Laporan Praktikum Lensa Cembung dan Cermin Cekung

Daftar isi

1. Latar belakang
2. Tujuan Percobaan
3. Dasar Teori
4. Metodologi Percobaan
5. Data dan Analisa
6. Kesimpulan
7. Daftar Pustaka
8. Bagian Pengesahan
9. Lampiran

LENSA

I. Latar belakang

—

II. Tujuan Percobaan

1. Mengukur jarak fokus lensa positif dan lensa negatif.
2. Mengukur jarak fokus cermin positif dan cermin negatif.
3. Membuktikan persamaan perbesaran h/h' = s/s'.

III. Dasar Teori

—

IV. Metodologi Percobaan

4.1 Alat dan Bahan

1. Celah bentuk anak panah (1 buah).
2. Lampu filamen (1 buah).
3. Layar (1 buah).
4. Mistar (1 buah).
5. Lensa positif (1 buah).
6. Lensa negatif (1 buah).
7. Cermin positif (1 buah).
8. Cermin negatif (1 buah).

4.2 Gambar Alat

—

4.3 Langkah Kerja

4.3.1 Percobaan lensa positif / lensa cembung

Gambar 1. Rangkaian alat lensa cembung

1. Letakkan lampu filamen, benda, lensa positif, dan layar dengan urutan seperti gambar 1.
2. Letakkan lensa dan benda pada jarak antara 16 cm sampai 30 cm.
3. Nyalakan lampu filamen.
4. Gerakkan layar dari posisi paling jauh mendekati lensa agar terlihat bayangan yang jelas.
5. Catat posisi benda, posisi lensa, posisi layar, tinggi benda, dan tinggi bayangan.
6. Ulanga langkah d dan e sampai didapatkan 5 kali pengulangan.
7. Geser lensa menjauhi benda sekitar 2 cm dari posisi awal.
8. Ulangi langkah d-f.
9. Geser lagi lensa menjauhi benda sekitar 2 cm sampai didapatkan 5 variasi posisi lensa.

4.3.2 Percobaan lensa negatif / lensa cekung

Gambar 2. Rangkaian alat lensa cekung

1. Letakkan lampu filamen, benda, lensa positif, dan layar dengan urutan seperti gambar 2. Abaikan dahulu peletakan lensa negatif.
2. Letakkan benda 2 dan benda 1 pada jarak antara 16 cm sampai 30 cm.
3. Nyalakan lampu filamen.
4. Gerakkan layar dari posisi paling jauh mendekati benda 2 agar terlihat bayangan yang jelas.
5. Letakkan lensa negatif seperti gambar 5.
6. Gerakkan lensa negatif mendekati atau menjauhi layar sehingga didapatkan bayangan di atas benda 2, bayangan ini merupakan posisi benda lensa negatif.
7. Catat posisi benda, posisi lensa, posisi layar, tinggi benda, dan tinggi bayangan.
8. Ulangi langkah f dan g sampai didapatkan 5 kali pengulangan.
9. Lepaskan lensa negatif dari rangkaian alat percobaan.
10. Geser benda 2 menjauhi benda 1 sekitar 2 cm dari posisi awal.
11. Ulangi langkah d-h.
12. Lepaskan lagi lensa negatif dari rangkaian alat percobaan.

4.3.3 Percobaan cermin negatif / cermin cembung

Gambar 3. Rangkaian alat cermin cembung

1. Letakkan lampu filamen, benda, lensa positif, dan layar dengan urutan seperti gambar 3. Abaikan dahulu peletakan cermin negatif.
2. Letakkan benda 2 dan benda 1 pada jarak antara 16 cm sampai 30 cm.
3. Nyalakan lampu filamen.
4. Gerakkan layar dari posisi paling jauh mendekati benda 2 agar terlihat bayangan yang jelas.
5. Letakkan cermin negatif seperti gambar 5.
6. Gerakkan cermin negatif mendekati atau menjauhi layar sehingga didapatkan bayangan di atas benda 2, bayangan ini merupakan posisi benda cermin negatif.
7. Catat posisi benda, posisi lensa, posisi layar, tinggi benda, dan tinggi bayangan.
8. Ulangi langkah f dan g sampai didapatkan 5 kali pengulangan.
9. Lepaskan cermin negatif dari rangkaian alat percobaan.
10. Geser benda 2 menjauhi benda 1 sekitar 2 cm dari posisi awal.
11. Ulangi langkah d-h.
12. Lepaskan lagi cermin negatif dari rangkaian alat percobaan.
13. Geser lagi benda 2 menjauhi benda 1 sekitar 2 cm sampai didapatkan 5 variasi posisi lensa negatif dan posisi benda 2.
14. Catatlah sifat bayangan yang terbentuk.

4.3.4 Percobaan cermin positif / cermin cekung

Gambar 4. Rangkaian alat cermin cekung

1. Letakkan lampu filamen, benda, lensa positif, dan layar dengan urutan seperti gambar 4. Abaikan dahulu peletakan cermin negatif.
2. Letakkan cermin positif dan benda pada jarak antara 16 cm sampai 30 cm.
3. Nyalakan lampu filamen.
4. Geser cermin dari posisi paling jauh mendekati benda agar terlihat bayangan yang jelas. Bayangan akan muncul pada posisi yang hampir sama dengan benda.
5. Catat posisi benda, posisi lensa, posisi layar, tinggi benda, dan tinggi bayangan.
6. Ulangi langkah d dan e sampai didapatkan 5 kali pengulangan.
7. Catatlah sifat bayangan yang terbentuk.

V. Data dan Analisa

5.1 Data Percobaan

Tabel 1. Data percobaan lensa positif/cembung untuk menentukan posisi bayangan pada lensa positif/cembung

No.	Posisi benda (10-2 m)	Posisi lensa (10-2 m)	Posisi layar (10-2 m)
			1	2	3	4	5
1	20,0	36,0	127,5	127,7	127,5	127,8	127,6
2	20,0	38,0	121,1	121,3	121,5	121,7	121,8
3	20,0	40,0	83,3	83,0	83,4	82,7	83,2
4	20,0	42,0	76,5	76,5	76,6	76,7	76,5
5	20,0	44,0	75,1	75,1	75,3	75,4	75,1

Tabel 2. Data percobaan lensa positif/cembung untuk menentukan tinggi bayangan pada lensa positif/cembung

No.	Posisi benda (10-2 m)	Posisi lensa (10-2 m)	Tinggi benda (10-2 m)	Tinggi bayangan (10-2 m)
				1	2	3	4	5
1	20,0	36,0	1,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00
2	20,0	38,0	1,00	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00
3	20,0	40,0	1,00	2,50	2,50	2,50	2,50	2,50
4	20,0	42,0	1,00	1,50	1,50	1,50	1,50	1,50
5	20,0	44,0	1,00	1,25	1,25	1,25	1,25	1,25

Tabel 3. Data percobaan cermin negatif/cembung untuk menentukan posisi cermin negatif/cembung

No.	Posisi benda (10-2 m)	Posisi layar (10-2 m)	Posisi cermin negatif (10-2 m)
			1	2	3	4	5
1	40,0	82,6	72,5	72,9	72,4	72,5	72,4
2	42,0	78,0	69,5	69,4	69,5	69,5	69,4
3	44,0	75,0	67,4	67,5	67,3	67,4	67,4
4	46,0	74,3	67,0	66,8	66,7	66,7	66,8
5	48,0	74,2	66,6	66,5	66,7	66,8	66,7

Tabel 4. Data percobaan cermin negatif/cembung untuk menentukan tinggi benda pada cermin negatif/cembung

No.	Posisi benda (10-2 m)	Posisi layar (10-2 m)	Tinggi bayangan (10-2 m)	Tinggi benda (10-2 m)
				1	2	3	4	5
1	40,0	82,6	2,00	7,00	7,00	7,00	7,00	7,00
2	42,0	78,0	1,50	5,00	5,00	5,00	5,00	5,00
3	44,0	75,0	1,25	4,00	4,00	4,00	4,00	4,00
4	46,0	74,3	1,00	2,75	2,75	2,75	2,75	2,75
5	48,0	74,2	0,70	2,00	2,00	2,00	2,00	2,00

Tabel 5. Data percobaan cermin positif/cekung

No.	Posisi benda (10-2 m)	Posisi cermin (10-2 m)	Posisi bayangan (10-2 m)	Tinggi bayangan (10-2 m)	Tinggi benda (10-2 m)
1	20,0	46,5	20,0	1,00	1,00

5.2 Analisa Data

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan jarak fokus lensa (positif, negatif) dan cermin (positif, negatif). Kemudian membuktikan persamaan umum perbesaran lensa pada benda yaitu:

\begin{equation} \frac{h}{h^{\prime}}=\frac{s}{s^{\prime}}. \tag{1} \end{equation}

Prinsip kerja dari percobaan lensa cembung adalah dengan cara menembakan sinar cahaya (lampu filamen) terhadap sebuah benda yang kemudian cahaya ini diteruskan pada lensa cembung yang bekerja mengumpulkan sinar menuju ke sebuah layar, sehingga bayangan benda tersebut dapat diamati pada layar. Percobaan cermin cekung tidak dapat dilakukan pada percobaan ini karena intensitas sinar cahaya yang digunakan terlalu kecil sehingga bayangan tidak dapat teramati pada layar. Pada cermin cembung atau cermin negatif cahaya diteruskan melewati lensa positif menuju ke layar, sehingga bayangan terbentuk di layar. Kemudian di antara lensa positif dan layar diberikan sebuah cermin cembung atau negatif yang bekerja menyebarkan sinar yang datang, sehingga bayangan benda ini terbentuk di atas layar lensa positif. Pada percobaan cermin cekung atau cermin positif cahaya diteruskan melewati cermin positif yang bekerja mengumpulkan sinar yang datang menuju ke sebuah layar, sehingga bayangan benda tersebut dapat diamati pada layar. Hal ini dilakukan untuk dapat menentukan posisi benda, posisi bayangan benda, posisi layar, posisi cermin atau lensa, tinggi benda, dan tinggi bayangan benda. Percobaan ini dilakukan di ruangan gelap agar bayangan benda terlihat jelas (tidak kabur) pada layar.

Rekomendasi Laporan lain:

• Laporan Interferensi dan Difraksi Cahaya
• Laporan Efek Fotolistrik
• Laporan Pemantulan dan Pembiasan Cahaya

Dalam menentukan jarak fokus lensa atau cermin digunakan persamaan:

\begin{equation} \frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s^{\prime}} \tag{2} \end{equation}

dengan s adalah jarak benda dengan lensa atau cermin, s' adalah jarak lensa atau cermin dengan bayangan, dan f adalah jarak fokus lensa atau cermin. Untuk memasukkan data ke dalam sebuah grafik persamaan ini harus disesuaikan dengan persamaan garis linier y = mx + c, dimana x adalah variabel bebas, y variabel terikat, m adalah gradien, dan c adalah konstanta. Pada percobaan ini yang divariasikan adalah posisi lensa, sehingga 1/s menjadi variabel bebasnya sedangkan 1/s' menjadi variabel terikatnya.

Pada tabel percobaan 1 dan 2 percobaan lensa cembung didapatkan posisi benda sebesar 20 × 10^-2 m, tinggi benda sebesar 1 × 10^-2 m, posisi lensa secara berurutan 36 × 10^-2 m, 38 × 10^-2 m, 40 × 10^-2 m, 42 × 10^-2 m, dan 44 × 10^-2 m, posisi layar 127,62 × 10^-2 m, 121,50 × 10^-2 m, 83,12 × 10^-2 m, 76,56 × 10^-2 m, dan 75,20 × 10^-2 m, tinggi bayangan 5 × 10^-2 m, 5,50 × 10^-2 m, 2,5 × 10^-2 m, 1,5 × 10^-2 m, dan 1,25 × 10^-2 m. Kemudian data ini diplot ke dalam sebuah grafik, berikut ini adalah gambar grafiknya:

Gambar 5. Grafik 1 hubungan 1/s' dengan 1/s pada lensa cembung

pada gambar 5 grafik 1 di atas didapatkan garis linier yang memotong sumbu y pada titik 7,9 (c = 7,9). Sesuai dengan persamaan garis 2, maka jarak fokus lensa cembung didapat sebesar f = +0,126 m (nyata). Grafik 2 adalah menentukan perbesaran (m) benda pada lensa cembung melalui perbandingan s'/h' dengan s/h, berikut ini adalah gambar grafiknya:

Gambar 6. Grafik 2 hubungan s'/h' dengan s/h pada lensa cembung

pada gambar 6 grafik 2 di atas didapatkan garis linier yang memotong sumbu y pada titik 0,434 (c = 0,434). Yang menunjukkan bahwa perbesaran benda nya adalah M = 0,434. Hasil ini berbeda dengan literatur yang mempunyai perbesaran benda pada lensa cembung sebesar M = 1 (sama besar dengan benda). Sifat bayangan benda yang terbentuk pada lensa cembung ini seharusnya adalah nyata (fokus nya bernilai positif), terbalik, dan sama besar dengan benda, tetapi pada percobaan ini didapatkan nilai M = 0,434 sehingga bayangan benda yang terbentuk adalah diperkecil sebab M < 1 dan berhubungan dengan peletakkan ruang pada benda atau lensa tersebut. Perbedaan hasil ini disebabkan oleh beberapa kesalahan selama percobaan antara lain seperti kesalahan paralaks dalam membaca pengukuran, pembuatan grafik, kesalahan perhitungan, intensitas sinar yang kecil, kondisi ruangan yang tidak sepenuhnya gelap, dan lain-lain.

Pada tabel percobaan 3 dan 4 cermin cembung didapatkan posisi benda pada cermin negatif sebesar 40 × 10^-2 m, 40 × 10^-2 m, 42 × 10^-2 m, 44 × 10^-2 m, 46 × 10^-2 m, dan 48 × 10^-2 m, posisi layar 82,6 × 10^-2 m, 78 × 10^-2 m, 75 × 10^-2 m, 74,3 × 10^-2 m, dan 74,2 × 10^-2 m, tinggi benda 7 × 10^-2 m, 5 × 10^-2 m, 4 × 10^-2 m, 2,75 × 10^-2 m, dan 2 × 10^-2 m, tinggi bayangan 2 × 10^-2 m, 1,5 × 10^-2 m, 1,25 × 10^-2 m, 1 × 10^-2 m, dan 0,7 × 10^-2 m. Kemudian data ini diplot ke dalam sebuah grafik, berikut ini adalah gambar grafiknya:

Gambar 7. Grafik 3 hubungan 1/s' dengan 1/s pada cermin cembung

pada gambar 7 grafik 3 di atas didapatkan garis garis linier yang memotong sumbu y pada titik (-3,2 ⟶ c = -3,2). Sesuai persamaan garis 2 maka jarak fokus cermin cembung didapat sebesar f = -0,313 m (maya). Dari tabel percobaan 3 dan 4 dapat dilihat bahwa semakin dekat benda pada lensa maka tinggi bayangan benda semakin mengecil sehingga sifat bayangan yang didapatkan pada percobaan ini adalah maya (fokus bernilai negatif), tegak, dan diperkecil sesuai dengan literatur. Pada cermin cekung dilakukan perhitungan manual terhadap jarak fokus cerminnya, didapatkan f = +0,132 m (nyata).

VI. Kesimpulan

1. Jarak fokus:

1. Lensa positif (cembung): f = +0,126 m (nyata).
2. Lensa negatif (cekung), tidak dilakukan percobaan lensa negatif karena intensitas cahaya yang digunakan terlalu kecil sehingga bayangan benda tidak dapat teramati dengan jelas di layar.

1. Jarak fokus:

1. Cermin positif (cekung): f = +0,132 m (nyata).
2. Cermin negatif (cembung): f = -0,313 m (maya).

1. Perbesaran bayangan (M) lensa cembung yang didapatkan pada percobaan ini adalah M = 0,434, bayangan benda yang terbentuk ini adalah diperkecil sebab M < 1 dan berhubungan dengan peletakan ruang pada benda atau lensa tersebut. Hasil ini tidak sesuai dengan literatur M = 1 (sama besar) karena terdapat beberapa kesalahan yang dilakukan selama percobaan.

VII. Daftar Pustaka

—

VIII. Bagian Pengesahan

—

IX. Lampiran

9.1 Perhitungan lensa cembung

$\begin{aligned} c &= \frac{1}{f}\\[.5em] 7,9 &= \frac{1}{f}\\[.5em] f &= + 0,126\ \mathrm{m} \end{aligned}$

9.2 Perhitungan cermin cembung

$\begin{aligned} c &= \frac{1}{f}\\[.5em] -3,2 &= \frac{1}{f}\\[.5em] f &= - 0,313\ \mathrm{m} \end{aligned}$

9.3 Perhitungan cermin cekung

$\begin{aligned} \frac{1}{f} &= \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}\\[.5em] \frac{1}{f} &= \frac{1}{(46,5-20,0)} + \frac{1}{(46,5-20,0)}\\[.5em] \frac{1}{f} &= \frac{2}{26,5}\\[.5em] f &= +13,25\ \mathrm{cm }\\[.5em] f &= +0,132\ \mathrm{m} \end{aligned}$

\begin{equation} \end{equation}