PEMBELAJARAN INDEKS BIAS MELALUI PRAKTIKUM OPTIK (PADA ZAT CAIR) Oleh. Dadan Muslih, Wandy Praginda, Email.
[email protected] Siswa belajar IPA pada umumnya berorientasi pada pembuktian-pembuktian teori semata yang dilakukan di laboratorium. Akibatnya kinerja kemampuan siswa dalam memecahkan masalah dalam keseharian sangat lemah. Agar siswa cerdas, cakap dan pandai memecahkan masalah, tentunya siswa harus dibekali dan dilatih tentang bagaimana memecahkan masalah-masalah IPA tersebut dalam kontek pembelajaran IPA di sekolah. Melalui Kompetensi Inti Guru: "menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu", diharapkan terbagun kompetensi guru fisika dalam "merancang eksperimen fisika untuk keperluan pembelajaran atau penelitian". Sehingga berdampak positif terhadap pembelajaran siswa di kelas. A. Pendahuluan Peralatan dalam konten ini telah disesuaikan dengan kebutuhan peralatan fisika yang standar dan merupakan salah satu kelengkapan yang sangat penting dalam pelaksanaan kegiatan pembelajaran dengan menggunakan peralatan laboratorium, khususnya peralatan fisika optik. Isinya berupa panduan kegiatan pembelajaran optik yang memuat bagaimana perolehan konsep-konsep optik (rekonstruksi perolehan konsep pembiasan), pembuktian, penerapan konsep-konsep, dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari. Pada kejadian pembiasan, gelombang cahaya dibelokkan saat melewati batas dua medium yang berbeda kerapatannya, jika sampainya pada medium tidak tegak lurus. Hal itu terjadi karena adanya perubahan kecepatan dari cahaya pada kedua medium tersebut. Gejala
tersebut
dipergunakan
untuk
memberikan sebuah nilai tertentu pada suatu
Cahaya masuk kedalam balok kaca Sumber : http://fisika79.wordpress.com/tag/pem biasan/. Diakses tanggal 15/6/2012
medium yang menunjukkan nilai kerapatan medium tersebut. Nilai tersebut disebut indeks bias. Indeks bias suatu medium disebut indeks bias mutlak jika kerapatan medium dibandingkan dengan kekosongan diruang hampa, serta indeks bias relatif medium adalah perbandingan kerapatan medium satu dengan medium lainnya. B. Merancang Percobaan Gejala Pembiasan
INDEKS BIAS ZAT CAIR a. Tujuan Kegiatan : Menyelidiki indek bias zat cair b. Alat dan Bahan Statif lengkap dari kit mekanika Lensa cembung Cermin datar Rumah lampu Catu daya Kabel penghubung Pemegang diafragma Diafragma celah panah Boshed, dua buah Air mineral c. Metode Percobaan
Pada gambar 1 terdapat susunan kedudukan cermin datar, lensa positif, dan cairan yang ditempatkan di antara lensa cembung dan cermin sebagai cairan yang akan diuji indek biasnya. Di atas landasan statif diletakkan diafragma celah panah sebagai objek yang dijepit boshed pada batang statif.
rumah lampu
Diafragma penyangga celah
Lensa + cermin
Cairan uji
catu daya
Fokus lensa positif dapat kita cari dengan mengatur jarak kedudukan celah panah dimana bayangannya berimpit dengan celah panahnya itu sendiri. Dengan mengukur jarak celah panah saat bayangan berimpit tersebut terhadap lensa, kita peroleh fokus lensa
Gambar 1. penempatan cairan uji di antara lensa dan cermin datar (sumber : PPPPTK IPA, Diunduh dan diedit tgl 13/6/2012)
Sekarang kita lepas dulu lensa, dan beri tetes cairan di atas cermin datar kemudian tempatkan lensa di atas tetes cairan. Susunan ini membentuk susunan dua buah lensa, yaitu lensa cembung (convex) dan lensa cembung-datar (plane-convex). Jarak fokus lensa gabungan F, yaitu yang merupakan kombinasi kedua lensa, dapat ditentukan dengan cara mengatur kembali posisi celah panah hingga berimpit dengan bayangannya. Dengan menggunakan persamaan lensa gabungan, kita dapatkan fokus lensa cairan. Dari jarak fokus lensa cairan yang diperoleh, kita tentukan indeks bias n cairan. Misalkan panjang fokus lensa cembung adalah f1 , panjang fokus lensa cairan adalah f2 dan panjang fokus lensa gabungan adalah F. Berdasarkan persamaan lensa gabungan, ……….(1)
F dan f1 diketahui dari percobaan, maka f2 dapat kita cari dengan menggunakan persamaan (1). Persamaan indeks bias lensa, dalam hal ini lensa cembung-datar, plane –convex, adalah :
1 1 1 n 1 (n1 1)( ) 1 f2 r r ………(2)
dengan demikian :
d. Pengamatan dan Data Percobaan
Susun semua peralatan seperti pada gambar 1. Nyalakan lampu dengan menghidupkan catu daya. Atur cahaya dari rumah lampu hingga semua arah sinar menuju celah panah. Arahkan sinar yang keluar dari celah panah menuju lensa cembung, kemudian atur kedudukan vertikal celah panah sehingga diperoleh bayangan celah panah tampak kelihatan jelas (sesuai celah panah awal). Catat jarak kedudukan ini, sebagai jarak fokus lensa cembung f1. Selanjutnya, beri tetesan air di antara lensa dan cermin datar. Kemudian atur kembali sehingga diperoleh bayangan celah panah samapai terlihat jelas kembali. Catat jarak kedudukan ini, yaitu sebagai jarak fokus lensa gabungan F . Ulangi percobaan ini untuk berbagai macam air dari sumber yang berbeda seperti yang ditunjukkan dalam Tabel-1. Hitung pula fokus f2
dan indek bias n dengan menggunakan persamaan (2) dari masing-masing data percobaan yang anda dapatkan untuk setiap macam air. Tabel-1. Data hasil pengamatan f1, F, dan data perhitungan f2 dan indeks bias n
No 1.
Sumber air Aqua merk A
f1 …
F …
f2 …
n …
2.
Aqua merk B
…
…
…
…
3.
Air garam
…
…
…
…
4.
Air gula
…
…
…
…
5.
Aquades
e. Hasil Percobaan dan Kesimpulan
1) Dengan melihat hasil yang diperoleh dalam Tabel-1. Adakah perbedaan indek bias dari masing-masing air? Jika ada, manakah indeks bias air yang paling besar dan yang paling kecil. …………………………………………………………………………………...................……… …………………………………………………………………………………...................………
2) Adakah hubungan antara indek bias dan kwalitas air? …………………………………………………………………………………...................……… …………………………………………………………………………………...................………
3) Apakah kesimpulan anda dari percobaan ini? …………………………………………………………………………………...................……… …………………………………………………………………………………...................……… f. Bahan Diskusi
1) Diskusikan manfaat dari percobaan di atas ! 2) Apakah percobaan di atas dapat digunakanan untuk menguji air tertentu dari merk tertentu pula? 3) Besaran fisika apa lagi yang anda perlukan untuk memperkuat perbedaan dari setiap macam air tersebut?
DAFTAR PUSTAKA 1) F. Tyler, “Physics Laboratory Manual”, Blackbarrs, 1970 2) www.flinders.edu.au/teach/tutor/demo.pdf 3) J. Ebet, “Physics for Technology”, 1981 4) Akira Hirose, “Introduction to wave phenomena”, 1984 5) Depdiknas, “Kurikulum berbasis kompetensi”, 2004. 6) Depdiknas, “Standar Isi Kurikulum 2006, KTSP”, 2006
