LAPORAN PRAKTIKUM
GELOMBANG DAN OPTIK
(GO-8)
DEVIASI MINIMUM PRISMA
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
2015
DEVIASI MINIMUM PRISMA
ABSTRAK
Telah kami lakukan percobaan dengan
judul Deviasi Minimum Prisma pada hari Kamis, 5 November 2015 di Laboratorium
Prodi Pendidikan IPA FMIPA. Praktikum ini bertujuan untuk menentukan sudut
deviasi minimum prisma. Metode yang kami lakukan adalah dengan cara menggambar
prisma pada kertas, membuat garis normal yang tegak lurus terhadap sisi prisma,
menentukan sudut datang (i), menggambar garis sudut datang, menandai dengan
menggunakan jarum pentul, melihat garis bias yang terbentuk, menandai dengan
jarum pentul, menggambar garis normal yang tegak lurus terhadap sisi prisma
yang lain, mengukur sudut bias yang terbentuk, menentukan sudut deviasi dari
gambar dengan menarik garis sudut datang dan sudut bias dan menentukan sudut
deviasi minimum melalui rumus yang ada. Berdasarkan hasil percobaan yang kami
lakukan dengan lima nilai sudut datang (i) diperoleh nilai sudut deviasi
dari prisma β 45º dan prisma β 60º berturut-turut yaitu 23,12; 17,66; 25,90; 20,36; 27,32
dan 13,03; 9,50; 19,58; 28,86; 40,70. Dengan taraf ketelitian dari prisma β
45º yakni 29% serta taraf ketidakpastiannya 71%, dan taraf ketelitian pada prisma β 60º yakni 73 % serta taraf ketidakpastiannya 27%. Secara teoritis dikatakan
bahwa besarnya
sudut datang akan mempengaruhi besarnya sudut bias yang dihasilkan, artinya
semakin besar nilai sudut datang maka semakin besar pula nilai sudut bias yang
dihasilkan. Sedangkan, sudut deviasi minimum akan dicapai (diperoleh) ketika
nilai sudut datang (i2) dan sudut bias (r1) besarnya sama. Namun
pada percobaan kami, sudut datang dan sudut bias yang dihasilkan tidak sama.
Hal ini dikarenakan beberapa faktor, salah satunya adalah kesalahan pengamat
yang tidak seksama
dan tidak terampil dalam menggunakan dua
mata terbuka ketika melihat sudut bias yang terbentuk.
Kata kunci :
Prisma, Sudut Datang, Sudut Bias, Sudut Deviasi, Indeks Medium,
Sudut Deviasi Minimum.
BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Di dalam kehidupan sehari-hari, apa yang kita lihat dan kita alami tidak lepas dari
fenomena IPA. Bahkan seringkali fenomena tersebut menimbulkan suatu
keingintahuan dari dalam diri. Salah satu fenomena IPA yang sering kita jumpai adalah
fenomena
sendok yang dicelupkan ke dalam gelas yang
berisi
air. Sendok tersebut seolah-olah patah jika kita lihat dari samping gelas.
Dalam ilmu IPA, peristiwa tersebut dinamakan sebagai pembiasan atau pembelokan.
Pembiasan atau pembelokan terjadi ketika suatu benda terdapat pada medium
dengan kerapatan yang berbeda, misalnya medium udara dan air. Istilah pembiasan
tentu tidak lepas dengan sudut datang, sudut bias, dan garis normal. Sudut
datang adalah sudut yang dibentuk suatu cahaya yang datang terhadap garis
normal suatu medium. Sedangkan sudut bias adalah sudut yang dibentuk dari
pembiasan cahaya datang (cahaya pantul) terhadap garis normal. Dari sudut
datang dan sudut bias akan diperoleh sudut deviasi dan sudut deviasi minimum,
untuk mengetahui lebih jelas cara menentukan sudut deviasi minimum tersebut
kita melakukan percobaan tentang sudut deviasi minimum pada prisma.
B.
Rumusan
Masalah
Berdasarkan latar
belakang tersebut, rumusan masalah
yang peroleh adalah “Bagaimana cara untuk menentukan
sudut deviasi minimum prisma?”
C.
Hipotesis
1.
Besarnya sudut deviasi sinar bergantung pada sudut
datangnya cahaya ke prisma. Apabila sudut datangnya sinar diperkecil, maka
sudut deviasinya pun akan semakin kecil.
2. Deviasi minimum pada
prisma terbentuk jika sudut sinar datang sama dengan sudut sinar bias (i1 = r2)
D.
Tujuan
Berdasarkan rumusan
masalah tersebut, maka tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk menentukan sudut
deviasi minimum prisma.
BAB
II
KAJIAN
PUSTAKA
Prisma adalah
zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar datang
pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias I,
akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang pembias II, berkas
sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal. Pada bidang pembias I,
sinar dibiaskan mendekati garis normal, sebab sinar datang dari zat optik
kurang rapat ke zat optik lebih rapat yaitu dari udara ke kaca. Sebaliknya pada
bidang pembias II, sinar dibiaskan menjauhi garis normal, sebab sinar datang
dari zat optik rapat ke zat optik kurang rapat yaitu dari kaca keudara.
Sehingga seberkas sinar yang melewati sebuah prisma akan mengalami pembelokan
arah dari arah semula.
Apabila seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang
kemudian disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang
pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal. Pada
bidang pembias I, sinar dibiaskan mendekati garis normal, sebab sinar datang
dari zat optik kurang rapat ke zat optik lebih rapat yaitu dari udara ke kaca.
Sebaliknya pada bidang pembias II, sinar dibiaskan menjahui garis normal, sebab
sinar datang dari zat optik rapat ke zat optik kurang rapat yaitu dari kaca ke
udara. Sehingga seberkas sinar yang melewati sebuah prisma akan mengalami pembelokan arah dari arah semu
Sudut Deviasi Pembiasan Cahaya Pada Prisma
Gambar 1.
Sudut-sudut deviasi prisma
Gambar diatas menggambarkan
seberkas cahaya yang melewati sebuah prisma. Gambar tersebut
memperlihatkan bahwa berkas sinar tersebut dalam prisma mengalami dua kali
pembiasan sehingga antara berkas sinar masuk ke prisma dan berkas sinar keluar
dari prisma tidak lagi sejajar.
Yang dimaksud dengan sudut deviasi
adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjangan cahaya yang masuk pada prisma dengan
cahaya yang meninggalkan prisma. Besarnya sudut deviasi tergantung
pada sudut datangnya sinar. Pada setiap deviasi
berlaku rumus:
δ = i1+r2 – β
dimana
δ : Sudut deviasi
i1 : sudut datang
r2 : sudut bias
β
: sudut prisma
Sudut deviasi akan mencapai
minimum jika i1 = r2, Sehingga
berlaku rumus:
sin ½
(β+ δm) = (np/nm) sin ½ β
Jika β ≤ 10o, maka
berlaku : ᵟm
= (np/nm – 1) β
Dengan np : indeks
bias prima
nm : indeks bias
medium (udara)
Besarnya np dan nm
dapat diketahui menggunakan persamaan pada hukum snellius sebagai berikut :
BAB III
METODE PENELITIAN
A.
Jenis
Praktikum
Jenis praktikum yang
kami lakukan berupa eksperimen. Hal ini dikarenakan pada kegiatan praktikum
melakukan proses eksperimen terhadap prisma.
B.
Waktu
dan Tempat
1.
Waktu
Praktikum
dilaksanakan pada hari Kamis, 5
November 2015 pukul 09.40 WIB – selesai.
2.
Tempat
Praktikum ini
dilaksanakan di laboratorium Prodi Pendidikan IPA Universitas Negeri Surabaya.
C.
Variabel
1.
Variabel
manipulasi : Sudut datang dan Sudut Prisma
Definisi
operasional :
Sudut Prisma yang kami
gunakan adalah 45° dan 60°.
Sudut datang yang kami digunakan
pada masing-masing percobaan (sudut prisma yang berbeda) adalah 30°, 35°, 40°,
45°, dan 50°.
2.
Variabel
kontrol : Sudut
Prisma dan n prisma
Definisi
operasional :
Sudut prisma yang kami gunakan pada
percobaan pertama adalah 60° dan pada percobaan kedua adalah 45°. Sedangkan n prisma yang
digunakan adalah sebesar 1,5
3.
Variabel
respon : Sudut
deviasi dan Sudut deviasi minimum
prisma
Definisi
operasional :
Sudut yang dibentuk antara sinar datang
dengan arah sinar yang meninggalkan prisma disebut sudut deviasi (
).
Sudut yang paling kecil yang dibentuk
antara sinar datang dengan arah sinar yang meninggalkan prisma disebut sudut
deviasi minimum (
min).
D.
Alat
dan Bahan
No.
|
Nama
|
Spesifikasi
|
Jumlah
|
1.
|
Prisma
|
Kaca,
n diketahui
|
1
buah
|
2.
|
Jarum
Pentul
|
-
|
10
buah
|
3.
|
Penggaris
|
30
cm, mika
|
1
buah
|
4.
|
Kertas
Putih
|
HVS
A4
|
10
lbr
|
5.
|
Busur
Derajat
|
180°
|
1
buah
|
7.
|
Ball
point
|
Warna
|
2
buah
|
E.
Rancangan
Percobaan
F.
Prosedur
Percobaan
1. Menyiapkan semua alat dan bahan yang
diperlukan
2. Menggambar prisma pada kertas HVS
3. Menggambar
garis normal pada prisma yang tegak lurus dengan prisma
4. Menggambar sinar datang pada prisma
sesuai dengan manipulasi
5. Meletakkan kembali prisma kedalam
bidang gambar
6. Menancapkan
jarumpentul pada sinar datang dan titik pusat sudut datang
7. Melihat dari
salah satu ujung prisma yang lain dan meletakkan 2 buah jarum pentul tepat pada
batas prisma dan diluar prisma yang diletakkan secara sejajar dengan bentukan
bayangan pada pembiasan prisma
8. Melepaskan
prisma pada bidang gambar
9. Menggambar
garis perpanjangan garis sinar datang dan garis sinar bias sehingga diperoleh
sudut deviasi prisma
G.
Alur
BAB IV
DATA, ANALISIS DAN PEMBAHASAN
A.
DATA
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan diperoleh
data sebagai berikut:
Tabel 4.1 :
Hasil Pengamatan Sudut Deviasi Minimum Prisma dengan
Sudut Prisma 45°
No
|
Β
|
Sudut Datang (i1 ±
1)
|
Sudut Bias (r2 ±
1)
|
ᵟPengamatan
|
ᵟPerhitungan
(i1+ r2-
β)
|
ᵟmPerhitungan
|
1.
|
45°
|
30°
|
40°
|
25°
|
25°
|
23,12°
|
2.
|
35°
|
35°
|
25°
|
25°
|
17,66°
|
|
3.
|
40°
|
30°
|
25°
|
25°
|
25,90°
|
|
4.
|
45°
|
25°
|
25°
|
25°
|
20,36°
|
|
5.
|
50°
|
25°
|
30°
|
30°
|
27,32°
|
Keterangan :
ᵟm Pengamatan: 25° dan
ᵟm Perhitungan:
17,66°
Tabel 4.2 :
Hasil Pengamatan Sudut Deviasi Minimum Prisma dengan Sudut Prisma β = 60°
No
|
Β
|
Sudut Datang (i1 ±
1)
|
Sudut Bias
(r2 ± 1)
|
ᵟPengamatan
|
ᵟPerhitungan
(i1+ r2-
β)
|
ᵟmPerhitungan
|
1.
|
60°
|
30°
|
65°
|
35°
|
35°
|
13,03°
|
2.
|
35°
|
65°
|
40°
|
40°
|
9,50°
|
|
3.
|
40°
|
60°
|
40°
|
40°
|
19,58°
|
|
4.
|
45°
|
50°
|
35°
|
35°
|
28,86°
|
|
5.
|
50°
|
50°
|
40°
|
40°
|
40,70°
|
Keterangan :
ᵟm Pengamatan: 35°
dan ᵟm Perhitungan: 9,50°
B.
ANALISIS
Dari data
hasil percobaan “Deviasi Minimum Prisma”, melalui dua percobaan dengan menggunakan
sudut prisma (β) 45o pada sudut datang sebesar 30°, 35°, 40°, 45°
dan 50° menghasilkan sudut deviasi pengamatan secara berturut-turut sebesar
25°, 25°, 25°, 25° dan 30°. Nilai-nilai sudut deviasi secara pengamatan/praktis
tersebut memiliki besar yang sama dengan sudut deviasi perhitungan/teoritis
menggunakan persamaan δ = i1+r2 – β.
Sementara
itu, sudut deviasi minimum dalam percobaan ini merupakan nilai terkecil dari
sudut deviasi yang telah didapat. Sehingga, sudut deviasi minimum secara praktis
pada percobaan pertama diperoleh nilai sebesar 25° pada beberapa ukuran sudut
datang dan sudut bias, diantaranya 30° dan 40°, 35° dan 35°, 40° dan 30°, 45°
dan 25°.
Dengan cara dan metode yang sama, percobaan kedua dengan
menggunakan sudut prisma (β) 60o memiliki nilai-nilai sudut deviasi
pengamatan/praktis tersebut memiliki besar yang sama dengan sudut deviasi
perhitungan/teoritis, yakni sebesar 35°, 40°, 40°, 35° dan 40°. Sehingga nilai
deviasi minimum secara praktis sebesar 35°. Sedangkan nilai deviasi minimum
secara teoritis sebesar 9,50o pada beberapa ukuran sudut datang dan
sudut bias, diantaranya 30°dan 65° serta 45° dan 50°
Adapun hubungan antara sudut
datang dengan sudut deviasi secara praktis maupun perhitungan dapat dilihat
melalui grafik dibawah ini.
|
Deviasi
minimum perhitungan
 |
C. PEMBAHASAN
Pada percobaan yang
telah kami
lakukan nilai sudut deviasi prisma yang kami peroleh terdapat perbedaan antara
hasil pengukuran dan perhitungan.
Sudut
deviasi diperoleh jika nilai sudut datang dan sudut bias diketahui,
perpanjangan dari sinar datang dan sinar bias akan membentuk sudut deviasi
prisma.. (β) 45o pada
sudut datang sebesar 30°, 35°, 40°, 45° dan 50° menghasilkan sudut deviasi
pengamatan secara berturut-turut sebesar 25°, 25°, 25°, 25° dan 30°.
Nilai-nilai sudut deviasi secara pengamatan/praktis tersebut memiliki besar
yang sama dengan sudut deviasi perhitungan/teoritis menggunakan persamaan δ = i1+r2 – β.
Sementara
itu, sudut deviasi minimum dalam percobaan ini merupakan nilai terkecil dari
sudut deviasi yang telah didapat. Sehingga, sudut deviasi minimum secara
praktis pada percobaan pertama diperoleh nilai sebesar 25° pada beberapa ukuran
sudut datang dan sudut bias, diantaranya 30° dan 40°, 35° dan 35°, 40° dan 30°,
45° dan 25°.
Dengan
cara dan metode yang sama, percobaan kedua dengan menggunakan sudut prisma (β)
60o memiliki nilai-nilai sudut deviasi pengamatan/praktis tersebut
memiliki besar yang sama dengan sudut deviasi perhitungan/teoritis, yakni
sebesar 35°, 40°, 40°, 35° dan 40°. Sehingga nilai deviasi minimum secara praktis
sebesar 35° . Sedangkan nilai deviasi minimum secara teoritis sebesar 9,50o
pada beberapa ukuran sudut datang dan sudut bias, diantaranya 30°dan 65° serta
45° dan 50°. Dalam percobaan ini perbedaan hasil sudut deviasi disebabkan oleh
kesalahan yang dilakukan oleh praktikan pada saat melakukan praktikum. Pertama
dalam hal membuat garis normal, kemungkinan garis normal yang dibuat tidak
lurus .Kesalahan kedua dilakukan pada saat menggunakan busur
derajat , ketika menggunakan busur derajat untuk mengukur sudut datang,
kesalahan ada ketika melihat angka yang ada pada busur derajat. Kemudian
kesalahan yang ketiga dilakukan pada saat memasang jarum pentul tidak sesuai
hal itu dapat mempengaruhi sudut deviasi yang terbentuk.
Dari
data hasil percobaan dan
perhitungan ada beberapa perbedaan hasil yang kami peroleh dengan teori yang
ada, hal tersebut dikarenakan pada saat
praktikum kali ini nilai antara sudut datang dengan sudut bias prisma (baik
pada prisma 45° ataupun 60°) yang kami peroleh
besarnya tidak sama. Sehingga tidak didapatkan nilai indeks bias minimum
prisma, yang menurut teoritis menyatakan bahwa indeks bias minimum pada prisma
akan didapatkan jika nilai sudut datang sama besarnya dengan nilai sudut bias
prisma. Namun diperoleh satu data yang nilai sudut datang dan sudut bias sama
yaitu, pada percobaan kelima (β) prisma 60°dengan
menggunakan sudut datang 50° diperoleh pula sudut biasnya sebesar 50°. Perolehan nilai sudut
bias yang tidak sama dengan sudut datang tersebut dikarenakan tidak telitinya
praktikan ketika melihat garis bias.
BAB V
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Berdasarkan data dan analisis yang kami peroleh, maka dapat disimpulkan bahwa :
Nilai
sudut deviasi minimum dapat diperoleh dengan mengetahui nilai sudut datang,
sudut bias, indeks medium, dan nilai β prisma terlebih dahulu. Kemudian dari
data tersebut digunakan rumus sin ½ (β+ δm) = (np/nm) sin ½ β dan rumus (n-1)β
untuk memperoleh nilai sudut deviasi minimumnya (δm). Secara teoritis dikatakan bahwa besarnya
sudut datang akan mempengaruhi besarnya sudut bias yang dihasilkan, artinya
semakin besar nilai sudut datang maka semakin besar pula nilai sudut bias yang
dihasilkan. Sedangkan, sudut deviasi minimum akan dicapai (diperoleh) ketika
nilai sudut datang (i2) dan sudut bias (r1) besarnya sama. Namun pada percobaan kami, sudut
datang dan sudut bias yang dihasilkan tidak sama. Hal ini dikarenakan beberapa
faktor, salah satunya adalah kesalahan pengamat yang tidak seksama
dan tidak terampil dalam menggunakan
dua mata terbuka ketika melihat sudut bias yang terbentuk
B. Saran
1.
Sebaiknya
pengamat/ praktikan lebih seksama dan menggunakan dua mata terbuka ketika
melihat sudut bias yang terbentuk, lebih tepat ketika menandai dengan
menggunakan jarum pentul serta lebih terampil dalam menggunakan busur atau
membaca skala busur. Karena untuk memperoleh
sudut deviasi minimum, seharusnya besar
sudut datang dan sudut bias adalah sama.
2.
Selain itu juga
pengamat/ praktikan sebaiknya menggunakan besar sudut datang yang tidak terpaut
banyak dengan besar β prisma.
DAFTAR PUSTAKA
Andrianto
Suroso, Yonathan. 2013. Laporan Fisika
Dasar II (online). Tersedia : https://www.scribd.com/doc/131604269/Laporan-Praktikum-Fisika-Dasar-II-DEVIASI-DAN-INDEKS-BIAS-PRISMA. Diakses tanggal 10 November 2015
Giancoli, D.C. 2004.Physics,
Princiles with Application. New Jersey:Prentice
Hall.
Eugenia, Maria. 2013. Laporan Praktikum Deviasi dan Indeks Bias Prisma (online). Tersedia : https:// www.academia.edu/10609077/ Laporan_Praktikum_Deviasi_and_Indeks_Bias_Prisma. Diakses tanggal 10 November 2015.
http://rumushitung.com/2013/08/25/pembiasan-cahaya-pada-prisma-soal/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar