MAKALAH ILMU PENGETAHUAN

"PEMBIASAN CAHAYA"

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Lensa merupakan benda tembus cahaya (bening) dengan dua bidang permukaan, salah satu atau keduanya merupakan bidang lengkung. Dari bentuk kelengkungannya, lensa dibedakan menjadi dua macam yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Sesuai dengan sifat cahaya yang mengenai benda tembus cahaya, maka cahaya akan diteruskanbukan dipantulkan.lensa tidaak harus terbuat dari kaca yang penting ia merupakan benda bening tembus cahaya sehingga memungkinkan terjadinya pembiasan cahaya.

Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengah lebih tebal dibandingkan sisi tepinya. Prinsip lensa tidak berbeda dengan cermin. Lensa juga membentuk bayangan seperti cermin. Bayangan itu tampak sebagai pembiasan bukan pemantulan. Keberadaan lensa cembung hampir sama dengan cermin cekung. Sedangkan lensa cekung hampir sama dengan cermin cembung. Lensa cekung berbentuk tipis di bagian tengah dan tebal di bagian tepi. Lensa cekung ataukonkaf disebut juga lensa divergen karena sinar-sinar yang melaluinya akan dibiaskan menyebar. Hal-hal tersebut dapat diketahui dengan melakukan percobaan mengenai pembiasan cahaya pada lensa, lensa yang digunakan ialah lensa cembung.

B. RUMUSAN MASALAH

a) Apa yang dimaksud dengan pembiasan cahaya

b) Apa yang dimaksud dengan indeks bias cahaya

c) Bagaimana hukum pembiasan cahaya

d) Bagaimana pembiasan cahaya pada lensa cembung dan lensa cekung

e) apa saja kegunaan lensa cembung dan lensa cekung dalam kehidupan sehari-hari

C. TUJUAN PENULISAN

a) Untuk mengetahui apa yg dimaksud dengan pembiasan cahaya

b) Untuk mengetahui Apa yang dimaksud dengan indeks bias cahaya

c) Untuk mengetahui Bagaimana hukum pembiasan cahaya

d) Untuk mengetahui Bagaimana pembiasan cahaya pada lensa cembung dan lensa cekung

e) Untuk mengetahui apa saja kegunaan lensa cembung dan lensa cekung dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

ISI

A. Pengertian Pembiasan Cahaya

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang merambat lurus ke segala arah dengan kecepatan 3 x 10⁸ m/s dan mempunyai panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :

a. Mendekati garis normal

Cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.

b. Menjauhi garis normal

Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara atau dari kaca ke udara. Pembiasan cahayanya tampak seperti gambar di bawah ini

B. Indeks Bias Cahaya

Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) : “Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias.”

Secara matematis dapat dirumuskan :

dimana :

· n = indeks bias

· c = laju cahaya dalam ruang hampa

( 3 x 10⁸ m/s)

· v = laju cahaya dalam zat

· Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n ³1), dan nilainya untuk beberapa zat ditampilkan pada tabel dibawah.

C. Hukum Pembiasan Cahaya

Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :

· Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

· Hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap (disebut indeks bias).

Secara matematis, hasil bagi sudut datang dan sudut bias dinyatakan sebagai :

Keterangan;

i = sudut datang ; r = sudut bias

D. Pembiasan Cahaya Pada Lensa

Lensa adalah benda bening yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat membiaskan atau meneruskan hampir semua cahaya yang melaluinya. Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembung atau lensa positif dan lensa cekung atau lensa negatif.

1. Lensa Cembung

Lensa cembung disebut juga lensa konvergen atau lensa positif merupakan lensa yang memiliki bagian tengah lebih tebal daripada bagian ujungnya. Agar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang terjadi, maka perhatikan bagian-bagian lensa cembung di bawah ini:

Keterangan;

SU : Sumbu Utama

O                            : Titik Pusat Optik Lensa
f₁ dan f₂                  : Titik Api (Fokus) Lensa.
O – f₁ dan O – f₂     : f = Jarak Titik Api Lensa.
R₁ dan R₂               : Jari-Jari Kelengkungan Lensa.
I, II, III                    : Nomor Ruang Untuk Meletakkan Benda
(I), (II), (III), (IV)   : Nomor Ruang Untuk Bayangan Benda

Ada 3 buah sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu :

a. Sinar datang sejajar sumbu utama (SU) akan dibiaskan melalui titi api (fokus/f);

b. Sinar datang melalui titik api (f) akan dibiaskan sejajar sumbu utama (SU)

c. Sinar datang melalui titik pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Lensa cembung mempunyai sifat seperti cermin cekung. Oleh karena itu bayangan yang dibentukpun hampir sama, yaitu :

· Bayangan nyata, terjadi dari perpotongan sinar-sinar bias yang mengumpul. Bayangan nyata pada lensa cembung terjadi jika benda terletak di ruang II dan III.

· Bayangan maya, terjadi dari perpotongan perpanjangan sinar-sinar bias yang divergen (menyebar). Bayangan maya pada lensa cembung terjadi jika benda terletak di ruang I.

2. Lensa Cekung

Lensa cekung (disebut juga lensa divergen atau lensa negatif) adalah lensa yang memiliki bagian tengan lebih tipis daripada bagian ujungnya. Agar lebih memahami pembentukan bayangan perhatikan gambar berikut:

Lensa cekung bersifat divergen atau menyebarkan cahaya. Pembentukan bayangan pada Lensa cekung mempunyai titik api (fokus) yang dinyatakan dengan negatif. Agar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang terjadi, maka perhatikan bagian-bagian lensa cekung di bawah ini:

KETERANGAN;

SU                       : Sumbu Utama
O                          : Titik Pusat Optik Lensa
f₁ dan f₂               : Titik Api (Fokus) Lensa.
O – f₁ dan O – f₂ : f = Jarak Titik Api Lensa.
R₁ dan R₂            : Jari-Jari Kelengkungan Lensa.

Tiga berkas cahaya/sinar istimewa pada lensa cembung

a. Sinar datang sejajar sumbu utama (SU) akan dibiaskan seolah-olah dari titik api (f₁);

b. Sinar datang seolah-olah menuju titik api (f₂) akan dibiaskan sejajar sumbu utama (SU)

c. Sinar datang melalui titik pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Lensa cekung hanya dapat membentuk satu macam bayangan, yaitu bayangan maya dari benda yang terletak di depan lensa dengan sembarang penempatan.

Sifat bayangan yang terjadi :

· Maya (di depan lensa)

· Tegak

· Diperkecil

3. Hubungan antara Jarak Benda, Jarak Bayangan, dan Jarak Titik Fokus

Keterangan :

S_O = jarak benda ke lensa

S_i = jarak bayangan ke lensa (bernilai negatif bila bayangan yang dihasilkan bersifat maya)

f = jarak titik api lensa (berharga positif)

M = perbesaran bayangan

h_o= tinggi benda

h_i = tinggi bayangan

Hubungan antara jarak benda (So), jarak bayangan (Si), dan jarak fokus (f) Sama halnya pada cermin lengkung, pada lensa juga berlaku persamaan

Keterangan :

· So = Jarak benda

· Si = Jarak bayangan

· f = Jarak focus

· R = Jari-jari kelengkungan lensa

· M = Perbesaran bayangan

· ho = Tinggi benda

· hi = Tinggi bayangan

Untuk lensa cembung, penggunaan persamaan tersebut dengan memperhatikan tanda sebagai berikut :

· f ➯ bernilai positif (+) menunjukkan jarak fokus lensa cembung.

· So ➯bernilai positif (+) menunjukkan bendanya nyata.

· Si ➯bernilai positif (+) menunjukkan bayangannya nyata (berada dibelakang lensa)

· Si ➯ bernilai negatif (-) menunjukkan bayangannya maya (berada di depan lensa)

Sedangkan untuk lensa cekung :

· f ➯bernilai negatif (-) menunjukkan jarak fokus lensa cekung.

· So ➯bernilai positif (+) menunjukkan bendanya nyata.

· Si ➯bernilai negatif (-) menunjukkan bayangannya maya (berada di depan lensa).

4. Kekuatan (Daya) Lensa

Kekuatan lensa atau daya lensa adalah kemampuan suatu lensa untuk memusatkan/mengumpulkan atau menyebarkan berkas sinar yang diterimanya. Besarnya daya (P) lensa berkebalikan dengan jarak titik apinya (fokus). Semakin kecil fokus semakin besar daya lensanya.

Keterangan :
P = daya lensa, satuannya dioptri
f = jarak titik api, satuannya meter (m)

Perhatikan ketentuan berikut:

E. Penerapan Pembiasan Dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam hal ini peristiwa pembiasan cahaya terjadi dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

1. Sedotan Yang Tercelup Air Sebagian Tampak Membengkok

Sedotan yang sebagian batangnya tercelup di dalam air akan tampak bengkok jika dilihat dari luar. Hal ini disebabkan cahaya datang dari udara “kurang rapat” menuju air “lebih rapat” akan dibiaskan menjauhi garis normal. Proses pembiasan cahaya berlangsung di dalam gelas, yang sehingga jika dilihat dari luar gelas batang sedotan tampak bengkok karena tidak berada di titik sebenarnya “garis normal”, selain sedotan batang pensil, pulpen, spidol yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air juga kan terlihat bengkok jika dilihat dari luar gelas.

2. Dasar Kolam Tampak Dangkal

Dasar kolam akan terlihat dangkal bila dilihat dari darat, hal ini disebabkan cahaya datang dari udara “kurang rapat” menuju air “lebih rapat” akan dibiaskan menjauhi garis normal. Proses pembiasan cahaya berlangsung di dalam kolam. Sehingga yang terlihat sebagai dasar kolam merupakan bayangan dasar kolam bukan dasar kolam yang sesungguhnya.

3. Berlian Dan Intan Tampak Berkilauan

Cahaya yang masuk ke dalam intan maupun berlian mengalami beberapa kali pembiasan oleh permukaan intan maupun permukaan berlian tersebut. Hal ini disebabkan indeks bias intan yang besar yakni 2.417 dan sudut kritis intan kecil hanya 24 derajat.

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Pembiasan adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya yang terjadi ketika cahaya melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda. Pembiasan terjadi apabila sinar datang membentuk sudut tertentu cahaya datang tidak tegaklurus terhadap bidang batas (sudut datang lebih kecil dari 90^O) terhadap bidang batas. Jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat (misalnya: dari udara ke air atau ke kaca), maka sinar dibelokkan mendekati garis normal. Jika sebaliknya sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat maka sinar dibelokkan menjauhi garis normal.

B. SARAN

Demikianlah makalah yang dapat kami paparkan mengenai materi ‘’pembiasan pada lensa’’ kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan Kesalahan dalam pembuatan makalah ini. Karena terbatasnya pengetahuan dan kekurangan dalam sumber pembuatan Makalah. Untuk itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca guna membangun pembuatan makalah yang lebih baik lagi dimasa yang akan datang.

DAFTAR PUSTAkA

Foster, Bob M.M, Dr.,Ir. 2013. Akselerasi fisika. Jakarta: Duta.

Kamajaya, K., M.Sc.,Drs. 2013. fisika. Bandung: Grafindo Media Pratama

http://fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/8-pembiasan-cahaya

PERPUSTAKAAN MAKALAH ONLINE

1

Wednesday, July 3, 2019