LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG DAN OPTIK (GO-7) PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL

LAPORAN PRAKTIKUM

GELOMBANG DAN OPTIK (GO-7)

PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL

 

Disusun oleh :

KELOMPOK I

1.      Indrawati                                        (13030654041)

2.      Asti Muninggar                               (13030654046)

3.      Mayang Indrawati                          (13030654051)

4.      Mochamad Riduwan                      (13030654055)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN IPA

PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL

ABSTRAK

Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium. Jika cahaya menembus suatu medium yang memiliki kerapatan yang berbeda, maka kecepatan cahaya dalam medium dan diudara bebas berbeda, dan akan terjadi pembiasan yang ditandai dengan adanya pergeseran sinar. Percobaan GO-7 yang telah dilaksanakan pada hari Kamis, 12 November 2015 di Laboratorium IPA UNESA ini bertujuan untuk menentukan besarnya indeks bias kaca plan parallel, dan menentukan besarnya pergeseran sinar cahaya pada kaca plan parallel. Metode yang  digunakan  adalah  dengan  meletakkan balok  kaca  (kaca  plan  paralel)  di atas kertas putih polos. Kemudian mengukur sudut datang (i) pada sudut 10º, 20º, 30º, 40º, 50º, 60º, 70º, 80º, 90º, 100º. Kemudian menandainya dengan jarum pentul,  sehingga bayangan dapat dilihat dari sisi kaca plan parallel yang lain. Bayangan yang terbentuk juga ditandai dengan jarum pentul sehingga bila kaca dan jarum dilepas,  jarak antara perpanjangan sinar datang dan sinar bias (t) dapat dilihat dan diukur. Adapun hasil perhitungan dari 10 kali manipulasi sinar datang (i) didapat hasil rata-rata indeks bias kaca plan parallel senilai 1,48 dengan  ketelitian  87% dan  taraf  ketidakpastian sebesar 13% dari indeks bias kaca plan parallel secara teori yaitu 1,50.

Kata kunci : sudut datang, sudut bias, pergeseran, indeks bias

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Banyak kegiatan sehari-hari yang dapat menjelaskan peristiwa pembiasan tersebut. Contoh pembiasan di lingkungan sekitar kita yaitu pensil yang dicelupkan kedalam gelas kemudian pensil tersebut terlihat bengkok, sebenarnya pensil tersebut tidak bengkok. Hal inilah yang disebut pembiasan. Pada contoh tersebut belum kita ketahui bagaimana pembiasan itu terjadi dan apa yang menyebabkannya. Untuk mengetahui pembiasan yang terjadi pada kaca plan paralel dan juga pergeseran sinar pada kaca plan paralel maka kami akan melakukan percobaan pembiasan pada kaca plan paralel.  Kaca plan parallel itu sendiri merupakan medium masuknya cahaya. Prinsip kerjanya sama seperti pensil yang dicelupkan didalam air, namun mediumnya saja yang berbeda.

B.     Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, didapatkan rumusan masalah sebagai berikut :

1.      Bagaimana besarnya indeks bias kaca plan parallel?

2.      Bagaimana besarnya pergeseran sinar cahaya pada kaca plan parallel?

C.    Hipotesis

Perbandingan dari sudut datang dengan sinus sudut bias adalah konstan.

D.    Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah :

1.      Menentukan besarnya indeks bias kaca plan parallel.

2.      Menentukan besarnya indeks bias kaca plan parallel.

BAB II

KAJIAN TEORI

A.      Pembiasan oleh permukaan datar sejajar (plan pararel)

Kaca plan pararel adalah benda yang terbuat dari kaca berbentuk kubus dengan 6 sisi yang rata dengan sisi yang berhadapan sejajar. Bentuknya lempeng tipis mirip batu-bata atau korek api. Ia memiliki ketebalan tertentu yang sering dilambangkan dengan d. Peristiwa yang terjadi ketika seberkas sinar melewati sebuah kaca plan pararel adalah sinar tersebut akan megalami pergeseran. Cahaya atau berkas sinar akan mengalmi 2 kali pembiasan oleh dua medium yang berbedakerapatannya. Pembiasan pertama terjadi ketika berkas cahaya dari udara menuju kaca dan pembiasan kedua terjadi saat berkas cahaya meninggalkan kaca menuju udara.

B.     Arah Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan/ pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatannya.  Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

1.    Mendekati garis normal

Jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik yang lebih rapat.

2.    Menjauhi garis normal

Jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik yang kurang rapat.

C.    Hukum Snellius

Menurut Hukum Snellius, yang berbunyi :

1.      Pada Hukum I Snellius berbunyi, “sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

2.      Sedangkan Hukum II Snellius berbunyi, “jika sinar datang dari medium renggang ke medium rapat (misalnya dari udara ke air atau dari udara ke kaca), maka sinar dibelokkan mendekati garis normal. Jika sebaliknya, sinar datang dari medium rapat ke medium renggang (misalnya dari air ke udara) maka sinar dibelokkan menjauhi garis normal”.

Sehingga didapatkan rumus :

Keterangan :

n = indeks bias

i = sudut datang

r = sudut pantul

Sinar yang keluar pada keping kaca plan paralel dari sisi yang lain tetap berarah sejajar tetapi bergeser dari arah semula. Besarnya pergeseran dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Keterangan :

t = pegeseran sinar

d = tebal kaca

                                                      Gambar 1. Rancangan Percobaan

  

BAB III

METODE PERCOBAAN

A.    Jenis Praktikum

Jenis praktikum yang kami lakukan berupa eksperimen. Hal ini dikarenakan pada kegiatan praktikum melakukan proses eksperimen terhadap pembiasan pada kaca plan paralel.

B.     Waktu dan Tempat

1.       Waktu

Praktikum dilaksanakan pada hari kamis, 12 November 2015 pukul 09.40 WIB – selesai.

2.      Tempat

Praktikum ini dilaksanakan di laboratorium Prodi Pendidikan IPA Universitas Negeri Surabaya.

C.    Variabel Percobaan

1.         Variabel Manipulasi : Sudut Datang (i)

  Definisi Operasional :

Sudut datang adalah sudut yang dibentuk antara sinar datang yang menyentuh sisi kaca plan paralel dengan garis normal. Sudut datang dimanipulasi sebesar 10°,15°,20°,25°,30°,35°,40°,45°,50°,dan 55° .

2.      Variabel Kontrol : Jenis Kaca

  Definisi Operasional :

Jenis kaca yang digunakan dalam percobaan adalah sama yaitu kaca plan paralel.

3.         Variabel Respon : Sudut Bias (r) dan Pergeseran (t)

  Definisi Operasional :

a.         Sudut Bias ( r) adalah sudut yang dibentuk antara sinar yang keluar (garis pada kaca) dengan garis normal, dimana nanti akan diukur dengan menggunakan busur derajat.

b.        Pergeseran (t) adalah jarak antara sinar datang dengan sinar yang meninggalkan sisi kaca plan paralel.

D.    Alat dan Bahan

1.      Kaca Plan Paralel                    1 Buah

2.      Jarum Pentul                           secukupnya

3.      Penggaris                                 1 Buah

4.      Kertas A4                                10 Lembar

5.      Busur Derajat                          1 Buah

6.      Ball-Point                                2 Buah

7.      Sterofoam                               1 Buah

E.     Rancangan Percobaan

 

 Gambar 1. Rancangan Percobaan pembiasan pada kaca plan parallel

F.     Langkah Kerja

1.      Meletakkan kaca planparalel diatas kertas putih dan menggambarnya.

2.      Membuat garis vertikal yang tegak lurus dengan kaca plan paralel sebagai garis normal.

3.      Membuat sinar datang dan menentukan sudutnya yakni sebesar 20°.

4.      Menancapkan jarum pada garis sinar datang.

5.      Mengamati posisi jarum dari sisi lain kaca plan paralel.

6.      Menancapkan jarum pada titik tertentu sehingga kedudukan jarum berhimpit dengan jarum yang berbeda pada garis sudut datang.

7.      Membuat garis pada titik jarum yang berimpit , garis tersebut merupakan garis yang meninggalkan kaca plan paralel.

8.      Membuat garis dari titik sudut datang pada batas sisi kaca planparalel sampai titik sinar yang meninggalkan kaca plan paralel pada batas sisi kaca planparalel. Garis ini adalah garis sinar bias.

9.      Mengukur sudut bias dengan busur derajat.

10.  Mengukur besarnya pergeseran dengan penggaris.

11.  Mengulangi percobaan sebanyak 10 kali dengan sudut datang yang berbeda (10°, 15°,20°,25°,30°,35°,40°,45°,50°,dan 55°).

12.  Menghitung nilai indeks bias dan pergeseran secara teoritis. Membuat grafik hubungan sinus i dengan r.

G.    Alur Percobaan 

 

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

A.      Data

Berdasarkan praktikum “Pembiasan pada Kaca Plan Paralel” yang telah dilakukan, diperoleh data sebagai berikut :

Tabel 4.1 Hasil Percobaan Pembiasan pada Kaca Plan Paralel

Percobaan ke-	i (i ± 1)°	r (r ± 1) °	t (perhitungan) (t ± 0,1) cm	N (perhitungan)
1	10	0,3	7,40	1,3
2	15	0,4	11,30	1,3
3	20	0,8	12,40	1,6
4	25	1,0	16,17	1,5
5	30	1,3	17,74	1,7
6	35	1,4	22,29	1,5
7	40	1,7	25,17	1,5
8	45	2,0	28,37	1,5
9	50	2,3	31,38	1,5
10	55	2,5	34,99	1,4
Rata-rata				1,48

Keterangan: d=6 cm

B. Analisis

            Dari tabel data hasil percobaan terkait nilai indeks bias kaca plan parallel dengan ketebalan kaca yang dilewati sinar setebal 6 cm dan manipulasi sudut sinar datangi sebesar10⁰, 15⁰, 20⁰, 25⁰, 30⁰, 35⁰, 40⁰, 45⁰, 50⁰, 55⁰didapatkan pergeseran pembiasan  t  melalui pengukuran secara berturut-turut senilai 0,3; 0,4; 0,8; 1,0; 1,3; 1,4; 1,7; 2,0; 2,3; dan2,5. Selanjutnya, melalui persamaan tan r = = didapat data sudut bias r berturut-turut yaitu 7,40; 11,30; 12,40; 16,17; 7,40; 17,74; 22,29; 25,17; 28,37; 31,38; 34,99. Nilai sudut bias r yang telah didapat kemudian digunakan untuk menghitung nilai indeks  bias  n  pada kaca plan parallel melalui persamaan n = . Dari hasil perhitungan sepuluh data nilai indeks bias n tersebut, diperoleh rata-rata nilai n sebesar 1,48. Atau melalui aturan pembulatan, hasil tersebut dapat dituliskan sebesar 1,5.

B. Pembahasan

     Berdasarkan data yang telah diperoleh dari percobaan indeks bias kaca plan parallel, didapat bahwa nilai rata-rata indeks bias n pada kaca plan parallel sebesar 1,48 dengan ketelitian 87% dan taraf ketidakpastian sebesar 13%.  Atau melalui aturan pembulatan, nilai tersebut dapat dituliskan sebesar 1,5, sesuaidenganteoriyaitu. Akan tetapi, nilai n untuk setiap percobaan tidak selalu menunjukkan angka 1,5.

    Pada percobaan 1 dan 2, nilai n yang diperoleh lebih kecil dari teori, sebab nilai pengukuran pergeseran t yang didapat sangat kecil (kurang dari 1 cm). Pengukuran pergeseran t tersebut dipengaruhi oleh kecilnya sudut datang yang dibentuk. Padahal, semakin kecil sudut, biasanya semakin besar kemungkinan terjadi kesalahan paralaks maupun kesalahan dalam menggaris.

    Sedangkan pada percobaan 3 dan 5, nilai n yang diperoleh lebih besar dari teori,Hal ini terjadi karena adanya kesalahan pada saat melakukan percobaan. Pertama, dalam hal membuat garis normal. Kemungkinan garis normal yang dibuat tidak tepat tegak lurus dengan permukaan kaca. Apabila sudut  normal yang digambar tidak tepat, maka akan sudut sinar datang yang dimanipulasi. Sehingga perhitungan yang dilakukan menjadi tidak tepat. Kemungkinan terjadinya kesalahan yang kedua dapat ialah pada saat menggunakan busur derajat, Kesalahan ada ketika melihat angka yang ada pada busur derajat pada saat mengukur sudut sinar datang. Kemudian kesalahan pengamatan juga dapat terjadi pada saat memasang jarum pentul yang tidak tepat dengan pembiasan. Sehingga perpanjangan antara sinar datang dan sinar bias tidak sejajar. Hal ini juga akan mempengaruhi pengukuran nilai pergeseran (t).    

BAB V

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Berdasarkan  hasil percobaan menentukan indeks bias pada kaca plan paralel, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1.      Sinar yang melalui dua medium berbeda yaitu kaca dan udara akan mengalami perubahan kecepatan dengan indikasi pembelokan sinar. Hal ini disebut pembiasan cahaya

2.      Nilai rata-rata indeks bias n pada kaca plan parallel yang didapat dari percobaan sebesar 1,48 dengan ketelitian 87% dan taraf ketidakpastian sebesar 13%. Atau melalui aturan pembulata, nilai tersebut dapat dituliskan sebesar 1,5, sesuai dengan teori

B.     Saran

Ketika melakukan percobaan, sebaiknya praktikan lebih fokus dan teliti terutama saat menggunakan alat ukur, dalam hal ini mistar dan busur derajat, sehingga pengukuran tepat. Selain itu, dalam menentukan sudut datang, sebaiknya menggunakan sudut datang yang tidak terlalu kecil dan tidak terlalu besar. Sudut sinar datang yang efektif digunakan untuk praktikum menentukan indeks bias kaca plan parallel yaitu antara 15^o sampai dengan 55^o.

DAFTAR PUSTAKA

Ramadhan, Wisnu. 2014. Laporan Praktikum Ujian Praktik Fisika. (online), (wisnurama7.blogspot.co.id/2014/08/Laporan-Praktikum-Ujian-Prakti-Fisika.html, diakses 13 November 2015).

Mubarok, Muhammad. 2014. Laporan Praktikum Fisika Pembiasan Pada Kaca Prisma Dan Pembiasan Pada Kaca Plan Paralel. (online), (https;//www.academia.edu/10009381/Laporan-Praktikum-Fisika-Pembiasan-Pada-Kaca-Prisma-Dan-Pembiasan-Pada-Kaca-Plan-Paralel, diakses 13 November 2015).

Tim. 2015. Modul Praktikum Gelombang dan Optik. Surabaya : Unipress