Jarak Fokus Lensa Tipis

JARAK FOKUS LENSA TIPIS

Sri Anjarsari, A. Dita Tawakkal Gau, Juliyanti Ayuningrum S, Aldi Risaldi, Rahmat Agung, Suciati Nurdin, Sirumba Sondok.

Laboratorium Fisika Modern Jurusan Biologi FMIPA

Universitas Negeri Makassar

Abstrak.  Telah dilakukan eksperimen mengenai “Jarak fokus Lensa Tipis”. Eksperimen ini bertujuan untuk menentukan jarak fokus sebuah lensa cembung dan cekung, memplot grafik hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan sehingga diperoleh jarak fokus berdasarkan grafik, dan membandingkan nilai teoritis dengan hasil plot grafik jarak focus lensa yang diperoleh. Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain bangku optik, rel presisi, pemegang slide diafragma, bola lampu, lensa cembung, lensa cekung, catu daya, layar optic penagkap cahaya, tempat lampu bertangkai, diafragma anak panah, beberapa kabel penghubung, dan mistar plastik. Untuk Prosedur kerjanya yang akan dilakukan ada dua yaitu menentukan jarak focus lensa cembung dengan merajah 1/s terhadap 1/s² dan menentukan jarak focus lensa cekung.. Dari hasil yang diperoleh terlihat bahwa untuk menghasilkan bayangan yang terlihat jelas ke layar, untuk lensa cembung selalu membutuhkan jarak benda diatas 10  cm yaitu jarak 11,3, untuk  jarak dari lensa positif dua ke benda dan 63, 0 jarak dari lensa positif dua ke layar. Namun untuk lensa negative atau lensa cekung, bayangan akan terlihat jelas pada jarak benda kurang dari 10 cm yaitu 11,3, untuk  jarak dari lensa positif dua ke benda dan 63, 0 jarak dari lensa positif dua ke layar. Dari keseluruhan hasil yang diperoleh, menunjukkan hasil yang cukup baik namun masih terdapat sedikit kesalahan dalam mengamati.

KATA KUNCI: Lensa cembung, lensa cekung, jarak fokus, jarak benda, dan jarak bayangan.

PENDAHULUAN

Sistem lensa ialah bab yang mempelajari mengenai proses yang dialami oleh lensa, seperti proses jalannya sinar, proses pembentukan bayangan , proses menentukan titik focus pada lensa, mementukan sifat bayangan, dan sebagainya. Lensa itu sendiri terbagi menjadi dua, yaitu lensa tipis dan lensa tebal. Tapi, pada percobaan ini kita hanya akan membahas mengenai lensa tipis. Lensa tipis terbagi dua, yaitu lensa positif dan lensa negatif. Kedua lensa tersebut akan kita gunakan di dalam percobaan ini.

Optik merupakan segala sesuatu yang mempelajari tentang alat optic termasuk gejala atau sifat-sifatnya. Alat-alat optik tersebut misalnya adalah kacamata, kamera, teleskop, teropong, dan lain sebagainya. Semua alat-alat optic tersebut memilki lensa yang sangat canggih sehingga manusia benar-benar terkagum dengan kecanggihan itu. Misalnya penggunaan kamera hp Lensa tersebut tentunya tidak terlepas dari jarak objek, jarak bayangan,dan jarak fokus yang dihasilkan. Namun dalam hal ini, percobaan yang dilakukan cukup sederhana yaitu percobaan dilakukan dengan lensa kovergen. Kemudian dari itu akan diketahui hubungan antara ketiga jarak tersebut dan nantinya menyangkut mengenai bayangan yang dihasilkan.

Lensa tipis biasanya berbentuk lingkaran, dan kedua permukaannya melengkung. Kedua permukaan bisa berbentuk cekung, cembung, atau datar. Keutamaan lensa ialah membentuk bayangan benda. Jika berkas-berkas yang paralel dengan sumbu lensa (garis lurus yang melewati pusat lensa dan tegak lurus terhadap kedua permukaannya) jatuh pada lensa tipis,maka akan difokuskan pada satu titik yang disebut titik focus, F. Titik focus merupakan titik bayangan untuk benda pada jarak tak terhingga dari sumbu utama. Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang memisahkan dua medium berbeda, seperti misalnya permukaan udara dan kaca, energi cahaya tersebut dipantulkan dan memasuki medium kedua. Perubahan arah dari sinar yang ditranmisikan tersebut disebut pembiasan

TEORI

Untuk sebuah lensa tipis berlaku :

dengan f = jarak fokus, S = jarak antara benda dengan lensa dan S¹= jarak antara  bayangan dengan lensa. Berikut dapat dilihat gambar berikut :

S

S’

 

Gambar 4.1 : Jarak fokus lensa tipis (lensa cembung)

            Untuk lensa cekung, bayangan yang dihasilkan oleh benda nyata adalah bayangan maya, sehingga untuk menentukan jarak fokus lensanya maka digunakan sebuah lensa positif.

METODOLOGI  EKSPERIMEN

A.        Alat dan Bahan

Dalam melakukan eksperimen ini, kita menggunakan alat-alat yang umum kita jumpai dilaboratorium seperti bangku optic 1 buah, rel preisisi 3 buah, pemengang slide diafragma 1 buah, bola lampu 12v 18v, lensa cembung, lensa cekung, power supply 10 A 12 VAC/DC, layar optic 1buah, tempat lampu bertangkai 1 buah, diafragma anak panah, 1 buah beberapa kabel penghubung, mistar plastik 100 cm 1 buah.

B.        Prosedur Kerja

a). Kegiatan 1. Menentukan jarak fokus lensa cembung

Pertama-tama dengan meletakkan sumber cahaya, lensa positif 1, benda, lensa positif 2, dan layar pada bangku optik secara berurutan. Kemudian mengatur jarak benda dan lensa positif 1 sekitar 10cm. kemudian menempatkan layar pada jarak tertentu dari benda. Setelah itu,menggeser lensa positif 2 yang berada diantara benda dan layar kearah benda sehingga memperoleh bayangan yang jelas pada layar.Llalu mengukur jarak dari lensa positif 2 sebagai jarak benda dan mengukur jarak lensa positif 2 ke layar sebagai jarak bayangan. Kemudian melakukan kegiatan ini beberapa kaliuntuk mengambil data sebanyak 10 kali.

b). Kegiatan 2. Menentukan jarak fokus lensa cekung

Pertama-tama, meletakkan sumber cahaya, lensa positif 1,benda, lensa positif 2, dan layar pada bangku optik secara berurutan. Kemudian mengatur jarak antara sumber cahaya dengan lensa positif 1 sebesar jarak fokus lensa 1, mengatur jarak benda dan lensa positif 1 sekitar 10cm. Kemudian memebuat bayangan yang jelas dari benda pada layar.setelah itu menandai posisi bayangan tersebut, dan menempatkan lensa negative sebelum posisi bayangan ditandai. Lalu menempatkan layar pada posisi tertentu sekitar 100cm dari posisi yang ditandai. Menggeser lensa negatif mendekati atau menjauhi layar sebagai jarak bayangan dan langkah terakhir mengulangi kegiatan itu hingga beberapa kali, dengan menggantikan posisi layar.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISA DATA

A.           Hasil Pengamatan 

Jarak Fokus Lensa Positif 2   = 10 cm

NST Mistar                          = 0,1cm

Tabel 4.1. Jarak Fokus Lensa Cembung dengan Merajah  1/s terhadap 1/s’

No	Jarak benda (s) (cm)	Jarak bayangan (s’) (cm)	(cm-1)	(cm-1)
1	11,3	63,0	0,07	0,016
2	11,3	77,9	0,03	0,013
3	13,3	36,5	0,06	0,027
4	13,4	31,7	0,07	0,031
5	16,0	25,1	0,06	0,039
6	31,8	13,	0,03	0,075
7	36,0	12,5	0,03	0,082
8	52,4	12,1	0,02	0,083
9	62,6	12,2	0,02	0,081
10	77,3	11,7	0,01	0,085

Jarak Fokus Lensa cekung   = -10 cm

NST Mistar                          =  0,1cm

Tabel 4. 2.  Menentukan Jarak Fokus Lensa Cekung Dengan Meraja1/s terhadap 1/s’

No	Jarak benda (s) (cm)	Jarak bayangan (s’) (cm)	(cm-1)	(cm-1)
1	-          6,0	27,5	-          0,17	0,14
2	-          7,0	22,0	-          0,14	0,05
3	-          7,7	30,0	-          0,13	0,03
4	-          8,0	19,3	-          0,13	0,05
5	-          8,0	26,2	-          0,13	0,04
6	-          8,2	29,8	-          0,12	0,03
7	-          8,7	17,6	-          0,11	0,06
8	-          8,8	21,2	-          0,11	0,05
9	-          8,9	17,4	-          0,11	0,06
10	-          9,2	20,1	-          0,10	0,05

B.           Analisis Data

Plot grafik hubungan antara 1/s terhadap 1/s’ pada setiap kegiatan

1.      Pada lensa cembung

Gambar  1. Grafik hubungan 1/s terhadapa 1/s’ pada lensa cembung.

2.      Pada lensa cekung

               Gambar 2. Grafik Hubungan antara 1/s terhadap 1/s’pada lensa cekung.

      Analisi Perhitungan

1.       Lensa cembung

Untuk sumbu x                                                          Untuk sumbu y

                                                 

                                                     

                                                       

                                                                 

                                                    

cm                                                                   12,5cm

s

 

 cm

2.       Lensa cekung :

Pada sumbu x                                                                         Pada sumbu y

                                                            

                                                                

                                                

                                                       

                                                   f2 

                                                                    

 

 cm

PEMBAHASAN

Setelah melakukan eksperimen ini, kita mengamati bahwa untuk mendapatkan bayangan yang jelas terlihat pada layar, harus menggeser lensa positif dua mendekati layar atau menjauhi layar (pada lensa cembung). Untuk mendapatkan bayangan yang jelas dan fokus pada layar dari hasil yang kami lakukan dimulai jarak 11,3, untuk  jarak dari lensa positif dua kebenda (jarak benda) dan 63, 0 jarak dari lensa positif dua ke layar (jarak bayangan) sampai dengan percobaan terakhir yaitu jarak 77,3 untuk jarak benda dan 11,7 untuk jarak bayangan. Jarak fokus lensa cembung diperoleh  cm dan lensa cekung  cm.

Pada lensa cekung, untuk mendapatkan bayangan yang fokus yaitu dengan menandai bayangan yang terbentuk pada layar sebagai benda lalu menggeser lensa negative mendekati atau menjauhi layar hingga membentuk bayangan yang focus. Dari hasil yang kami peroleh bahwa untuk mendapatkan bayangan yang fokus pada layar dimulai dari 6,0 untuk jarak dari lensa negative ke benda (yang ditandai)  dan 27,5 untuk jarak lensa negative ke layar sampai 9,2 jarak benda dan 20,1 jarak bayangan. Jarak fokus tiap percobaan mempunyai hasil yang baik karena bernilai 6-10 cm untuk jarak benda pada lensa cekung artinya untuk mendapatkan bayangan yang fokus pada layar jarak benda yang diperoleh tidak lebih dari 10 cm untuk tiap-tiap pengambilan data berulang, namun berbeda dengan jarak benda pada lensa cembung yang dimana untuk mendapatkan bayangan yang fokus pada pengambilan data berulang jarak benda melebihi 10 cm.

Data yang diperoleh menunjukkan bahwa Jarak bayangan yang terbentuk berbanding terbalik dengan jarak benda. Semakin besar jarak benda dari titik pusat optik semakin kecil jarak bayangan yang terbentuk. Jadi dapat diketahui bahwa jarak fokus lensa adalah berbeda dengan fokus. Karena jarak fokus lensa adalah jarak bayangan ketika mencapai bentuk yang paling jelas. Berdasarkan percobaan yang dilakuakan benda pada lensa cembung bayangaya selalu berada di belakang lensa dan memiliki sifat bayangan nyata, terbalik diperkecil / nyata tebali diperbesar/ maya tegak diperkecil, sedangkan bayangan yang dibentuk lensa ckung selalu berada di depan lensa sehingga memiliki sifat bayangan maya, tegak dan diperkecil

percobaan dilakukan dengan delapan kali variasi data dengan tujuan agar dapat diperoleh hasil data yang lebih akurat dan menghasilkan jarak titik fokus yang lebih tepat dengan semakin banyak data variasi yang didapatkan kita akan mendapatkan keakuratan data yang maksimal.

Dari hasil percobaan kami hasil perhitungan titik fokus tidak sama hanya terpaut selisih sedikit mungkin itu disebabkan karena kurang akurat dalam pengukuran, dalam lensa cembung tidak mendapatkan bayangn yang fokus, kurang akurat dalam penghitungan data, terdapat cahaya senter yang sedikit terang sehingga tidak mendapatkan bayangan yang fokus.

Dalam melakukan eksperimen ini, masih banyak kesalahan-kesalahan yang menyebabkan data yang diperoleh kurang tepat, untuk itu dalam eksperimen selanjutnya mengenai jarak fokus praktikan sebaiknya lebih teliti lagi dalam melihat dan mengamati eksperimen, lebih fokus dan lebih maksimal sehingga hasil yang diperoleh relevan dengan kesalahan yang kecil, sesuai dengan yang diharapkan.

SIMPULAN DAN DISKUSI

Setelah dilakukan eksperimen, dapat disimpulkan bahwa untuk menentukan jarak fokus pada lensa cembung, memerlukan ketelitian dan kepandaian dalam menggeser lensa positif dua yang di pasang diantara benda dan layar. Dengan kelincahan dan ketelitian menggeser menjauhi atau mendekati layar akan diperoleh suatu titik dmana bayangan telah terlihat fokus. Pada lensa cembung sedikit berbeda, dimana untuk mendapatkan jarak fokus pada  layar harus menandai terlebih dahulu bayangan yang terlihat fokus pada layar lalu menandainya sebagai jarak benda. Lalu menggeser lensa negative menjauhi atau mendekati layar akan terbentuk suatu bayangan fokus yang jaraknya ke benda tidak lebih dari 10 cm.

Hasi plot grafik menunjukkan bahwa jarak fokus yang diperoleh adalah hubugan 1/S dan 1/S’ dapat diketahui bahwa semakin besar jarak benda ke lensa maka semakin kecil nilai S’ maka ( 1/S berbanding terbalik dengan 1/S’) pada lensa cembung S’ bernilai positif. Sedengkan dari grafik hubungan 1/S dan 1/S’ pada lensa cekung dapat diketahiu bahwa grafik hubungan naik turun. Artinya jika 1/S naiknya besar , maka 1/S’ bernilai kecil atau lebih besar ( nilai S’ selalu negative karena sifat bayanganya maya).

Jika dibandingkan dengan nilai teoritis yang ada bahwa hasil seharusnya jarak benda tidak lebih dari 10 cm namun Untuk lensa cekung diperoleh  cm dan lensa cembung  cm.

REFERENSI

Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1