ini nilai f(+) telah di peroleh dari percobaan pertama. Ulangi langkah tersebut dengan mengubah jarak benda terhadap lensa negatif.

IV. DATA DAN ANALISIS

A. DataDari percobaan yang telah dilakukan,

diperoleh data sebagai berikut :a. Lensa positif

TABEL I

No. (S ± 0,1) cm (S’ ± 0,1) cm( f(+) ± 0,1)

cm1 20,0 21,0 10,22 21,0 22,0 10,73 22,0 23,0 11,24 23,0 21,0 10,95 24,0 22,0 11,46 25,0 20,0 11,17 26,0 19,0 10,98 27,0 20,0 11,49 28,0 18,0 10,910 29,0 18,0 11,1

Rata-rata f(+) 10,9

b. Lensa negatif

TABEL II

No. (d±0,1) cm

(S’(+)

±0,1) cm

(S(-)± 0,1) cm

( f± 0,1) cm

(f(-)±0,1) cm

1

9,0

29,0 16,0

10,9

5,52 26,0 17,0 6,13 27,0 18,0 6,04 27,0 19,0 6,15 27,0 20,0 6,36 27,0 21,0 6,37 26,0 22,0 6,78 27,0 23,0 6,59 27,0 24,0 6,610 26,0 25,0 6,9

Rata-rata

6,3

B. Analisisa. Lensa positif

Berdasarkan data yang telah kami peroleh dengan menggunakan persamaan lensa tipis yaitu

3

Artikel Seminar Fisika Dasar II

didapatkan jarak fokus untuk lensa positif sebesar 10,9 cm. Saat percobaan, bayangan yang terbentuk adalah nyata yaitu dapat ditangkap oleh layar. Hal ini sesuai dengan teori yaitu sifat lensa positif yang mengumpulkan cahaya sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata. Dari tabel terlihat bahwa jarak bayangan relatif mendekati nilai yang sama. Hal ini dikarenakan manipulasi jarak benda yang terlalu kecil (selisih nilai s dalam setiap manipulasi adalah 1 cm) sehingga jarak bayangan yang terbentuk tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Di peroleh hasil focus lensa yang tidak sama di karenakan pengamat yang tidak sama waktu melakukan pengamatan bayangan.

b. Lensa negatifBerdasarkan data yang telah kami peroleh

dengan menggunakan persamaan lensa tipis yaitu

didapatkan nilai fokus untuk lensa negatif sebesar 6,3 cm. Dari tabel di atas terlihat bahwa jarak bayangan dari berbagai manipulasi jarak benda yang dilakukan adalah hampir mendekati nilai yang sama (berbeda 1-2 cm). Hal ini dikarenakan manipulasi jarak benda yang terlalu kecil (selisih nilai s dalam setiap manipulasi adalah 1 cm) sehingga jarak bayangan yang terbentuk tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan.

V. DISKUSI

Berdasarkan data pengamatan yang telah kami peroleh bayangan yang terbentuk dari sumber cahaya (lilin) yang melewati lensa positif dapat ditangkap oleh layar. Hal ini sesuai dengan teori dimana lensa positif bersifat mengumpulan cahaya sehingga bayangan yang terbentuk adalah nyata. Namun berkebalikan dengan sifat lensa negatif yang cenderung menyebarkan cahaya sehingga bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar. Oleh sebab itu, dibutuhkan lensa positif dalam percobaan menentukan focus lensa negatif untuk mendapatkan bayangan yang nyata. Dari data diperoleh fokus lensa positif yaitu sebesar 10,9 cm. Sedangkan jarak fokus lensa negatif (lensa cekung) sebesar 6,3 cm. Pada percobaan menentukan fokus lensa negatif kurang

tepat dalam menentukan bayangan yang tajam dan perbandingan atau penentuan variable manipulasi (selisih nilai s(-) dalam setiap manipulasi). Sebab jarak benda ke lensa negatif dapat mempengaruhi jarak bayangan ke lensa positif sehingga akan berpengaruh pada nilai fokus lensa negatif. Selain itu, percobaan yang dilakukan dalam keadaaan terang sehingga kejelasan bayangan yang terbentuk kurang akurat. Jadi, dalam hal ini lingkungan juga berpengaruh terhadap data yang di peroleh.

.

VI. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa jarak fokus pada lensa positif dan negatif dapat ditentukan jika jarak bayangan dan jarak benda diketahui. Namun, dalam menentukan fokus lensa negatif dibutuhkan bantuan lensa positif. Hal ini dikarenakan sifat lensa negatif yang menghamburkan cahaya dan bayangan yang terbentuk berada di depan lensa. Jadi, lensa positif berfungsi untuk mengumpulkan berkas cahaya dan membentuk bayangan agar dapat di tangkap oleh layar. Dapat disimpulkan juga factor yang mempengaruhi penentuan bayangan yang tajam yaitu percobaan yang dilakukan dalam ruangan yang terang serta mata pengamat yang kurang cermat dalam menentukan bayangan yang tajam. Di peroleh focus lensa yang tidak sama di karenakan pengamat yang tidak sama waktu melakukan pengamatan.

VII. SARAN Pada percobaan lensa, seharusnya dalam menentukan kejelasan bayangan yang ditangkap layar dilakukan pada ruangan yang gelap dan lebih teliti dalam menentukan bayangan yang tajam sehingga hasil yang diperoleh akan lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga

Serway & Jewett. 2010. Fisika untuk Sains dan Teknik Buku 3 Edisi 6. Jakarta: Salemba Teknika

Tim Dosen Pembina Praktikum. 2014. Panduan Praktikum Fisika Dasar II. Surabaya: Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA UNESA.

Dosen Fisika, 1987 Fisika (Listrik-Magnet, Gelombang, Optika, Fisika Modern) Jurusan Fisika, FMIPA. ITS. Surabaya