pemantulan dan pembiasan cahaya

PEMANTULAN DAN PEMBIASAN CAHAYA

A. TUJUAN

1. Pemantulan Cahaya

a. Mempelajari sifat cermin cekung dan cermin cembung

b. Menentukan jarak fokus cermin cekung dan cermin cembunng

c. Menghitung perbesaran bayangan (M) dari cermin cekung dan cermin cembung

2. Pembiasan Cahaya

a. Mempelajari sifat lensa cekung dan lensa cembung

b. Menentukan jarak fokus lensa cekung dan lensa cembunng

c. Menghitung perbesaran bayangan (M) dari lensa cekung dan lensa cembung

B. TEORI DASAR

Peristiwa pemantulan cahaya adalah peristiwa kembalinya cahaya ketika mengenai benda bening tidak

tembus cahaya.

Hukum pemantulan ada dua, yaitu :

a. Hukum pertama : bila cahaya dipantulkan oleh suatu bidang pemantul maka sinar datang, sinar

pantul, dan garis normal bertemu pada satu titik dan terletak pada satu bidang yang sama.

b. Hukum kedua : sudut pantul (r) sama dengan sudut datang (i)

Kembalinya cahaya pantul ada yang bersifat mengumpul dan ada yang menyebar tergantung permukaan

yang memantulkan cahaya. Cermin cekung adalah cermin yang akan mengumpulkan kembali sinar-sinar

pantul yang terjadi saat berkas cahaya mengenai permukaan pantulnya (konvergen). Cermin cekung

biasa digunakan sebagai reflector (benda yang memantulkan cahaya) misalnya pada senter, lampu

sepeda, dan lampu mobil.

Posisi bayangan yang dibentuk cermin cekung letaknya tergantung letak bendanya. Hubungan antara

jarak fokus (f), jarak benda (so), dan jarak bayangan (si) ditujukkan oleh rumus sebagai berikut :

Letak benda sejati yang telah diketahui diletakkan di depan cermin, maka posisi bayangannya dapat

diketahui letaknya. Bayangan benda yang akan berada di ruang III bila bendanya berada di ruang II.

Bayangan benda yang akan berada di ruang II, bila benda berada ruang III. Sedangkan ruang IV adalah

ruang di belakang cermin.

Sinar istimewa pada cermin cekung, yaitu :

a) Sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

b) Sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

c) Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali melalui titik

tersebut.

Cermin cembung akan menyebarkan cahaya pantul (divergen). Oleh karena itu, untuk mengetahui posisi

bayangan yang dibentuk cermin cembung pada layar harus diusahakan benda dari cermin ini bersifat

maya. Jika ruang IV cermin cekung, maka ruang IV cermin cembung ini ada di depan. Hubungan antara

jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus sama seperti yang digunakan cermin cekung di atas.

Sinar istimewa cermin cembung, yaitu :

Cahaya selain dapat dipantulkan, dapat juga dibelokkan atau dibiaskan. Pembiasan cahaya ini dapat

terjadi bila berkas cahaya tersebut mengenai benda bening tembus cahaya, misal lensa. Jenis lensa ada

yang disebut lensa positif (lensa cembung) dan lensa negatif ( lensa cekung). Kedua lensa ini berbeda

sifat, lensa positif akan membiaskan cahaya yang jatuh pada permukaan biasnya dengan arah yang

mengumpulkan.

Sifat bayangan pada cermin cembung selalu maya, tegak, dan diperkecil. Sedangkan sifat bayangan pada

cermin cekung sebagai berikut.

a) Jika benda berada di ruang I, maka bayangan berada di ruang IV. Sifat bayangannnya adalah maya,

tegak, dan diperbesar.

b) Jika benda berada di ruang II, maka bayangan berada di ruang III. Sifat bayangannnya adalah nyata,

terbalik, dan diperbesar.

c) Jika benda benda berada di ruang III, maka bayangan berada di ruang II. Sifat bayangannya adalah

nyata, terbalik, dan diperkecil.

Sinar istimewa lensa cembung, yaitu :

a) Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus F

b) Sinar melalui F dibiaskan sejajar sumbu utama

c) Sinar melalui pusat optik tidak dibiaskan

Lensa negatif akan membiaskan cahaya dengan arah yang menyebar. Akibat sifat lensa negatif ini, maka

bayangan yang dibentuknya akan selalu bersifat maya (semu) selama bendanya bersifat sejati, demikian

juga cermin cembung.

Sifat bayangan lensa cembung, yaitu:

a) Jika benda di ruang I, maka bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, diperbesar.

b) Jika benda di ruang II, maka bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, diperbesar.

c) Jika benda di ruang III, maka bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, diperkecil.

Sinar istimewa lensa cekung, yaitu :

a) Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus aktif F1

b) Sinar datang seakan-akan menuju titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama

c) Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan.

Sifat bayangan lensa cekung, yaitu: selalu maya, tegak, dan diperkecil.

Ruang-ruang yang berlaku untuk lensa cekung sama seperti pembagian pada lensa cembung. ALAT DAN

BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Set bangku optik

2. Cermin cekung

3. Cermin cembung

4. Lensa cekung

5. Lensa cembung

6. Lilin

7. Layar

8. Penggaris

C. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Pemantulan cahaya

a. Memasang cermin cekung yang disediakan pada bangku optik kemudian mengamati sebuah benda di

jauh terhingga, misal pohon atau jendela.

b. Menggeser-geser layar yang terpasang pada bangku optik sampai tampak bayangan dari pohon dan

jendela tadi dengan jelas di layar.

c. Mengukur dan mencatat jarak layar sampai ke cermin saat keadaan ini sudah tercapai.

d. Mengulangi prosedur percobaan di atas, minimal 4 kali lagi dan mencatat hasilnya.

e. Dari prosedur percobaaan butir a-c di atas akan diketahui jarak fokus ( ) dari cermin cekung.

Selanjutnya, menempatkan benda yang disediakan (lilin) di ruang II, kemudian menggeser-geser layar

sampai tampak dengan jelas bayangan lilin di layar. Mencatat jarak layar ke cermin bila kondisi ini sudah

tercapai. Mengulangi prosedur ini dengan memindahkan benda ke tempat lain minimal 2 kali lagi.

Mencatat hasilnya.

f. Menempatkan benda di ruang III dan melakukan seperti prosedur butir e di atas. Mencatat hasilnya di

lembar kerja.

g. Selanjutnya menyiapkan cermin cembung yang telah disediakan untuk dipasang di bangku optik yang

akan dicari titik fokusnya (F).

h. Melakukan prosedur butir e, yaitu dengan menempatkan benda di ruang III cermin cekung.

Menangkap bayangannya dengan menggeser-geser layar dan mencatat posisi layar setelah nampak

bayangan yang paling jelas.

i. Menempatkan cermin cembung yang telah disiapkan di depan layar tersebut. Mencatat jarak layar dan

cermin cembung di lembar pengamatan.

j. Memasang layar di antara kedua cermin dan menggeser-geser layar sedemikian sehingga dapat

menangkap bayangan dari sistem tersebut. Bila kondisi bayangan paling jelas telah ditemukan, mencatat

posisi layar terhadap cermin cembung.

k. Melakukan prosedur butir j minimal 2 kali lagi dengan mengubah posisi benda semula. Mencatat hasil

pengamatan ini di lembar pengamatan.

2. Pembiasan cahaya

a. Menempatkan benda di jauh tak terhingga, misalnya jendela atau pohon. Kemudian menggeser-geser

layar sampai terlihat bayangan yang paling jelas. Mencatat posisi layar saat kondisi tersebut telah

tercapai.

b. Memindahkan letak lensa dan kembali menggeser-geser layar sampai terlihat bayangan dari benda

yang paling jelas. Melakukan prossedur ini minimal 3 kali lagi dan mencatat hasilnya pada lembar kerja.

c. Dari prosedur a dan b di atas telah dapat ditentukan posisi titik fokus (F) dari lensa. Selanjutnya,

menempatkan benda di ruang II dan atau di ruang III, kemudian menggeser-geser layar sehingga tampak

bayangan yang paling jelas. Mencatat posisi layar bila kondisi tersebut telah tercapai.

d. Melakukan kembali butir c di atas, minimal 2 kali lagi untuk masing-masing benda di ruang II dan III.

Mencatat hasilnya di lembar kerja posisi layar terhadap lensa.

e. Menempatkan benda di depan lensa positif dan menggeser-geser layar, sehingga tampak bayangan

yang paling jelas dari benda. Mencatat posisi layar.

f. Mengambil lensa negatif yang telah disediakan dan menempatkan di depan layar. Mencatat jarak layar

ke lensa negatif.

g. Menggeser-geser layar sampai tampak kembali bayangan yang jelas di layar. Setelah kondisi ini

tercapai, mencatat jarak lensa negatif ke layar.

h. Mengulang kembali prosedur butir e-g di atas minimal 2 kali lagi.

D. DATA PENGAMATAN

1. Pemantulan Cahaya

Benda di jauh tak terhingga

= 16 cm

= 16 cm

= 16,2 cm

= 16,2 cm

= 16,1 cm

Cermin Cekung

No.

(cm)

(cm)

(cm)

KETERANGAN

1

20

81

16,66

Benda di ruang II, bayangan di ruang III, nyata, terbalik, diperbesar.

2

25

49

16,55


3

50

25

16,67

Benda di ruang III, bayangan di ruang II, nyata, terbalik, diperkecil.

4

55

23

16,21


5

60

22,5

16,36


Cermin Cembung

No.

(cm)

(cm)

(cm)

KETERANGAN

1

-6,1

9

-17,7

Nyata, terbalik, diperkecil

2

-7

11

-19,25


3

-7,5

11,5

-21,56


2. Pembiasan Cahaya

Benda jauh tak terhingga

= 21 cm

= 21,5 cm

= 21 cm

= 21 cm

= 21,125 cm

Lensa Cembung

No.

(cm)

(cm)

(cm)

KETERANGAN

1

26

90

20,17


2

31

50

19,13


3

35

43

19,29


4

38

42

19,95


5

40

38

19,49


Lensa Cekung

No.

(cm)

(cm)

(cm)

KETERANGAN

1

-6

8,5

-20,4

Nyata, terbalik, diperbesar

2

-7

10,5

-21


3

-8

13

-20,8


E. ANALISA DATA

1. Pematulan Cahaya

a. Benda jauh di tak terhingga

Σ √Σ √ √ √

Jadi, dengan ralat relatif 0,35%.

b. Benda di ruang II dan ruang III

Jarak fokus cermin cekung

√|( ) | |( ) | √|( ) | |( ) |

√|( ) | |( ) |

√ √

Jadi, dengan ralat 0,12%.

√|( ) | |( ) | √ √


√|( ) | |( ) | √ √


√|( ) | |( ) | √ √


√|( ) | |( ) | √ √


Σ

Menghitung perbesaran bayangan pada cermin cekung :

| |

Data 1

| |

Data 2

| |

Data 3

| |

Data 4

| |

Data 5

| |

Jarak fokus cermin cembung

√|( ) | |( ) | √|( ) | |( ) |

√|( ) | |( ) | √ √

Jadi dengan ralat relatif

√|( ) | |( ) | √

√

Jadi dengan ralat relatif

√|( ) | |( ) | √ √

Jadi dengan ralat relatif Σ

Menghitung perbesaran bayangan pada cermin cembung :

| |

Data 1 | |

Data 2 | |

Data 3 | |

2. Pembiasan Cahaya

a. Benda di jauh tak terhingga

Σ √Σ( )

√ √ √

dengan ralat relatif 0,58%.

b. Jarak fokus pada lensa

Jarak fokus lensa cembung

√|( ) | |( ) | √|( ) | |( ) |

√|( ) | |( ) | √ √

√|( ) | |( ) | √ √

√|( ) | |( ) | √ √

√|( ) | |( ) | √ √

√|( ) | |( ) | √ √

Σ

Menghitung perbesaran cermin cembung

| |

Data 1 | |

Data 2 | |

Data 3 | |

Data 4 | |

Data 5 | |

Jarak fokus lensa cekung

√|( ) | |( ) | √|( ) | |( ) |

√|( ) | |( ) | √ √

√|( ) | |( ) | √ √

√|( ) | |( ) | √ √

Menghitung perbesaran lensa cekung

| |

Data 1 | |

Data 2 | |

Data 3 | |

F. PEMBAHASAN

1. Berdasarkan analisa data, dapat diketahui jarak fokus rata-rata dari pemantulan cahaya masing-

masing cermin. Jarak fokus rata-rata cermin cekung saat benda berada di jauh tak terhingga dengan

ralat relatif 0,35%.

2. Berdasarkan analisa data, dapat diketahui jarak fokus dari pembiasan cahaya masing-masing lensa.

Jarak fokus rata-rata lensa cembung saat benda di jauh tak terhingga adalah dengan ralat relatif 0,58%.

Perbesaran yang diperoleh :

Cermin Cekung

Cermin cembung

Lensa cembung

Lensa cekung

JAWABAN PERTANYAAN

1. Jelaskan apa yang dimaksudkan dengan: benda sejati, benda maya, bayangan sejati, bayangan maya?

Benda sejati adalah benda yang berada di depan cermin atau lensa.

Benda maya adalah benda yang berada di belakang cermin atau lensa.

Bayangan sejati adalah bayangan yang dibentuk oleh titik-titik kumpul sinar-sinar nyata atau sejati.

Bayangan maya adalah bayangan yang dibentuk oleh titik-titik kumpul sinar-sinar semu (maya) dan

tidak dapat ditangkap layar.

2. Setelah kamu melakukan percobaan, kesimpulan apa yang kamu peroleh saat mengamati bayangan

yang terbentuk dengan keadaan teoritisnya baik untuk peristiwa pemantulan dan pembiasan cahaya?

Cermin cekung :

Di ruang II : nyata, terbalik, diperbesar

Di ruang III : nyata, terbalik, diperkecil

Cermin cembung : Nyata, terbalik, diperkecil

Lensa cembung :



Lensa cekung : nyata, terbalik, diperbesar

G. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan :

a. Sifat-sifat bayangan pada proses pemantulan dan pembiasan.

Cermin cekung :



Cermin cembung : Nyata, terbalik, diperkecil

Lensa cembung :



Lensa cekung : nyata, terbalik, diperbesar

b. Jarak fokus cermin cekung dan cermin cembung pada pemantulan serta lensa cekung dan lensa

cembung pada pembiasan dapat ditentukan dengan mencari jarak benda dan jarak bayangan.

c. Perbesaran bayangan cermin cekung dan cermin cembung pada pemantulan serta lensa cekung dan

lensa cembung pada pembiasan dapat dihitung dengan rumus:

| |

2. Saran

Apabila melakukan percobaan pemantulan dan pembiasan cahaya agar lebih teliti dalam menentukan

letak bayangan yang tertangkap oleh layar dan akurasi angka yang ditunjukkan pada penggaris agar

diperhatikan juga.

H. DAFTAR PUSTAKA

Tim fisika dasar. 2012. Modul Praktikum Fisika Untuk Kimia. Malang : Universitas Negeri Malang.

Bueche, frederick. 1988. Teori dan Soal-Soal Fisika. Jakarta: Erlangga.

Soejoto & Sustini, Euis. 1993. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Malang: Universitas Negeri Malang.

Suparman. 2012. Pengerian Cermin dan Sifat Bayangan, (Online),

(http://www.g-excess.com/20470/pengertian-cermin-dan-sifat-bayangan/), diakses 19 Februari 2012.

Hasto. 2011. Pembiasan Lensa Cekung (Negatif), (Online),

(http://fisikasemesta.blogspot.com/2011/03/pembiasan-lensa-cekung-negatif.html), diakses 19 Februari

2012.

pemantulan dan pembiasan cahaya

Documents