makalah pemantulan dan pembiasan cahaya

Download Makalah Pemantulan Dan Pembiasan Cahaya

Post on 19-Jan-2016

3.145 views

Category:

Documents

21 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Fisika

TRANSCRIPT

MAKALAH PEMANTULAN DAN PEMBIASAN CAHAYA

PEMANTULAN DAN PEMBIASAN CAHAYA

ABSTRAKPada percobaan pemantulan dan pembiasan cahaya ini bertujuan untuk memahami pemantulan dan pembiasan pada : plan pararel , prisma segitiga dan prisma setengah lingkaran, menentukan nilai indeks biasdan pergeseran pada plan pararel,menentukan nilai indeks bias dan deviasi minimum pada prisma segitiga, memahami pemantulan internal. Bila seberkas cahaya mengenai bidang batas antara dua medium transparan maka pada keadaan tertentu sebagian dari cahaya akan dipantulkan dan sebagian yang lain akan masuk ke medium yang kedua, di mana berkas cahaya tersebut akan dibelokan mendekati atau menjauhi garis normal. Fenomena pembelokan atau perubahan arah yang dialami berkas cahaya di medium yang kedua inilah yang disebut pembiasan cahaya. Diperoleh besarnya indeks bias pada plan pararel dengan perhitungan 1, 453 dan dengan grafik 1, 478 , dimana berbeda dengan teori dimana indeks bias kaca 1,5. Sudut deviasi pada deviasi minimum pada prisma segitiga 42 o pada perhitungan sedangkan pada gambar 50 o. Sudut pantul pada prisma setengah lingkaran sama dengan sudut pantulnya sebesar 42 o.Key Word: Pemantulan dan Pembiasan

A. PENDAHULUAN

Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Karena itu cahaya dapat merambat baik melalui medium ataupun tanpa medium (vakum). Ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya disebut optika, yang dibagi menjadi dua : optika geometris dan optika fisis. Optika geometris mempelajari tentang pemantulan dan pembiasan , sedangkan optika fisis mempelajari tentang polarisasi, interferensi , dan difaraksi cahaya. Diketahui bahwa ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua medium (misalnya udara dan prisma), cahaya akan dibelokkkan . Peristiwa pembelokakan cahaya ketika mengenai pembatas medium inilah yang disebut pembiasan. Dan sebagian cahaya akan dipantulkan, cahaya yang dipantulkan akan memiliki sudut pantul yang sama dengan sudut sinar datangnya.

Berbagai peristiwa dalam kehidupan sehari-hari mengenai pembiasandan pe mantulan antara lain : Saat mencelupkan pensil pada air di gelas, pensil akan tampak patah dipermukaan air. Saat meliat kolam renang yang airnya tampak tenang maka akan terlihat dangkal pada dasar kolam. Peristiwa peristiwa tersebut adalah salahsatu dari peristiwa pembiasan cahaya. Seperti pada balok kaca prisma merupakan benda bening yang terbuat dari kaca. Kegunaannya antara lain untuk mengarahkan berkas sinar, mengubah dan membalik letak bayangan serta menguraikan cahaya putih menjadi warna spektrum (warna pelangi). Dengan menggunakan prisma segitiga maka akan diperoleh sudut deviasi, sudut pantul dan sudut bias. Sedangkan dengan plan pararel akan diperoleh sudut bias dan jarak sinar bias terhadap sinar datang dan sudut pantulnya, serta yang terakhir menggunakan prisma setengah lingkaran menentukan sudut pantulnya.

B. TUJUAN

1. Memahami pemantulan dan pembiasan pada: plan pararel, prisma segitiga dan prisma setengah lingkaran.2. Menentukan nilai indeks biasdan pergeseran pada plan pararel.3. Menentukan nilai indeks bias dan deviasi minimum pada prisma segitiga. 4. Memahami pemantulan internal.

C. TINJAUAN PUSTAKA

PEMANTULANPemantulan cahaya terdiri dari dua jenis, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. Pemantulan cahaya pada permukaan datar seperti cermin, atau permukaan air yang tenang, termasuk pemantulan teratur. Sedangkan pemantulan cahaya pada permukaan kasar seperti pakaian, kertas dan aspal jalan, termasuk dalam pemantulan baur. a. Pemantulan Teratur (Pada permukaan rata)

b. Pemantulan Baur (Pada permukaan tidak rata)

Hukum Pemantulan cahaya dapat diilustrasikan dengan gambar berikut ini :Berdasarkan gambar di atas, sinar yang menuju cermin ( P ), diketahui sebagai sinar datang ( i ), sedangkan yang meninggalkan cermin ( Q ) diketahui sebagai sinar pantul ( r ).Pada titik dimana sinar mengenai cermin, sebuah garis dapat digambarkan tegak lurus terhadap permukaan cermin, garis ini diketahui sebagai garis normal. Garis normal membagi sudut antara sinar datang dan sudut sinar pantul menjadi dua sudut yang sama.Berdasarkan uraian di atas, maka hukum pemantulan cahaya dapat dinyatakan sebagai berikut :1. Sinar datang, sinar pantul, garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar.2. Sudut datang = sudut pantul

Jika seberkas cahaya mengenai sebuah cermin datar, maka cahaya tersebut akan dipantulkan secara teratur. Peristiwa pemantulan cahaya pada cermin datar dapat menyebabkan pembentukan bayangan benda di dalam cermin.Bayangan benda yang terbentuk pada cermin datar mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :1. Bayangan bersifat maya (tidak dapat ditangkap oleh layar)2. Tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya3. Bayangan sama besar dengan bendanya4. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin.Perhatikan pembentukan bayangan pada cermin datar dalam gambar berikut ini !

Berdasarkan gambar di atas, bayangan benda pada cermin datar terbentuk di belakang cermin dan tidak dapat dilalui atau dilewati oleh cahaya yang sesungguhnya sehingga bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar. Bayangan benda yang seperti ini disebut bayangan maya.Jika sebuah benda ditempatkan di depan sebuah cermin datar, maka akan terbentuk sebuah bayangan yang sama besar di dalam cermin. Lalu bagaimana jika sebuah benda terletak didepan dua buah cermin datar yang mengapit sudut tertentu ?Perhatikan gambar di bawah ini :

Sebuah obyek di depan dua cermin yang membentuk sudut 80, didapat jumlah bayangan sebanyak 4 buah. Dari ilustrasi di atas maka, persamaan untuk menentukan jumlah bayangan yang dibentuk oleh dua buah cermin datar yang membentuk sudut tertentu sebagai berikut

PEMBIASANKaca plan pararel atau blok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajarBerdasarkan gambar di atas, cahaya yang mengenai kaca planparalel akan mengalami dua pembiasan, yaitu pembiasan ketika memasuki kaca planparalel dan pembiasan ketika keluar dari kaca plan paralel.Pada saat sinar memasuki kaca :

Sinar datang ( i ) dari udara (medium renggang) ke kaca (medium rapat) maka akan dibiaskan ( r ) mendekati garis normal ( N ).

Pada saat sinar keluar dari kaca:

Sinar datang ( i' ) dari udara (medium renggang) ke kaca (medium rapat) maka akan dibiaskan ( r' ) menjauhi garis normal ( N )Selain itu, sinar yang keluar dari kaca palnparalel mengalami pergeseran sejauh t dari arah semula, dan besarnya pergeseran arah sinar tersebut memenuhi persamaan berikut :Keterangan :d = tebal balok kaca, (cm)i = sudut datang, ()r = sudut bias, ()t = pergeseran cahaya, (cm)

b. PrismaPrisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Kita dapatkan persamaan sudut puncak prisma,

= sudut puncak atau sudut pembias prismar1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang batas udara-prismai2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang batas prisma-udaraSecara otomatis persamaan di atas dapat digunakan untuk mencari besarnya i2 bila besar sudut pembias prisma diketahui.

Persamaan sudut deviasi prisma :

Keterangan :D = sudut deviasi ; i1 = sudut datang pada bidang batas pertama r2 = sudut bias pada bidang batas kedua berkas sinar keluar dari prisma = sudut puncak atau sudut pembias prisma

Hasilnya disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang pertama i1 :

dalam grafik terlihat devisiasi minimum terjadi saat i1 = r2

Persamaan deviasi minimum : a. Bila sudut pembias lebih dari 15

Keterangan :n1 = indeks bias medium n2 = indeks bias prisma Dm = deviasi minimum = sudut pembias prisma

b. Bila sudut pembias kurang dari 15

Keterangan = deviasi minimum untuk b = 15 n 2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap medium = sudut pembias

D. METODELOGI

a. Alat dan Bahan Blok Kaca:o Plan pararel 1buaho Prisma Segitiga 1buaho Prisma Setengah Lingkaran 1buah Laser pointer 1buah Penggaris 1buah Busur derajad 1buah Jarum pentul secukupnya Bolpen warna 3buah Alas steroform 1buah

b. Cara Kerja

1. Alat-alat percobaan disusun sesuai dengan gambar.2. HVS diletakkan dibawah blok yang beralaskan steroform.3. Keberadaan sinar pantul dan bias diamati pada tiap blok :

Gambar 1 : Blok yang digunakan adalah plan pararel, kemudian dihitung nilai d ( jarak antara sinar pantul dan sinar bias) dan sudut bias dengan variasi sudut datang dari 10o 80o.

Gambar 2 : Blok yang digunakan prisma segitiga, kemudian dihitung sudut bias dan sudut deviasi dengan 3 variasi sudut datang. Serta menetukan sudut internal/ sudut pantulnya.

Gambar 3 : Blok yang digunakan adalah prisma setengah lingkaran, dihitung sudut internal/ sudut pantulnya.

4. Ketika percobaan digunakan jarum pentul untuk menandai sinar bias dan sinar pantul sehingga tidak bergeser.5. Lukis setiap sinar datang, sinar pantul dan sinar bias pada HVS yang digunakan sebagai media alas. E. DATA PERCOBAAN

a. Plan Parael:

Lebar ; 0,1m

NOSudut Datang(i) Sudut Bias (r)Jarak (m)

110 o7 o0,008

220 o13,5 o0,023

330 o18 o0,026

440 o25 o0,027

550 o31 o0,035

660 o35 o0,049

770 o39 o0,066

880 o42 o0,073

b. Prisma Segitiga

A (sudut prisma) = 90o

NOSudut Datang(i) Sudut Bias (r)Sudut deviasi

112 o13 o66 o

219 o20 o53 o

324 o16 o50 o

Sudut internal/ sudut pantul = 47o

c. Prisma Setengah Lingkaran

Sudut internal/ sudut pantul = 42o

F. ANALISA DATA :

Pad