LENSA
CEKUNG DAN LENSA CEMBUNG
A. Pendahuluan
1. Latar
Belakang
Lensa adalah benda bening untuk
mengumpulkan atau menyebarkan cahaya. Terdapat dua jenis lensa, yaitu lensa
cembung dan lensa cekung. Pada lensa cembung (lensa positif) sinar dapat
mengumpul (konvergen) dan pada lensa cekung (lensa negatif) sinar dapat
menyebar (divergen). Pada lensa terdapat sinar-sinar istimewa. Tentunya,
sinar-sinar istimewa pada lensa cembung berbeda dengan lensa cekung
(Purwoko,2007).
Percobaan ini perlu untuk
diketahui, agar dapat menyelidiki sifat pembiasan cahaya pada lensa gabungan,
mengamati dan menggambarkan dengan tepat sifat-sifat bayangan, serta memperoleh
hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus lensa cekung dan
lensa cembung.
Percobaan lensa cekung dan lensa
cemplung penting untuk dilakukan karena sangat dekat dengan kehidupan
sehari-hari. Lensa dapat membantu kita dalam beraktivitas maupun dengan
pekerjaan yang terutama berhubungan dengan optik. Seperti penggunaan kaca mata,
mikroskop, teropong, lup dan lain-lain.
2. Tujuan
Tujuan
dulakukannya percobaan ini, agar dapat :
a. Menyelidiki
sifat pembiasan cahaya pada lensa gabungan.
b. Mengamati
dan menggambarkan dengan tepat sifat-sifat bayangan.
c. Memperoleh
hubungan antara jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus lensa cekung atau
lensa cembung.
B. Landasan
Teori
Lensa adalah medium transparan yang
dibatasi oleh dua permukaan bias paling sedikit satu
diantaranyalengkungsehingga terjadi dua kali pembiasan sehingga terjadi dua
kali pembiasan sebelum keluar dari lensa. Garis hubung antara pusat lengkungan kedua permukaan disebut sumbu utama. Bayangan
yang dibuat oleh permukaan pertama merupakan benda untuk permukaan kedua.
Permukaan kedua akan membuat bayangan akan membuat bayangan akhir
(Sarojo,2011).
Lensa dapat membentuk bayangan yang
diperkecil atau diperbesar, sehingga lensa banyak digunakan dalam alat-alat
optik seperti kaca mata, mikroskop, lup, kamera dan teropong. Kaca mata
digunakan untuk membantu penglihatan bagi penderita miopia, hipermetropi,
presmiopi dan astigmatisme. Mikroskop digunakan untuk melihat benda yang
ukurannya sangat kecil. Lup atau sering disebut kaca pembesar digunakan untuk
melihat benda kecil sehingga terlihat lebih besar. Kamera digunakan untuk
mengambil gambar dengan menggunakan fokus lensa. Teropong digunakan untuk
melihat benda jauh agar tampak dekat (Purwoko,2007).
Menurut Giancoli (2001) jika
berkas-berkas yang paralel dengan sumbu lensa (garis lurus yang melewati pusat
lensa dan tegak lurus terhadap kedua permukaannya) jatuh pada lensa tipis, maka
akan difokuskan pada satu titik yang disebut titik fokus f. Titik fokus
merupakan titik bayangan untuk benda pada jarak tak terhingga dari sumbu utama.
Kaidah-kaidah
pembentukan bayangan oleh lensa, yaitu sebagai berikut :
1. Sinar
sejajar sumbu utama dari sebelah kiri bidang utama pertama akan dibiaskan ke
titik fokus pertama setelah sampai di bidang utama kedua, sebaliknya sinar
sejajar sumbu utama dari sebelah kanan bidang utama kedua akan dibiaskan ke
titik fokus pertama setelah sampai di bidang utama pertama.
2. Sinar
yang melewati titik fokus pertama akan dibiaskan sejajar sumbu utama setelah
sampai di bidang utama pertama, sebaliknya yang melewati titik fokus kedua akan
dibiaskan sejajar sumbu utama setelah sampai bidang utama kedua.
3. Sinar
menuju titik utama pertama akan dibiaskan sejajar dari titik utama kedua,
sebaliknya sinar yang menuju titik utama kedua akan dibiaskan sejajar dari
titik utama pertama (Soedojo,2004).
C. Metode
Praktikum
1. Alat
dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada
percobaan ini dapat dilihat pada Tabel 5.1 berikut.
Tabel
5.1 Alat dan bahan percobaan lensa cekung dan lensa cembung.
|
No.
|
Alat dan Bahan
|
Fungsi
|
|
1.
|
Lilin
|
Sebagai sumber
cahaya
|
|
2.
|
Meja optik
|
Untuk
menangkap bayangan yang akan diamati
|
|
3.
|
Pemegang slide
diafragma
|
Tempat
meletakkan diafragma.
|
|
4.
|
Rel presisi
|
Sebagai
dasar/landasan komponen alat.
|
|
5.
|
Diafragma anak
panah
|
Sebagai
objek/benda yang diamati.
|
|
6.
|
Lensa cekung
|
Sebagai objek
pengamatan.
|
|
7.
|
Tumpakanberpenjepit
|
Sebagai dasar
pemegang slide diafragma.
|
|
8.
|
Lensa cembung
|
Sebagai objek
pengamatan.
|
|
9.
|
Penggaris
logam
|
Mengukur jarak
bayangan.
|
2. Prosedur
kerja
Prosedur kerja yang dilakukan pada
percobaan lensa cekung dan lensa cembung, yakni sebagai berikut :
a. Lensa
cekung dan lensa cembung.
1) Menyusun
alat seperti pada gambar 5.1 berikut.
Gambar 5.1
Rangkaian alat percobaan lensa cekung dan lensa cembung.
2) Mengatur
jarak antara benda (anak panah) dengan lensa cekung sejauh 0,3 m, lalu
menggeser-geser meja optik menjauhi atau mendekati lensa hingga mendapatkan bayangan
yang paling jelas.
3) Mengukur
jarak antara meja optik dengan lensa sebagai jarak bayangan (s′) dan mencatat
hasilnya.
4) Mengamati
apakah ukuran bayangannya sama besar, lebih kecil atau sama.
5) Mengulangi
langkah (b) sampai (d) dengan jarak antara benda (anak panah) dengan lensa
cekung sejauh 0,4 m sampai 0,5 m.
6) Mengulangi
langkah (a) sampai (e) dengan mengganti lensa cekung menjadi lensa cembung.
b. Lensa
gabungan
1) Menusun
alat dan bahan seperti pada gambar 5.2 berikut.
|
M
|
|
O
|
|
N
|
Gambar
5.2 Susunan alat untuk lensa gabungan.
2)
Menyalakan
sumber cahaya dan mengatur letak lensa gabungan sehingga berkas sinar yang
ditengah merambat lurus keluar dari lensa berimpit dengan garis NM.
3)
Menandai
berkas sinar datang dan sinar keluar, kemudian menyingkirkan lensa gabungan dan
menggambarkan jejak sinar tersebut dengan menggaris serta memberi tanda panah
senar datang dan sinar bias pada kertas.
4)
Mengulangi
langkah (1) sampai (2) dengan mengubah aturan lensa gabungannya.
D.
Hasil
Pengamatan
1.
Data
pengamatan
Data pengamatan
yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 5.2, tabel 5.3, gambar 5.3 dan gambar
5.4 berikut.
a.
Lensa
cekung
Tabel
5.2 Data pengamatan pada lensa cekung.
|
No.
|
S
(m)
|
s′
(m)
|
Sifat-Sifat
bayangan
|
|
1.
|
0,3
|
-
0,06
|
Maya, terbalik, diperkecil
|
|
2.
|
0,4
|
-
0,05
|
Maya, terbalik, diperkecil
|
|
3.
|
0,5
|
-
0,03
|
Maya, terbalik, diperkecil
|
b.
Lensa
cembung
Tebel 5.3 Data
pengamatan pada lensa cembung
|
No.
|
S
(m)
|
s′
(m)
|
Sifat-Sifat
bayangan
|
|
1.
|
0,3
|
0,13
|
Nyata, terbalik, diperkecil
|
|
2.
|
0,4
|
0,135
|
Nyata, terbalik, diperkecil
|
|
3.
|
0,5
|
0,17
|
Nyata, terbalik, diperkecil
|
c.
Lensa
gabungan ( cekung dan cembung )
Sinar datang Sinar bias
Gambar
5.3 Data pengamatan pada lensa
gabungan (cekung dan
cembung)
d. Lensa
gabungan (cembung dan cekung)
Sinar datang Sinar bias
Gambar 5.4 Data pengamatan pada lensa gabungan
(cembung
dan cekung)
2.
Analisis
data
a.
Menentukan
jarak fokus untuk lensa cekung dan lensa cembung.
1)
Lensa
cekung
Dengan cara yang sama,
untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.4 berikut.
Tabel
5.4 Analisis data menentukan jarak fokus untuk lensa cekung.
|
No.
|
s
(m)
|
s
|
f
(m)
|
∆f
(m)
|
KSR
(%)
|
fseb.
(m)
|
|
1.
|
0,3
|
-0,06
|
-0,05
|
0,00036
|
0,722
|
0,049639
s/d 0,050361
|
|
2.
|
0,4
|
-0,05
|
-0,04
|
0,0004
|
0,903
|
0,044043
s/d 0,044846
|
|
3.
|
0,5
|
-0,03
|
-0,028
|
0,00044
|
1,578
|
0,027855
s/d 0,028748
|
2)
Lensa
cembung
Dengan cara yang sama,
untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.5 berikut.
Tabel
5.5 Analisis data menentukan jarak fokus untuk lensa cembung.
|
No.
|
s
(m)
|
s
|
f
(m)
|
∆f
(m)
|
KSR
(%)
|
fseb.
(m)
|
|
1.
|
0,3
|
0,13
|
0,09
|
0,000289
|
0,319
|
0,090409
s/d 0,090987
|
|
2.
|
0,4
|
0,135
|
0,1
|
0,000311
|
0,308
|
0,100623
s/d 0,101246
|
|
3.
|
0,5
|
0,17
|
0,127
|
0,00031
|
0,245
|
0,126555
s/d 0,127176
|
b.
Menentukan
pembesaran bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung
1)
Lensa
cekung
Dengan cara yang sama,
untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.6 berikut.
Tabel
5.6 Analisis data pembesaran bayangan pada lensa cekung
|
No.
|
s
(m)
|
s
|
M
(kali)
|
∆M
(kali)
|
KSR
(%)
|
Mseb.
(m)
|
|
1.
|
0,3
|
-0,06
|
0,2
|
0,002
|
1
|
1,198
s/d 0,202
|
|
2.
|
0,4
|
-0,05
|
0,125
|
0,001406
|
1,125
|
1,123
s/d 0,126
|
|
3.
|
0,5
|
-0,03
|
0,06
|
0,00106
|
1,767
|
0,059
s/d 0,061
|
2)
Lensa
cembung
Dengan cara yang sama,
untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.7 berikut.
Tabel
5.7 Analisis data pembesaran bayangan pada lensa cembung
|
No.
|
s
(m)
|
s
|
M
(kali)
|
∆M
(kali)
|
KSR
(%)
|
Mseb.
(m)
|
|
1.
|
0,3
|
0,13
|
0,43
|
0,002389
|
0,55
|
0,4309
s/d 0,4357
|
|
2.
|
0,4
|
0,135
|
0,337
|
0,001672
|
0,49
|
0,33583
s/d 0,3391
|
|
3.
|
0,5
|
0,17
|
0,34
|
0,00134
|
0,39
|
0,3387
s/d 0,3413
|
c.
Menentukan
daya lensa
1)
Lensa
cekung
Dengan cara yang sama
untuk data selanjutnya, dapat dilihat pada Tabel 5.8 berikut.
Tabel
5.8 Analisis data menentukan daya lensa cekung.
|
No.
|
s
(m)
|
s
|
P
|
∆P
|
KSR
(%)
|
Pseb.
|
|
1.
|
0,3
|
-0,06
|
20
|
0,144
|
0,722
|
19,8555
s/d 20,1444
|
|
2.
|
0,4
|
-0,05
|
22,5
|
0,203
|
0,903
|
22,2969s/d
22,7031
|
|
3.
|
0,5
|
-0,03
|
35,3
|
0,557
|
1,578
|
34,7758
s/d 35,8909
|
2)
Lensa
cembung
Dengan cara yang sama
untuk data selanjutnya, dapat dilihat pada Tabel 5.9 berikut.
Tabel
5.9 Analisis data menentukan daya lensa cekung.
|
No.
|
S
(m)
|
s
|
P
|
∆P
|
KSR
(%)
|
Pseb.
|
|
1.
|
0,3
|
0,13
|
11,025
|
0,035
|
0,319
|
10,99 s/d 11,061
|
|
2.
|
0,4
|
0,135
|
9,907
|
0,03
|
0,308
|
9,877 s/d 9,938
|
|
3.
|
0,5
|
0,17
|
7,882
|
0,019
|
0,245
|
7,863 s/d 7,902
|
E.
Pembahasan
Lensa adalah benda bening
yang dibatasi oleh dua permukaan berdasarkan bentuk permukaannya. Lensa
dibedakan menjadi dua macam, seperti yang kami gunakan pada percobaan ini,
yakni lensa cekung dan lensa cembung. Pada percobaan ini kami menyelidiki sifat
dari bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung dan lensa cembung dan hubungan
antara jarak benda, jarak bayangan dan titik fokus lensa.
Percobaan pertanda
yakni pada lensa cekung, perlakuan yang dilakukan sebanyak tiga kali percobaan
dengan variasi jarak benda ke lensa (s) dimulai dari 0,3 m, 0,4 m dan 0,5 m.
Berdasarkan pengamatan terlihat bahwa semakin jauh jarak benda dengan lensa,
maka jarak bayangan semakin dekat. Serta lensa cekung tidak membentuk bayangan
dibelakang lensa, melainkan di belakang lensa, sehingga sifat bayangannya
dikatakan bayangan maya, terbalik dan diperkecil. Kemudian perlakuan kedua pada
lensa cembung, dengan cara yang sama pada lensa cekung. Hasil pengamatan yang
diperoleh bahwa semakin jauh jarak benda, maka sifat bayangan yang dibentuk
semakin jauh. Sehingga sifat bayangan lensa cembung yakni nyata, terbalik dan
diperbesar.
Pada jarak tertentu
dari lensa, akan dapat ditemukan satu titik Diana cahaya itu difokuskan.,
selanjutnya titik tersebut dinamakan titik fokus. Untuk nilai dari titik fokus
dari masing-masing lensa, pada lensa cekung diperoleh bahwa semakin jauh benda
maka jarak fokusnya semakin besar. Tanda negatif pada lensa cekung tidak
mempengaruhi nilainya, namun hanya untuk menandakan bahwa bayangan yang
terbentuk tidak berada di belakang lensa melainkan di depan lensa dalam hal itu
adalah bayangan maya.
Selain itu, kami juga
menentukan nilai pembesaran bayangan dari kedua lensa tersebut, yaitu dengan
membandingkan jarak bayangan dengan jarak benda. Beradasarkan hasil dari
analisis data dapat dikatakan bahwa semakin jauh jarak benda, maka nilai
pembesarannya semakin kecil. Hal ini berlaku untuk kedua lensa. Namun, pada
lensa cembung untuk jarak 0,4 m mungkin terjadi kesalahan praktikan dalam
melakukan pengukuran, sebab ini tidak sesuai, ini kami abaikan.
Kekuatan lensa atau
daya lensa adalah kemampuan satu lensa untuk memuatkan/mengumpulkan atau
menyebarkan berkas sinar yang diterimanya. Pada penentuan daya lensa ubi lensa
cekung semakin besar jarak benda, maka daya/kekuatan lensa semakin besar. Dan
untuk lensa cembung semakin besar jarak benda, maka daya/kekuatan lensa semakin
kecil.
Dari percobaan yang
dilakukan ini, dapat dikatakan berhasil, karena antara teori yang ada dengan
hasil dari percobaan yang dilakukan sesuai. Walaupun jarak fokus untuk lensa
cembung pada jaraj 0,4 m diabaikan.
F. PENUTUP
1. Kesimpulan
Bedasarkan hasil dari
analisis data serta pembahasan, dapat disimpulkan bahwa :
a.
Sifat
pembiasan cahaya pada lensa gabungan adalah nyata,tegak dan diperbesar.
b.
Sifat-sifat
bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung adalah maya, tegak dan diperbesar.
Sedangkan lensa cembung yaitu nyata, terbalik dan diperbesar.
c.
Hubungan
antara jarak benda, jarak bayangan dan jarak fokus lensa adalah semakin jauh
jarak benda, maka jarak bayangannya semakin dekat dan jarak fokusnya relatif
sama atau tetap
2. Saran
Saran yang dapat
sampaikan pada percobaan ini, yakni :
a.
Untuk
praktikan, sekiranya lebih teliti lagi dalam melakukan praktikum.
b.
Untuk
asisten, terima kasih atas bimbingannya.
c.
Untuk
laboratorium, sekiranya alat yang sudah rusak atau tidak layak digunakan, agar
diganti.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,C.Douglas.2001.Fisika Jilid I.Erlangga.Jakarta.
Purwoko.2007.Fisika.Ghalia Indonesia.Jakarta.
Sarojo,G.2011.Gelombang dan Optika.SalembaTeknika.Jakarta.
Soedojo,Peter.2004.Fisika
Dasar.Andi.Yogyakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar