Penuntun Praktikum

UNIVERSITAS JAMBI KAMPUS PINANG MASAK | JL. RAYA JAMBI-MA.BULIAN KM 15 MANDALO DARAT 36361

PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN

TEKNOLOGI

i

Laboratorium Dasar Fisika Universitas Jambi

Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2

Listrik, Panas & optiK

@Physics Department

Universitas Jambi

Editor:

Team Fisika

ii

DAFTAR ISI

Halaman

Modul L1. Hukum Ohm ............................................................................................ 1

Modul L2. Jembatan Wheatstone .............................................................................. 5

Modul L3. Rangkaian Seri RLC ................................................................................ 10

Modul P1. Kalorimeter .............................................................................................. 14

Modul P2. Koefisien Muai Linear ............................................................................. 17

Modul O1. Lensa ....................................................................................................... 20

Modul O2. Indeks Bias Prisma .................................................................................. 24

1

MODUL L1

HUKUM OHM

I. Tujuan

1. Mempelajari hukum ohm

2. Menentukan hambatan ekuivalen untuk rangkaian seri dan parallel

II. Alat dan Bahan

1. Voltmeter DC

2. Amperemeter DC

3. Power supply 0-12 Volt DC

4. Hambatan

5. Kabel penghubung

III. Teori

Jika suatu kawat diberi beda tegangan pada ujung-ujungnya dan diukur arus yang

melewati penghantar tersebut, maka menurut hukum Ohm akan dipenuhi :

= . (1)

dengan V merupakan beda tegangan, I adalah arus pada penghantar dan R hambatan

penghantar. Pers. (1) menunjukkan bahwa hukum ohm berlaku jika hubungan tegangan dan

arus adalah linier.

Dua alat ukur listrik yang cukup penting peranannya dibahas dalam modul ini. Kedua

alat ukur itu adalah alat ukur arus listrik dan alat ukur tegangan listrik. Alat ukur arus listrik

biasa disebut amperemeter dan alat ukur tegangan listrik disebut voltmeter.

Hambatan listrik suatu penghantar dapat disusun secara seri atau paralel atau gabungan

antara susunan seri dan paralel.

A. Susunan Seri

Hambatan pengganti dari n hambatan listrik yang disusun secara seri dapat dinyatakan

dalam persamaan berikut :

Rtot = R1 + R2 + R3 + .. Rn

Pada hambatan susunan seri berikut empat prinsip yaitu:

Susunan seri bertujuan untuk memperbesar hambatan suatu rangkaian

2

Kuat arus yang melalui tiap-tiap komponen sama yaitu sama dengan kuat arus

yang melalui hambatan pengganti serinya I1 = I2 = I3 =.. = Iseri.

Tegangan pada ujung-ujung hambatan pengganti seri sama dengan jumlah

tegangan pada ujung-ujung tiap komponen Vseri = V1 + V2 + V3 +.

Susunan seri berfungsi sebagi pembagi tegangan dimana tegangan pada ujung-

ujung tiap komponen sebanding dengan hambatannya. V1 : V2 : V3 := R1 : R2 : R3

B. Susunan Paralel

Secara umum untuk komponen-komponen yang disusun paralel, kebalikan atau

pengganti paralel sama dengan jumlah dari kebaikan tiap-tiap hambtan.

n

i RRRRp

I

R

I

1 321

......111

Pada hambatan susunan paralel berikut empat prinsip yaitu.

Susunan paralel bertujuan untuk memperkecil hambtansuatu rangkaian.

Tegangan pada ujung-ujung tiap komponen sama, yaitu sama dengan tegangan

pada ujung-ujung hambatan pengganti paralelnya.

V1 = V2 = V3 =. V= paralel.

Kuat arus yang melakui hambtan pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus

yang melalui tiap-tiap komponen.

Iparalel = I1 + I2 + I3 +

Susunan paralel berfungsi sebagai pengganti arus dimana kuat arus yang melalui

tiap-tiap komponen sebanding dengan kebalikan hambtannya.

321

321

111::

RRRIII

IV. Percobaan

A. Rangkaian Seri

1. Peralatan dirangkai seperti Gambar 1. Hambatan yang digunakan dicatat.

2. Rangkaian dihubungkan dengan sumber arus.

3. Alat pengukur arus diatur pada skala Current DC.

4. Alat pengukut tegangan diatur pada skala voltage DC.

5. Sumber arus dihidupkan, arus diatur sedemikian rupa agar arus = 0,25 A.

6. Tegangan yang dihasilkan dicatat.

7. Langkah 5 dan 6 dilakukan untuk arus I yang lain.

3

Gambar 1. Rangkaian seri

B. Rangkaian Paralel

1. Peralatan dirangkai seperti Gambar 2. Hambatan yang digunakan dicatat.

2. Rangkaian dihubungkan dengan sumber arus.

3. Alat pengukur arus diatur pada skala Current DC.

4. Alat pengukut tegangan diatur pada skala voltage DC.

5. Sumber arus dihidupkan, arus diatur sedemikian rupa agar arus = 0,25 A.

6. Tegangan yang dihasilkan dicatat.

7. Langkah 5 dan 6 dilakukan untuk arus I yang lain.

Gambar 2. Rangkaian Paralel

V. Pertanyaan

1. Jelaskan pengertian daerah Ohmik dan Non-Ohmik.

2. Jelaskan prinsip pengukuran hambatan dengan volmeter dan amperemeter!

3. Apakah pengaruh temperatur pada hambatan?

4

DATA PENGAMATAN

HUKUM OHM

Keadaan Laboratorium Sebelum Percobaan Sesudah Percobaan

Suhu oC oC

Kelembaban relatif % %

Kode Warna Resistor

No Warna

Besar Resistansi Cincin 1 Cincin 2 Cincin 3 Cincin 4

Rangkaian Seri

No Sumber Arus (A) Rtotal () VR1 (V) VR2 (V) VR3 (V) Vtot (V) I (mA)

1 0,25

Rangkaian Paralel

No Sumber Arus (A) Rtotal () IR1 (V) IR2 (V) IR3 (V) Itot (V) V (V)

1 0,25

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

5

MODUL L2

JEMBATAN WHEATSTONE

I. Tujuan

1. Mempelajari rangkaian jembatan wheatstone sebagai pengukur hambatan

2. Mengukur besar hambatan dan membuktikan hukum hubungan seri dan pararel

3. Menentukan hambatan jenis suatu kawat penghantar.

II. Alat dan Bahan

1. Kawat geser

2. Resistor

3. Kawat penghantar

4. Galvanometer

5. Power supply DC

6. Hambatan standar

7. Kabel penghubung

III. Teori

Untuk suatu rangkaian bercabang, pada setiap kondisi tak berubah, Hukum Kirchoff

pertama menyatakan, pada setiap titk percabangan

= 0 (1)

dimana In adalah arus yang menuju atau meninggalkan titik percabangan.

Gbr. 1. Skema Jembatan Wheatstone

Untuk setiap loop tertutup C dari jaringan penghantar linear, pada setiap kondisi tak

berubah, Hukum Kirchoff Kedua menyatakan

(. ) = 0 (2)

G

RX R3

R1 R2

Sumber arus DC

6

Dimana Rn adalah hambatan dari penghantar ke-n dan Vn besar tegangan. Untuk

rangkaian jembatan Wheatstone seperti pada Gbr. 1, diperoleh

= .1

2= .

1

2 (3)

Dari Pers. (1) dan (2) dapat dituliskan

= (4)

untuk hambatan terhubung seri dan untuk hambatan terhubung paralel adalah

1

=

1

(5)

untuk konduktor yang sama, dengan panjang dan luas penampang A, besar hambatan adalah

= .

(6)

IV. Percobaan

A. Mengukur Besar Hambatan Seri dan Paralel

1. Susun rangkaian seperti Gbr. 1!

2. Atur nilai Rs pada 100, kemudian atur kontak geser K sehingga galvanometer

menunjukkan angka nol!

3. Catat panjang L1 dan L2!

4. Ulangi percobaan dengan mengubah nilai Rs pada 150, 330, sampai 680!

5. Ulangi untuk RX yang dihubungan secara seri dan pararel!

B. Menentukan hambat jenis kawat penghantar

1. Dari Gbr 1, ganti RX dengan kawat penghantar!

2. Catat panjang dan diameter kawat penghantar

3. Lakukan cara kerja A.2 dan A.3 atur nilai Rs pada 10, kemudian ulangi untuk nilai

Rs lainnya.

4. Ulangi langkah diatas untuk panjang kawat yang berbeda-beda (sekurang-kurangnya

5 panjang kawat)!

V. Pertanyaan

1. Jelaskan cara lain untuk mengukur hambatan!

2. Buktikan Pers. (3) dan (6)!

3. Apa syarat agar R1 dan R2 sebanding dengan L1 dan L2 ?

4. Bagaimana pengaruh pengukuran jika kawat geser tidak homogen?

7

5. Mengapa pada pengukuran kapasitas, galvanometer diganti denganHeadphone?

6. Apakah satuan hambatan jenis (satuan SI)?

VI. Evaluasi Akhir

1. Hitung besar Rx dan hambatan pengganti Rx yang dihubungkan secara seri dan paralel!

2. Berdasarkan hasil percobaan tentukan hukum hubungan seri dan pararel pada

hambatan

3. Buat grafik hambatan terhadap panjang kawat penghantar (R vs ), cari gradiennya

dan hitung hambatan jenis dari kawat penghantar tersebut.

4. Dengan mellihat literatur, tentukan jenis bahan kawat penghantar tersebut!

5. Buat analisis dan kesimpulan hasil percobaan.

8

DATA PENGAMATAN

JEMBATAN WHEATSTONE


Suhu oC oC


Rx Tunggal

Kuat Arus l1 (cm) l2 (cm) l1/l2 Rs () Rx ()

Rx Seri

Kuat Arus l1 (cm) l2 (cm) l1/l2 Rs () Rx-seri ()

Rx Paralel

Kuat Arus l1 (cm) l2 (cm) l1/l2 Rs () Rx-paralel ()

9

Hambat Jenis Kawat Penghantar

No Jenis

Kawat

Panjang

kawat (m)

Diameter

kawat (m)

l1 (cm) l2 (cm) l1/l2 Rs () (.m)

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

10

MODUL L3

RANGKAIAN SERI RLC

I. Tujuan

1. Mempelajari pengaruh frekuensi terhadap resistor, induktor dan kapasitor

2. Menentukan pengaruh frekuensi terhadap beda fase anatara arus dan tegangan dalam

rangkaian seri RLC.

II. Peralatan

1. Osiloskop

2. Generator nada

3. Amperemeter AC

4. Papan rangkaian

5. Resistor, Kapasitor, Induktor

6. Set kabel penghubung

III. Teori

Jika sebuah lilitan dengan induktansi L, sebuah kapasitor dengan kapasitan C dan

sebuah hambatan ohmik

dihubungkan seri dengan

sumber tegangan AC

tVV cos0 seperti

terlihat pada Gbr. 1, maka

pada rangkaian akan

terbaca

= +

+

(1)

dengan I adalah arus dan

Q muatan pada kapasitor.

Jika Pers (1) diturunkan dengan =

diperoleh = cos( ) (2)

dimana

=

2+(1/)2

(3)

V = V0 cos t Gbr. 1, Rangkaian seri resistor, induktor dan kapasitor (RLC)

11

Pergeseran fasa adalah

tan = 1/

(4)

Berdasarkan Pers.(2), arus akan memiliki titik resonansi di

= = 1

.

dan akan menghasilkan Impendasi

= 2 + ( 1/)2

(5)

Reaktansi induktif merupakan impedansi dari induktor, mempunyai simbol XL dan

satuan Ohm, sedangkan reaktansi kapasitif merupakan impedansi dari kapasitor, mempunyai

simbol XC dan mempunyai satuan Ohm juga. Besar kedua reaktansi tersebut adalah :

XL = L atau XL =

dan

XC = 1

. atau XC =

(6)

dengan VLef adalah tegangan efektif antara kedua ujung induktor, VCef tegangan efektif antara

kedua ujung kapasitor Ief arus efektif yang melalui induktor atau kapasitor.

Dengan menggunakan Pers (4) dapat dibuktikan bahwa beda fase antara tegangan dan

arus dalam induktor, kapasitor dan tahanan, beturut-turut adalah -90, 90 dan 0o jadi fase

tegangan pada R sama dengan fase arus yang mengalir dalam rangkaian seri RLC. Sehingga

dengan membandingkan fase tegangan pada kedua ujung rangkaian, RLC dan fase tegangan

pada tahanan R, dapat diketahui beda fase

antara arus dan tegangan dalam rangkaian

seri RLC. Tegangan pada masing-masing

komponen serta beda fasenya terhadap arus

dapat di gambarkan dengan diagram fasor

sebagai berikut :

Pada Gbr. 2, terlihat bahwa di dalam induktor, fase tegangan mendahului fase arus sebesar

90o ; di dalam kapasitor fase tegangan ketinggalan dari fase arus sebesar 90o ; dan di dalam

tahanan, fase tegangan sama dengan fase arus. adalah beda fase antara tegangan dan arus

dalam rangkaian seri R, L dan C. Pada saat resonansi, dipenuhi syarat VL = VC atau = 0.

Gbr. 2. Diagram fasor dari rangkaian seri RLC

VC = i XC

VR = i R

VL = i XL

i (sudut fase = 0o)

V

12

IV. Percobaan

1. Atur amplitudo gelombang dari generator nada pada 5 volt (10 volt peak to peak)

2. Buatlah rangkaian percobaan seperti Gbr. 1!

3. Pasang kapasitor dengan harga 22F R = 10, dan L = 500 lilitan!

4. Atur frekuensi dari generator nada untuk mendapatkan frekuensi resonansi (terjadi saat

arus yang mengalir pada rangkaian maksimum).

5. Catat arus yang mengalir pada rangkaian dan ukur tegangan pada ujung-ujung R, L dan

C serta frekuensi gelombang pada osiloskop.

6. Atur frekuensi generator nada untuk beberapa nilai frekuensi di bawah dan di atas

frekuensi resonansi, kemudian ulangi langkah 5.

7. Ulangi langkah 4 sampai 6 untuk nilai R yang lebih besar!

V. Pertanyaan

1. Buktikan bahwa beda fase tegangan dan arus dalam induktor, kaspasitor dan tahanan

berturut-turut adalah 90o, -90o dan 0o!

2. Terangkan mengapa jika terjadi resonansi, V menjadi minimum dan arus pada rangkaian

mencapai harga maksimum!

3. Ceritakan tentang resonansi pada rangkaian paralel L dan C (tentang arus, syarat

resonansi dan frekuensi resonansi)!

VI. Evaluasi Akhir

1. Hitung nilai reaktansi induktif XL , reaktansi kapasitif XC, nilai hambatan R, dan nilai

impedansi Z untuk setiap perubahan frekuensi.

2. Buat grafik R, XL, XC dan Z terhadap frekuensi ()

3. Dari grafik XL terhadap frekuensi, hitung induktansi dari induktor. Buat grafik XC vs

menjadi linear dan hitung harga C. Bandingkan dengan harga C yang tercantum pada

kapasitor.

13

DATA PENGAMATAN

RANGKAIAN SERI RLC


Suhu oC oC


R=

L= lilitan

C= F

Frekuensi

Generator

IR IL IC V V (Vp-p) fosiloskop

fresonansi

< fresonansi

> fresonansi

R=

L= lilitan

C= F

Frekuensi

Generator

IR IL IC V V (Vp-p) fosiloskop

fresonansi

< fresonansi

> fresonansi

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

14

MODUL P1

KALORIMETER

I. Tujuan

1. Menentukan kalor lebur es

2. Menentukan panas jenis serta kapasitas panas berbagai logam

II. Alat dan Bahan

1. Kalorimeter

2. Termometer

3. Pemanas dan bejana didih

4. Keping-keping logam

5. Neraca

III. Teori

Percobaan ini didasarkan pada azas Black. Jika dua benda dengan temperatur berbeda

berada dalam satu sistem, maka terjadi perpindahan kalor

dari benda dengan temperatur lebih tinggi ke benda dengan

temperatur lebih rendah hingga mencapai keadaan

setimbang. Pada keadaan setimbang, kalor yang dilepas

sama dengan kalor yang diterima.

IV. Percobaan

A. Menentukan Nilai Air Kalorimeter

1. Didihkan air di bejana didih, catat temperatur saat air mendidih (Tp)

2. Timbang kalorimeter kosong dengan pengaduknya, catat massa kalorimeter (mk)

3. Isi kalorimeter dengan air ( bagian kalorimeter), catat massa air (ma)

4. Masukkan kalorimeter ke dalam selubung luarnya, catat temperatur kalorimeter (Ta)

5. Tambahkan air mendidih hingga bagian, catat temperatur kesetimbangan (Ts)

6. Timbang kembali kalorimeter tanpa selubung, catat massa air yang ditambahkan (mp)

15

B. Menentukan Kalor Lebur Es

1. Siapkan potongan es, catat temperatur es tersebut (Tes)

2. Timbang Kalorimeter kosong dengan pengaduknya, catat sebagai massa kalorimeter

(mk)



5. Masukkan potongan es ke dalam kalorimeter, tutup kemudian aduk, catat temperatur

kesetimbangan (Ts)

6. Timbang kembali kalorimeter tanpa selubung, catat massa es yang ditambahkan (mes)

C. Menentukan Kalor Jenis Logam

1. Timbang keeping-keping logam catat sebagai mlgm, dan panaskan, catat temperatur

logam tersebut (Tlgm)

2. Timbang kalorimeter kosong dengan pengaduknya, catat massa kalorimeter (mk)



5. Masukkan keeping-keping logam tadi ke dalam kalorimeter dan catat temperatur

kesetimbangan (Ts)

6. Ulangi untuk logam-logam lainnya!

V. Pertanyaan

1. Berikan pembahasan tentang azas Black sehingga mendapatkan persamaan yang akan

digunakan pada percobaan ini (A, B, C)

2. Tuliskan defenisi panas jenis, kalor lebur, kapasitas kalor! tulis dimensi dari masing-

masing besaran

3. Apakah yang dimaksud dengan nilai air kalorimeter?

4. Apa yang dimaksud dengan kesetimbangan?

VI. Evaluasi Akhir

1. Hitung nilai air kalorimeter

2. Hitung kalor lebur es, panas jenis logam dan kapasitas kalor dari logam yang

digunakan. Bandingkan dengan literatur!

3. Buat analisis dan berikan kesimpulan percobaan.

16

DATA PENGAMATAN

KALORIMETER


Suhu oC oC


A. Nilai air kalorimeter

Tp mk ma Ta Ts mp

B. Kalor lebur es

Tes mk ma Ta Ts mes

C. Kalor jenis logam

Jenis logam mlgm Tlgm mk ma Ta Ts

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

17

MODUL P2

KOEFISIEN MUAI LINIER

I. Tujuan

1. Mempelajari pemuaian berbagai logam

2. Menentukan koefisien muai linier logam besi, alumunium, dan tembaga

II. Alat dan Bahan

1. Peralatan muai panjang 1 set

2. Dial gauge 1 buah

3. Thermometer 1 buah

4. Batang logam besi 1 buah

5. Batang logam alumunium 1 buah

6. Batang logam tembaga 1 buah

7. Lampu spritus 1 buah

III. Teori

Sebagian besar zat memuai bila dipanaskan dan mengecil bila didinginkan. Banyaknya

pemuaian atau menjadi kecil bervariasi tergantung pada jenis material.

Gambar 1. Pemuaian batang logam

Berdasarkan eksperimen, diamati perubahan panjang (L) sebanding dengan

perubahan suhu untuk hampir semua benda padat. Perubahan panjang sebanding dengan

panjang mula - mula L0 seperti terlihat pada Gbr. 1. Kesetaraan ini dapat ditulis menjadi :

= 0 (1)

dengan adalah koefisien muai linier [/C]. Persamaan Ini juga dapat ditulis dalam bentuk :

18

= 0(1 + ) (2)

Dengan L0 adalah panjang mula -mula pada suhu T0 dan L adalah panjang setelah

dipanaskan atau didinginkan pada temperatur T [C]. Besar koefisien muai linier ditentukan

oleh bahan pembentuk logam. Dalam eksperimen untuk pengukuran koefisien ini dilakukan

dengan mencari perbedaan panjang (L) dari batang yang ditempatkan pada ruang dengan suhu

t1 dan pada uap panas dengan suhu t2. Perubahan panjang L sebanding dengan panjang awal

L1 dan penambahan suhu t2 t1. Koefisien muai linear dapat ditulis:

=

1(

1

12) (3)

IV. Percobaan

1. Ukur panjang batang logam dan catat suhu ruang

2. Masukkan batang logam yang akan diukur ke dalam peralatan muai logam linier serta

pasang thermometer.

3. Panaskan batang hingga tercapai kesetimbangan termal dengan menghubungkan

peralatan muai linier dengan sumber tegangan.

4. Catat perubahan (L) untuk setiap penurunan suhu 20C.

5. Ulangi langkah 1 s/d 4 untuk batang logam yang lain

V. Pertanyaan

1. Apa yang dimaksud dengan koefisien muai linier, koefisien muai luas dan koefisien

muai volume?

2. Tentukan satuan dan dimensi dari besaran besaran pada pertanyaan no.1!

3. Apakah yang mempengaruhi besar kecilnya koefisien muai?

4. Buktikan bahwa:

a. Koefisien muai logam 2 kali koefisien muai liniernya?

b. Koefisien muai volume luas logam 3 kali koefisien muai liniernya?

VI. Evaluasi Akhir

1. Buat grafik yang menunjukkan hubungan antara L dan T!

2. Hitung koefisien muai linier logam dengan gradient dari kurva logam

3. Bandingkan harga hasil percobaan dengan daftar pada buku referensi, dari hal ini

tentukan jenis logam tersebut!

4. Buat Analisis dan kesimpulan dari percobaan.

19

DATA PENGAMATAN

KOEFISIEN MUAI LINEAR


Suhu oC oC


Panjang awal logam = cm

Suhu Setimbang = 0C

Penurunan Suhu

1. .

2. ..

3. ..

4. ..

5. ..

6.

7.

8.

9. .

10. .

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

20

MODUL O1

LENSA

I. Tujuan

1. Mempelajari sifat pada lensa

2. Menentukan panjang fokus dan perbesaran lensa cembung dengan mengukur jarak

bayangan dan objek

3. Menentukan panjang fokus lensa cembung dan kombinasi dari lensa cekung dengan

menggunakan metode Bessel

II. Alat dan Bahan

1. Lensa positif dan lensa negatif

2. Benda berupa celah

3. Bangku optik

4. Layar penangkap bayangan

5. Cermin

6. Sumber tegangan, lampu filamen

III. Teori

Hubungan antara jarak fokus lensa f, jarak benda g, dan jarak bayangan b diperoleh dari

optik geometris. Tiga berkas cahaya utama, sinar fokus, sinar paralel dan sinar pusat seperti

terlihat pada Gambar 1:

Dengan melihat geometris dari gambar, jarak fokus lensa dapat dihitung dengan:

gb

gbf

gbf

.atau

111 (1)

sedangkan perbesaran bayangan yang terbentuk dapat dihitung dengan:

f f

g b

Gambar 2. Pembentukan bayangan pada lensa cembung

G B

21

g

b

G

B (2)

dimana B adalah ukuran bayangan dan G adalah ukuran objek atau benda.

Pada jarak yang sama d antara benda dan bayangan, saat didapatkan bayangan

diperbesar (kasus I), posisi lensa cekung dapat digeser sehingga jarak antara benda dan lensa

berubah (kasus II) hingga diperoleh bayangan yang jelas namun diperkecil seperti terlihat dari

Gambar 2.

Dengan menentukan jarak d, serta posisi lensa untuk bayangan diperbesar dan

diperkecil (e) jarak fokus lensa dapat ditentukan. Penentuan fokus lensa dengan metoda ini

dinamakan juga dengan Metoda Bessel:

d

edf

4

22 (3)

IV. Percobaan

A. Menentukan fokus lensa positif

1. Susunlah sistem optik seperti Gambar 1

2. Ambil jarak dari benda ke layar (layar dari 100 cm). Catat posisi benda dan

bayangan (layar)

3. Geserkan lensa sehingga didapatkan bayangan yang diperbesar yang jelas pada

layar. Catat posisi lensa

4. Tentukan jarak antara benda dengan lensa (g) dan jarak antara lensa dan bayangan/

layar (b)

5. Tentukan jarak fokus dengan menggunakan persamaan 1.

6. Tentukan perbesaran bayangan dengan persamaan 2.

e

d

Gambar 3. menentukan jarak fokus lensa dengan metode bessel

cekung cembung

22

B. Menentukan Fokus Lensa Positif dengan Metode Bessel

1. Berdasarkan percobaan A, tambahkan lensa negatif antara lensa cembung dengan

bayangan, geserkan kedudukan lensa negatif sehingga didapatkan bayangan

lainnya yang diperkecil dan jelas

2. Catat posisi bayangan diperkecil

3. Tentukan jarak antara benda dengan layar (d) dan jarak antara posisi lensa

diperbesar dengan posisi lensa diperkecil (e)

4. Tentukan jarak fokus lensa dengan menggunakan persamaan 3.

V. Pertanyaan

1. Lukiskan jalannya sinar istimewa pada lensa cembung dan lensa cekung

2. Jelaskan apa itu titik fokus lensa pertama dan titik fokus kedua pada lensa?

3. Apa ukuran kekuatan lensa?

4. Jelaskan sifat lensa cembung dan lensa cekung dalam pembentukan bayangan

VI. Evaluasi Akhir

1. Buktikan persamaan 1, 2 dan 3

2. Jelaskan macam-macam aberasi pada lensa dan adakah pengaruhnya dalam penentuan

jarak fokus lensa?

3. Bagaimana hubungan antara perbesaran bayangan dengan jarak fokus lensa dan jarak

benda!

4. Tentukan fokus lensa dari masing-masing metode dan kekuatan lensa

5. Buat analisis dan kesimpulan hasil percobaan!

23

DATA PENGAMATAN

LENSA


Suhu oC oC


A. Fokus lensa positif

No Posisi benda

(cm)

Posisi layar

(cm)

Posisi lensa

(+)

g (cm) b (cm) f (cm)

D. Fokus lensa positif dengan metode bessel

No Posisi

benda (cm)

Posisi

layar (cm)

Posisi lensa

+ (cm)

Posisi lensa

(cm)

d

(cm)

e

(cm)

f (cm)

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

24

MODUL O2

INDEKS BIAS PRISMA

I. Tujuan

1. Mempelajari cara menggunakan spektrometer

2. Menentukan indeks bias prisma

II. Alat dan Bahan

1. Spektrometer

2. Lampu Natrium atau Hg

3. Prisma

III. Teori

Apabila suatu sinar dengan sudut tertentu melewati dua medium yang berbeda, dengan

n1 adalah indeks biar medium I dan n2 untuk medium II, maka akan berlaku hubungan:

rnin sinsin 21 (1)

dengan i adalah sudut datang serta r merupakan sudut bias yang diukur terhadap garis normal.

IV. Percobaan

A. Pengukuran sudut pembias prisma

1. Cari skala sudut pada saat teropong dan sumber cahaya berada pada suatu garis

lurus (titik nol)

2. Letakkan prisma dengan sudut pembias A menghadap ke sumber cahaya. Dengan

sudut datang sembarang seperti gambar.

N

i

r

n1

n2

Gambar 4. Berkas cahaya pada medium berbeda

25

O

O O O

d

3. Dengan menggunakan teropong, cari sinar pantul dari dua buah sisi sudut pembias.

Jika besar sudut antara kedua sinar pantul tersebut adalah , maka:

=1

2 (2)

4. Cari sinar bias yang keluar dari prisma menggunakan teropong, catat skala

sudutnya!

5. Selisih deviasi sudut langkah 4 dengan skala titik nol merupakan sudut deviasi (d)

Nilai n dihitung dengan persamaan:

22 )cotsin1(sin Addn (3)

6. Ulangi langkah 2 - 5, untuk sudut pembias prisma lainnya (sudut B dan C)

B. Metode sudut deviasi mnimum

1. Letakkan prisma sehingga salah satu sudut pembias menerima cahaya dengan sudut

datang sangat besar, tetapi lebih kecil dari 90 (perhatikan sinar 1) seperti pada

gambar

2. Dengan teropong, cari sinar keluar (berupa spektrum) dari prisma.

3. Putarlah meja prisma sehingga sudut datang berkurang, bersama dengan itu

putarlah teropong dengan arah yang sama, jaga agar bayangan/ spektrum tetap

berada dalam penglihatan

4. Putarlah terus prisma dan teropong sampai spektrum bergerak berbalik arah

terhadap arah perputaran prisma

5. Catat besar sudut pada saat spektrum berbalik arah

6. Ambil prisma tersebut lalu gerakkan teropong untuk mendapatkan cahaya langsung

dari sumber, catat sudut itu

7. Selisih dua sudut tersebut merupakan sudut deviasi mnimum

8. Lakukan langkah 1 sampai 7 untuk sisi prisma lainnya

9. Lakukan langkah A dan B untuk jenis prisma lainnya

26

Catatan: Nilai n untuk metoda ini adalah

A

ADn m

21

21

sin

)(sin (4)

V. Pertanyaan

a. Apa yang dimaksud oleh: indeks bias, deviasi sudut, deviasi mnimum, relaksasi,

refleksi, dispersi dan daya dispersi?

b. Apa syarat deviasi mnimum terjadi?

c. Buktikan persamaan (1), (2), (3) dan (4)

VI. Evaluasi Akhir

1. Tentukan sudut A, B, C

2. Tentukan sudut deviasi mnimum

3. Hitung n prisma dengan dua metode tersebut, bandingkan hasilnya

4. Buatlah anlisis dan berikan kesimpulan.

1

2 3

D3 Dm

D1

1 2

3

27

DATA PENGAMATAN

INDEKS BIAS PRISMA


Suhu oC oC


Jenis lampu =

ii. Pengukuran indeks bias prisma metode sudut pembias

No Sudut T1 T2 A Tb d n

1 A

2 B

3 C

iii. Metode sudut deviasi minimum

No Jenis Prisma Sudut T To Dm A n

1

A

B

C

2

Asisten pengawas

( )

Jambi,

Praktikan

( )

Documents

Penuntun Praktikum