LENSA I. TUJUAN INSTRUKIONAL UMUM Setelah mengikuti praktikum ini mahasiswa akan dapat mengetahui sifat lensa dan penggunaannya. II. TUJUAN INSTRUKIONAL KHUSUS 1. Menentukan panjang focus lensa positif dan lensa negatif. 2. Menentukan perbesaran total dari gabungan lensa.
IV. TEORI Lensa adalah suatu komponen optik yang banyak di gunakan untuk membantu manusia dalam melakukan aktivitasnya seperti kacamata, mikroskop, teropong, lup dan sebagainya. Permukaan pembias dari lensa berbentuk cekung atau disebut sebagai lensa negatif (divergen ) dan dapat pula berbentuk cembung atau sering disebut sebagai lensa positip ( convergen ) . Lensa adalah suatu benda optik yang dibatasi oleh bidang lengkung atau satu bidang dan satu bidang datar. Bila suatu berkas cahaya jatuh pada salah satu permukaannya, maka cahaya cahaya teresbut akan terbias keluar dari permukaan lainnya. Dengan sendirinya lensa akan membentuk bayangan dari berkas tersebut. Pada umumnya lensa digolongkan atas dua jenis, yakni :
A. Lensa Cembung (lensa positif) Lensa cembung atau lensa konveks atau lensa konvergen terdiri dari 3 macam bentuk, yakni : lensa bikonveks, lensa plan konveks, dan lensa konveks-konkav. Bentuk penampang lensa positif dan lensa negatif dapat dilihat pada gambar berikut,
Bikonveks
Plan konveks
Konveks-konkaf 17
Sinar istimewa utama lensa cembung untuk menentukan letak bayangan sebagai berikut : 1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus. 2. Sinar datang melalui fokus dibiaskan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang melaui pusat lensa diteruskan dengan arah tetap (tidak dibiaskan)
P1
n0
n0
B s R1
s’ s’
B’
P2
R2
Panjang fokus lensa dalam medium dapat ditulis ebagai berikut :
1 1 1 ………………………………………. (1) n01 1 f R R 2 1 sehingga secara umum fokus lensa dapat ditulis sebagai : 1 1 1 ……… S S' f
…
(2)
dimana : S = jarak benda S’= Jarak bayangan n01 = indeks bias relatif lensa terhadap sekelilingnya
R1 dan R2 = jari-jari kelengkungan 1 dan 2 dari lensa
B. Lensa cekung (-) Lensa cekung atau lensa konkaf atau lensa divergen dapt dilihat seperti Gambar di bawah ini :
Bikonkaf
Plan konkaf
konkaf-konveks
Gambar 8.3 Jenis Lensa Cekung 18
Rumus yang berlaku pada lensa cembung berlaku pula untuk lensa cekung, yang membedakan adalah bahwa titik api lensa cekung adalah fokusnya negatif (-f) Siar istimewa pada lensa cekung adalah : 1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan berasal dari fokus F1 2. Sinar yang datang melalui F2 dibiaskan sejajar sumbu utama 3. Sinar yang lewat titik optik tidak dibiaskan
Perbesaran bayangan pada lensa adalah: . M
S ' h' ………………………… (3) S h
Untuk menentukan sifat bayangan dari pembiasan oleh lensa dipergunakan juga rumusan yang digunakan pada cermin yakni : (No) ruang benda + (No) ruang bayangan = 5
[II]
[III} P1
[IV]
[1] F1
{4}
P2
F2 {1}
{2}
{3}
Gambar 8.15 Posisi ruang benda dan ruang bayangan
[ ] = Posisi ruang benda { } = Posisi ruang bayangan Pada alat-alat optik banyak digunakan lensa bersusun dengan tujuan untuk meminimumkan cacat bayangan. Untuk lensa susunan yang terjadi dari dua lensa tipis dengan fokus masing-masing f1 dan f2 dan dipisahkan dengan jarak x, maka fokus lensa susunan adalah: 1 1 1 x f f1 f 2 f1 f 2
(4)
19
Jika dua lensa diimpitkan (x=0), maka: 1 1 1 f f1 f 2
(5)
C. Menentukan jarak fokus f lensa positif dengan cara Bessel. Menentukan fokus untuk lensa positif dapat juga dibentuk dengan mencari dua posisi yang menghasilkan bayangan yang jelas. L adalah jarak benda terhadap layar, pada posisi (1) diperoleh bayangan yang jelas pada layar dan dengan menggeser-geser lensa, pada posisi (2) diperoleh lagi bayangan yang jelas pada layar. Jika jarak (1) dan (2) adalah x, maka menurut Bessel titik fokus, yakni: f
L2 x 2 4L
(6)
IV. TUGAS PENDAHULUAN 1. Gambarkan jalannya berkas cahaya dari sebuah benda didepan fokus dari lensa negatif dan positif 2. Gambarkan posisi bayangan pada sebuah lensa positif dan negatif apabila
sebuah
benda berada pada jarak lebih kecil daripada panjang focusnya. 3. Buktikan persamaan (1) 4. Sebutkan macam-macam aberasi pada lensa dan jelaskan adalah pengaruhnya dalam penentuan fokus lensa.
V. ALAT DAN BAHAN 1. Lensa positif 2. Lensa negatif 3. Bangku optik 4. Sumber cahaya 5. Layar 6. Alat ukur jarak
20
VI. PROSEDUR PERCOBAAN A. Menentukan fokus lensa positif 1. Ukurlah tinggi anak panah yang akan dijadikan sebagai objek ( benda ) 2. Susunlah system optik secara berurutan sebagai berikut : a. Benda dengan lampu di belakangnya b. Lensa ( + ) c. Layar 3. Ambillah jarak ke layar lebih besar dari 1 meter 4. Ukur dan catatlah jarak benda ke layar 5.Gerakkan lensa (ke depan dan kebelakang) sepanjang sumbu utama antara obyek dan bayangan sehingga diperoleh bayangan yang diperbesar. 6. Catat kedudukan lensa dan ukurlah tinggi bayangan pada layar 7. Ulangi 4-6 untuk jarak benda yang berbeda (minimal tiga kali)
B. Ulangi point A untuk lensa yang berbeda C. Menentukan fokus lensa negatif 1. Untuk menentukan jarak lensa negatif, Buatlah bayangan yang jelas dari benda pada layar dengan pertolongan lensa positif 2. Letakkan lensa negatif antara lensa positif dengan layar , ukurlah jarak lensa negatif ke layar 3. Geserlah layar sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar , ukurlah jarak lensa negatif ke layar 4. Ulangi point 1s/d3 beberapa kali ( tanyakan pada asisten ) D. Menentukan fokus lensa gabungan 1. Gabungkan/rapatkan lensa positif dan negatif. 2. Atur posisi benda, lensa gabungan dan layar sehingga diperoleh posisi bayangan yang terjadi pada layar 3. Ukur jarak dari lensa ke layar dan lensa ke benda (pergunakan tanda untuk pososi benda dan bayangan) E. Menentukan Indeks Bias Bahan Lensa 1. Ukur jari-jari kelengkungan setiap permukaan lensa positif dan negatif 2. Cari indeks bias dengan menggunakan persamaan (1)
21
VII. ANALISIS 1. Buatlah grafik antara (s.s’) terhadap (s+s’) dan hitung jarak fokus 2. Hitung jarak fokus lensa dengan metode Bessel 3. Cari fokus lensa gabungan dengan persamaan (2), pers.(6), dengan menggunakan fokus lensa yang diperoleh dari metode Bessel point (2) 4. Buat analisis dan beri kesimpulan dari percobaan ini
DAFTAR PUSTAKA 1. Renreng, A, 1984 ; Asas-asas Ilmu Alam Universitas, Lephas-Unhas, Ujung Pandang. 2. Halliday,D. and Resnick,R.,1992 ; Fisika (terjemahan oleh Pantur Silaban dan Erwin Sucipto), Jilid I, Edisi ke 3, Erlangga, Jakarta 3. Diktat Fisika Dasar, Koordinator bidang Fisika UPT MKU, Unhas
22
LAPORAN
TUJUAN:
A. Tabel Pengamatan :
B.Pengolahan Data :
23
24
C. Kesimpulan :
25
26
27
