Download - PEMBIASAN CAHAYA
PEMBIASAN CAHAYA
LAPORAN PRAKTIKUM OPTIK
Disusun oleh:
Nita Nurtafita107016300115
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUANUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA1431 H/2010 M
PERCOBAAN 3
PEMBIASAN CAHAYA
A. Judul Percobaan
Pembiasan cahaya
B. Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini yaitu untuk menyelidiki dan menentukan nilai indeks
bias berbagai medium dengan menggunakan prinsip pembiasan cahaya.
C. Teori Dasar
Perbedaan cepat rambat cahaya antar satu medium dengan medium lain
menyebabkan peristiwa perubahan arah rambat (pembelokan) cahaya pada
batas dua medium tersebut. Jika seberkas cahaya melalui bidang batas antara
dua buah medium yang berbeda tingkat kerapatannya, cahaya akan
mengalami perubahan arah rambat atau dibelokkan. Peristiwa pembelokkan
cahaya pada batas dua medium disebut pembiasan. Jadi, pembiasan cahaya
adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya setelah mengalami
perubahan medium.
Indeks bias atau kerapatan optik (optical density) adalah perbandingan
kecepatan cahaya di ruang hampa c, terhadap kecepatan cahaya dalam suatu
bahan atau medium, v. Kecepatan cahaya di medium tidak pernah melebihi
kecepatan cahaya di ruang vakum, besarnya kecepatan di medium selalu lebih
kecil dibanding di vakum.
Setiap medium memiliki indeks bias yang berbeda-beda, karena
perbedaan indeks bias inilah maka jika ada seberkas sinar yang melalui dua
medium yang berbeda kerapatannya maka berkas sinar tersebut akan
dibiaskan. Pada tahun 1621 Snellius, seorang fisikawan berkebangsaan
Belanda melakukan serangkaian percobaan untuk menyelidiki hubungan
antara sudut datang (i) dan sudut bias (r). Hukum pembiasan Snellius
berbunyi:
1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
2. Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias dari suatu cahaya
yang melewati dua medium yang berbeda merupakan suatu konstanta.
Di samping menunjukkan perbandingan cepat rambat cahaya di dalam
suatu medium, indeks bias juga menunjukkan kerapatan optik suatu medium.
Semakin besar indeks bias suatu medium berarti semakin besar kerapatan
optik medium tersebut. Bila cahaya merambat dari medium kurang rapat ke
medium yang lebih rapat, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal,
sebaliknya bila cahaya merambat dari medium lebih rapat ke medium kurang
rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal.
n1 sin θ2=n2sin θ2
sin θ1
sin θ2
=n2
n1
n= cv
Keterangan : n1= indeks bias medium 1
n2= indeks bias medium 2
θ1= sudut datang sinar
θ2= sudut bias sinar
D. Rangkaian Percobaan
E. Alat dan Bahan
1. Kotak sinar laser
2. Kotak kaca pembiasaan
3. Medium Pendispersi: Minyak kelapa, larutan garam, larutan gula, dan Oli.
4. Kertas A4
5. Busur derajat
6. Catu daya
7. Kabel penghubung
F. Prosedur Percobaan
1. Siapkan peralatan seperti telihat pada gambar rangkaian percobaan.
2. Buatlah garis-garis yang membagi kertas A4 menjadi empat bagian yang
sama dengan menggunakan pena.
3. Letakkan kaca yang berisikan medium pendispersi tepat di tengah-tengah
kertas.
4. Letakkan kotak laser tepat tegak lurus/berimpit dengan garis 0⁰. Setelah
instalasi telah terangkai dengan baik, hubungkan kotak laser dengan catu
daya dan nyalakan. Amati gejala yang terjadi!
5. Amati berkas sinar yang dibiaskan medium pendispersi dan catat hasil
pengamatan mu ditabel pengamat.
6. Rekamlah gejala yang terjadi dengan menggunakan kamera yang kamu
miliki.
7. Ulangi langkah percobaan 4 untuk sudut yang berbeda-beda (0⁰ - 90⁰).
8. Ulangi langkah percobaan 7 untuk bahan pembias yang bebeda.
G. Data Hasil Percobaan
Jenis bahan pembiasan 1: Oli
No. ∠i ∠ r Sin i Sin r n (sin i/sin r)
1 20° 15° 0,342 0,258 1,325
2 30° 23° 0,5 0,391 1,278
3 45° 27° 0,707 0,453 1,560
4 60° 37° 0,866 0,602 1,438
5 70° 41° 0,939 0,656 1,431
Jenis bahan pembiasan 2: Minyak Goreng
No. ∠i ∠ r Sin i Sin r n (sin i/sin r)
1 20° 18° 0,342 0,309 1,106
2 30° 27° 0,5 0,453 1,103
3 45° 42° 0,707 0,669 1,056
4 60° 58° 0,866 0,848 1,021
5 70° 68° 0,939 0,927 1,013
Jenis bahan pembiasan 3: Larutan Gula (C6 H12 O6)
No. ∠i ∠ r Sin i Sin r n (sin i/sin r)
1 20° 17° 0,342 0,292 1,171
2 30° 23° 0,5 0,390 1,282
3 45° 32° 0,707 0,529 1,336
4 60° 56° 0,866 0,829 1,044
5 70° 68° 0,939 0,927 1,013
Jenis bahan pembiasan 4: Larutan Garam (NaCl)
No. ∠i ∠ r Sin i Sin r n (sin i/sin r)
1 20° 16° 0,342 0,275 1,243
2 30° 23° 0,5 0,390 1,282
3 45° 34° 0,707 0,559 1,264
4 60° 45° 0,866 0,707 1,224
5 70° 65° 0,939 0,906 1,036
H. Pengolahan dan Analisis Data
Jenis bahan pembiasan 1: Oli
Ket:
X = indeks bias oli hasil percobaan
Kami tidak menemukan indeks bias oli yang sebenarnya.
Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1,406
Penyimpangan standar : SD=√∑i=1
n |X 1−x|2n
=±
Pengukuran terbaik : pt=x± SD
= 1,406 ±
Jenis bahan pembiasan 2: Minyak Goreng
Ket:
X = indeks bias minyak goreng hasil percobaan
Nilai sebenarnya indeks minyak goreng = 1, 470
No. X
1 1,325
2 1,278
3 1,560
4 1,438
5 1,431
No. X
1 1,106
2 1,103
3 1,056
4 1,021
5 1,013
Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1,059
Penyimpangan standar : SD=√∑i=1
n |X 1−x|2n
=±
Pengukuran terbaik : pt=x± SD
= 1,059 ±
Kesalahan relatif tiap percobaan:
|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ][ nilai sebenarnya ] |x100 %
Kr1=|1,106−1,4701,470
×100%| = 24,76%
Kr1=|1,103−1,4701,470
×100%| = 24,96%
Kr1=|1,056−1,4701,470
×100%| = 28,16%
Kr1=|1,021−1,4701,470
× 100%| = 30,54%
Kr1=|1,013−1,4701,470
×100%| = 31,08%
Kesalahan relatif rata-rata :
Kr = ∑i=1
nKrn
= 24,76+24,96+28,16+30,54+31,08
5 = 27,9%
Jenis bahan pembiasan 3: Larutan Gula (C6 H12 O6)
No. X
1 1,171
2 1,282
3 1,336
4 1,044
5 1,013
Ket:
X = indeks bias larutan gula hasil percobaan
Nilai sebenarnya indeks larutan gula = 1, 490
Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1,169
Penyimpangan standar : SD=√∑i=1
n |X 1−x|2n
=±
Pengukuran terbaik : pt=x± SD
= 1,169 ±
Kesalahan relatif tiap percobaan:
|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ][ nilai sebenarnya ] |x100 %
Kr1=|1,171−1,4901,490
× 100%| = 21,40%
Kr1=|1,282−1,4901,490
× 100%| = 24,96%
Kr1=|1,336−1,4901,490
×100%| = 13,95%
Kr1=|1,044−1,4901,490
×100%| = 29,93%
Kr1=|1,013−1,4901,490
×100%| = 32,01%
Kesalahan relatif rata-rata :
Kr = ∑i=1
nKrn
= 21,40+24,96+13,95+29,93+32,01
5 = 24,45%
Jenis bahan pembiasan 4: Larutan Garam (NaCl)
No. X
1 1,243
2 1,282
3 1,264
4 1,224
5 1,036
Ket:
X = indeks bias larutan garam hasil percobaan
Nilai sebenarnya indeks larutan garam = 1, 516
Harga rata-rata : X̄ ¿∑i=1
nXn
=1,209
Penyimpangan standar : SD=√∑i=1
n |X 1−x|2n
=±
Pengukuran terbaik : pt=x± SD
= 1,209 ±
Kesalahan relatif tiap percobaan:
|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ][ nilai sebenarnya ] |x100 %
Kr1=|1,243−1,5161,516
×100%| = 18,00%
Kr1=|1,282−1,5161,516
×100%| = 15,43%
Kr1=|1,264−1,5161,516
× 100 %| = 16,62%
Kr1=|1,224−1,5161,516
× 100 %| = 19,26%
Kr1=|1,036−1,5161,516
×100%| = 31,66%
Kesalahan relatif rata-rata :
Kr = ∑i=1
nKrn
= 18,00+15,43+16,62+19,26+31,66
5 = 20,19%
I. Hasil Percobaan
Dari hasil percobaan diperoleh data indeks bias rata-rata untuk oli yaitu
1,406 (indeks bias oli yang sebenarnya tidak dapat kami temukan di buku
referensi atau internet) sehingga kami tidak dapat menentukan kesalahan
relatifnya. Indeks bias rata-rata minyak goreng yaitu 1,059 (indeks bias
minyak sebenarnya=1,470) dengan presentasi kesalahan relatif rata-rata yaitu
27,9%. Dan indeks bias rata-rata larutan gula yaitu 1,169 (indeks bias larutan
gula sebenarnya=1,490) dengan presentasi kesalahan relatif rata-rata yaitu
24,45%. Sedangkan indeks bias rata-rata larutan garam yaitu 1,209 (indeks
bias larutan garam sebenarnya=1,516) dengan presentasi kesalahan relatif
rata-rata yaitu 20,19%.
Dari indeks bias hasil percobaan dan indeks bias bahan pendispersi (oli,
minyak, larutan gula dan larutan garam) pada buku referensi, terdapat
kesalahan relatif yang cukup besar, hal tersebut terjadi karena ada kesalahan
paralaks ketika menentukan sudut datang dan sudut bias. Dan kami juga
beranggapan bahwa kotak kaca pembiasan memberikan pengaruh juga,
karena cahaya laser tidak langsung menyentuh bahan pendispersi langsung.
Dari data tersebut diperoleh sudut bias mendekati garis normal (sesuai
dengan hukum II Snellius) nbahan > nudara.
J. Tugas Akhir
1. Tentukanlah indeks bias masing-masing bahan pembias!
Jawab:
Oli = 1,406
Minyak goreng = 1,059
Larutan Gula (C6 H12 O6) = 1,169
Larutan Garam (NaCl) = 1,209
2. Bandingkan nilai indeks bias yang kamu peroleh dengan indeks bias
bahan pembias pada buku-buku referensi. Tentukan nilai presentasi
kesalahan relatifnya!
No.Jenis
BahanIndeks Bias Bahan
Percobaan
Indeks Bias Sebenarnya pada Buku
Referensi
1 Oli 1,406 -
2Minyak Goreng
1,059 1,470
3Larutan
Gula1,169 1,490
4Larutan Garam
1,209 1,516
Jenis bahan pembiasan 2: Minyak Goreng
Kesalahan relatif tiap percobaan:
|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ][ nilai sebenarnya ] |x100%
Kr1=|1,106−1,4701,470
×100%| = 24,76%
Kr1=|1,103−1,4701,470
×100%| = 24,96%
Kr1=|1,056−1,4701,470
×100%| = 28,16%
Kr1=|1,021−1,4701,470
× 100%| = 30,54%
Kr1=|1,013−1,4701,470
×100%| = 31,08%
Kesalahan relatif rata-rata :
Kr = ∑i=1
nKrn
= 24,76+24,96+28,16+30,54+31,08
5 = 27,9%
Jenis bahan pembiasan 3: Larutan Gula (C6 H12 O6)
Kesalahan relatif tiap percobaan:
|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ][ nilai sebenarnya ] |x100 %
Kr1=|1,171−1,4901,490
× 100%| = 21,40%
Kr1=|1,282−1,4901,490
× 100%| = 24,96%
Kr1=|1,336−1,4901,490
×100%| = 13,95%
Kr1=|1,044−1,4901,490
×100%| = 29,93%
Kr1=|1,013−1,4901,490
×100%| = 32,01%
Kesalahan relatif rata-rata :
Kr = ∑i=1
nKrn
= 21,40+24,96+13,95+29,93+32,01
5 = 24,45%
Jenis bahan pembiasan 4: Larutan Garam (NaCl)
Kesalahan relatif tiap percobaan:
|[ hasil percobaan ]−[ nilai sebenarnya ][ nilai sebenarnya ] |x100%
Kr1=|1,243−1,5161,516
×100%| = 18,00%
Kr1=|1,282−1,5161,516
×100%| = 15,43%
Kr1=|1,264−1,5161,516
× 100 %| = 16,62%
Kr1=|1,224−1,5161,516
× 100 %| = 19,26%
Kr1=|1,036−1,5161,516
×100%| = 31,66%
Kesalahan relatif rata-rata :
Kr = ∑i=1
nKrn
= 18,00+15,43+16,62+19,26+31,66
5 = 20,19%
LAMPIRAN
Dari gambar di atas menunjukkan bahwa cahaya merambat dari medium kurang
rapat ke medium yang lebih rapat, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal
(sesuai dengan hukum II Snellius) nbahan > nudara.