LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA
PEMBIASAN PADA PRISMA
Dosen Pembimbing :
Abdul Salam, S.Pd.
Kelompok :
Ismiati : A1C407265
Rifa’atul Khalisah : A1C407259
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENDIDIKAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARMASIN
2010
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang masalah
Telah diketahui bahwa cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Karena itu cahaya dapat merambat baik melalui medium ataupun tanpa medium (vakum). Ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya disebut optika, yang dibagi menjadi dua : optika geometris dan optika fisis. Optik geometris mempelajari tentang pemantulan dan pembiasan, sedangkan optika fisis mempelajari tentang polirisasi, interferensi, dan difraksi cahaya.
Diketahui bahwa ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua medium (misalnya udara dan prisma), cahaya akan dibelokkan. Peristiwa pembelokkan cahaya. Saat mengenai bidang batas antara dua medium inilah yang disebut pembiasan cahaya.
Saat mencelupkan pensil pada air di gelas. Pensil akan tampak patah dipermukaan air. Saat meliat kolam renang yang airnya tampak tenang maka terlihat permukaan dasar akan tampak dangkal dibandingkan dengan kedalaman yang sesunguhnya . Semua peristiwa ini merupakan materi bahasan tentang pembiasan cahaya.
Seperti balok kaca, prisma merupakan benda bening yang terbuat dari kaca.. Kegunaannya antara lain untuk mengarahkan berkas sinar, mengubah dan membalik letak bayangan serta menguraikan cahaya putih menjadi warna spektrum (warna pelangi).
Dengan menggunakan prisma siku-siku pada percobaan ini. Dapat diketahui besarnya nilai sudut deviasi, serta hubungannya dengan sudut datang.
B. Perumusan Masalah
Masalah yang ingin dijawab melalui penelitian ini yaitu sebagai berikut :
1. Berapakah nilai sudut deviasi (D) dari data percobaan pembiasan pada prisma siku-siku?
2. Berapakah nilai hubungan antara sudut datang (d) dengan sudut deviasi (D)?
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Ekperimental
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pengetahuan atau informasi tentang sesuatu sistem melalui eksperimen. Informasi yang dimaksud menyangkut hubungan atau interaksi antar komponen dalam sistem, serta hubungan antara sifat-sifat komponen dengan perilaku secara keseluruhan (Sutrisno. 1994).
Sistem yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah pembiasan pada prisma
B. Pembiasan Cahaya
Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air.
Jika suatu zat mempunyai indeks bias lebih kecil daripada zat lain, maka rapat optiknya juga lebih kecil. Sebaliknya jika indeks biasnya lebih besar, maka rapat optiknya lebih besar.
Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :
a. mendekati garis normal
Cahaya 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.
Pada proses pembiasan berlaku Hukum SNELLIUS:
Berdasarkan teori muka gelombang, rambatan cahaya dapat digambarkan sebagai muka gelombang yang tegak lurus arah rambatan dan muka gelombang itu membelok saat menembus bidang batas medium 1 dan medium 2 seperti dipelihatkan Gambar 2 berikut:
Cahaya datang dengan sudut i dan dibiaskan dengan sudut r. Cepat rambat cahaya di medium 1 adalah v1 dan di medium 2 adalah v2. Waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat dari B ke D sama dengan waktu yang dibutuhkan dari A ke E sehingga DE menjadi muka gelombang pada medium 2. Oleh karenanya
BD = v1 t
AE = v2 t
Dari gambar 2 juga kita dapatkan bahwa = i dan = r sehingga
Bila kita bagi sin i dengan sin r kita akan peroleh
Persamaan pembiasan cahaya
dengan
i = sudut datang
r = sudut bias
v1 = kecepatan cahaya sebelum dibiaskan
v2 = kecepatan cahaya setelah dibiaskan
Pada tahun 1621 Snellius, seorang fisikawan berkebangsaan Belanda melakukan serangkaian percobaan untuk menyelidiki hubungan antara sudut datang (i) dan sudut bias (r) di atas.
(http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://202.65.121.165/elcom2/file
Beberapa contoh gejala pembiasan yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari
diantaranya :
· dasar kolam terlihat lebih dangkal bila dilihat dari atas.
· kacamata minus (negatif) atau kacamata plus (positif) dapat membuat jelas pandangan bagi penderita rabun jauh atau rabun dekat karena adanya pembiasan.
· terjadinya pelangi setelah turun hujan.
(Lilik hidayat. 2004. Hal 21 .)
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
Pembiasan Pada Prisma, Sudut Deviasi dan deviasi minimum
Kita dapatkan persamaan sudut puncak prisma,
β = sudut puncak atau sudut pembias prisma
r1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang batas udara-prisma
i2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang batas prisma-udara
secara otomatis persamaan di atas dapat digunakan untuk mencari besarnya i2 bila besar sudut pembias prisma diketahui....
Persamaan sudut deviasi prisma :
Keterangan :
D = sudut deviasi
i1 = sudut datang pada bidang batas pertama
r2 = sudut bias pada bidang batas kedua berkas sinar keluar dari prisma
β = sudut puncak atau sudut pembias prisma
Hasilnya disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang pertama i1 :
dalam grafik terlihat devisiasi minimum terjadi saat i1 = r2
Persamaan deviasi minimum :
a. Bila sudut pembias lebih dari 15°
Keterangan :
n1 = indeks bias medium
n2 = indeks bias prisma
Dm = deviasi minimum
β = sudut pembias prisma
b. Bila sudut pembias kurang dari 15°
Keterangan
δ = deviasi minimum untuk b = 15°.
n2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap medium
δ = sudut pembias prisma
C. Ketelitian Eksperimen
Ketelitian hasil eksperimen dinyatakan dalam persen dan diukur dari besar kecilnya kesalahan relatif pengukuran:
1. 
= 
2. 
= 
D. Ketakpastian Mutlak Eksperimen
1. 
= D + β – i
2. 
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
A. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan :
1. Untuk melukiskankan grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang dari data percobaan pembiasan pada prisma siku-siku
2. Untuk menentukan nilai sudut deviasi (D) dari perhitungan pembiasan pada prisma siku-siku.
3. Untuk mengetahui hubungan antara sudut datang (d) dengan sudut deviasi (D)
B. Manfaat penelitian:
Hasil penelitian ini diharapkan dapat :
- Menambah wawasan keilmuan bagi mahasiswa
- Menjadi masukan bagi dosen dan atau guru pengajar fisika dalam kegiatan belajar mengajar.
- Menjadi masukan bagi asisten atau pembimbing praktikum fisika dasar dalam mengevaluasi hasil percobaan praktikum terutama tentang gerak rotasi.
- Menjadi bahan masukan bagi peneliti berikutnya.
BAB IV
METODE PENELITIAN
A. Identifikasi Variabel
Untuk mengetahui hubungan antara d dengan D :
Variabel manipulasi : sudut datang (d)
Variable respon : sudut deviasi (D)
Variable control : sudut prisma siku-siku (β)
B. Definisi Opersional Variabel.
a) Sudut datang (d) adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal
b) Sudur pergi (r) adalah sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal
c) Deviasi (D) adalah sudut yang dibentuk oleh perubahan arah suatu sinar terhadap arahnya semula.
d) Sudut prisma siku-siku adalah hasil perpotongan antara sudut siku-siku prisma dengan garis normal.
C. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan ini adalah:
1. Meja optik : 1 buah
2. Rel presisis : 1 buah
3. Pemegang slide diafragma : 1 buah
4. Bola lampu 12V, 18W : 1 buah
5. Diafragma 1 celah : 1 buah
6. Tumpakan berpenjepit : 3 buah
7. Prisma siku – siku : 1 buah
8. Lensa f = 100 mm bertangkai : 1 buah
9. Catu daya : 1 buah
10. Kabel penghubung merah : 1 buah
11. Kabel penghubung biru : 1 buah
12. Tempat lampu bertangkai : 1 buah
13. Mistar 30 cm : 1 buah
14. Kertas HVS putih : 1 buah
15. Busur derajat : 1 buah
D. Teknik Pengumpulan Data (Prosedur Kerja)
Persiapan Percobaan
a. Menyusun alat-alat yang diperlukan seperti gambar bawah ini, berurutan dari kiri, sumber cahaya, lensa, diafragma, meja optik.
Gambar 1
Meletakkan kertas di atas meja optik kemudian tarik dua garis berpotongan tegak lurus ditengah – tengah kertas dan letakkan prisma di atasnya. Memasang lensa di sebelah kiri celah. Membuat jarak lensa 10 cm dari sumber cahaya. Mengatur lampu sehingga filamennya pada posisi tegak.
b. Menghubungkan catu-daya ke sumber tegangan PLN. Memastikan catu-daya dalam keadaan mati.
c. Memilih tegangan keluaran (output) catu-daya. 12 V dengan memutar tombol pemilih trgangan.
d. Menghubungkan sumber cahaya ke catu daya.
e. Menyalakan sumber cahaya usahakan agar berkas sinar yang tampak di atas kerja setajam (sejelas) mungkin. Jika perlu mendekatkan meja optik ke lensa.
Langkah – langkah Percobaan
a. Membuat garis-garis bersudut 200, 300, 400, 500dan 600 dengan garis sumbu PO pada kertas itu seperi gambar 2.
Gambar 2
b. 
Meletakkan prisma siku –siku dengan posisi seperti terlihat pada gambar 3. Usahakan agar pertengahan sisi kaca planparalel tepat di titik O (perpotongan garis – garis pada kertas).
Gambar 3
c. Memutar kertas sehingga sinar datang berimpit dengan garis yang bersudut 200 terhadap PO. Dengan demikian sudut datang sinar (sudut d) sama dengan 20o.
d. Menarik garis tepat pada sisi miring prisma kemudian membuat 2 tanda silang tepat pada sinar keluar dari prisma.
e. Menyingkirkan kaca prisma dan membuat garis normal n untuk mengetahui r’ (sudut sinar meninggalkan prisma). Kedua garis itu berpotongan membentuk sudut D yang disebut sudut D yang disebut sudut deviasi. Mengukur besar sudut r dan D serta catat ke dalam tabel pada kolom hasil pengamatan.
f. Mengulangi langkah b sampai e untuk sudut datang d yang lainnya.
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data hasil pengamatan
Dari hasil pengamatan di dapat:
| Sudut datang (i) | Sudut pergi r΄ | Sudut deviasi D | |
| 1 | 20˚ | 50˚ | 29˚ |
| 2 | 30˚ | 39˚ | 25˚ |
| 3 | 40˚ | 30˚ | 26˚ |
| 4 | 50˚ | 20˚ | 29˚ |
| 5 | 60˚ | 15˚ | 32˚ |
B. Teori ralat
A. Pembahasan
Pembahasan atau analisa pada percobaan ini dapat dilakukan secara kuantitatif dan kualitatif yaitu sebagai berikut:
Analisa Kuantitatif
Dari data hasil percobaan di atas, dapat dilakukan perhitungan-perhitungan yaitu sebagai berikut:
1. Perhitungan sudut deviasi minimum (Dm)
a. Sudut datang 20o
= 20˚ + 50˚ - 45o = 290
b. Sudut datang 30o
= 30˚ + 39˚ - 45o = 240
c. Sudut datang 40o
= 40˚ + 30˚ - 45o = 250
d. Sudut datang 50o
= 50˚ + 20˚ - 45o = 260
e. Sudut datang 60o
= 60˚ + 15˚ - 45o = 300
2. Perhitungan ketakpastian mutlak sudut pergi (r’)
a. Sudut datang 20o
b. Sudut datang 30o
c. Sudut datang 40o
d. Sudut datang 50o
e. Sudut datang 60o
3. Perhitungan ketakpastian mutlak sudut deviasi minimum (
)
a. Sudut datang 20o
b. Sudut datang 30o
c. Sudut datang 40o
d. Sudut datang 50o
e. Sudut datang 60o
4. Perhitungan persentasi ketelitian sudut pergi (Kr’)
a. Sudut datang 20o
= 
b. Sudut datang 30o
=
c. Sudut datang 40o
=
d. Sudut datang 50o
=
e. Sudut datang 60o
=
5. Perhitungan persentasi ketelitian sudut deviasi minimum (KD)
a. Sudut datang 20o
=
b. Sudut datang 30o
=
c. Sudut datang 40o
=
d. Sudut datang 50o
=
e. Sudut datang 60o
=
D. Perbandingan Nilai D dari Data dan Perhitungan
| No | Sudut deviasi D | |
| data | Perhitungan | |
| 1 | 30˚ | 290 |
| 2 | 26˚ | 230 |
| 3 | 27˚ | 230 |
| 4 | 27˚ | 250 |
| 5 | 30˚ | 290 |
E. Hubungan d terhadap D dari data
a) Tabel
| No | Sudut datang (d) | Sudut Deviasi (D) |
| 1 | 20˚ | 30˚ |
| 2 | 30˚ | 26˚ |
| 3 | 40˚ | 27˚ |
| 4 | 50˚ | 26˚ |
| 5 | 60˚ | 30˚ |
b) Grafik
.
F. Hubungan d terhadap D dari perhitungan
a) Tabel
| No | Sudut datang (d) | Sudut Deviasi (D) |
| 1 | 20˚ | 29˚ |
| 2 | 30˚ | 23˚ |
| 3 | 40˚ | 23˚ |
| 4 | 50˚ | 25˚ |
| 5 | 60˚ | 29˚ |
b) Grafik
BAB VI
PENUTUP
Kesimpulan
A. nilai eksperimen sudut deviasi (D) dari data dan perhitungan percobaan pembiasan pada prisma siku-siku adalah
| No | Sudut deviasi D | |
| data | Perhitungan | |
| 1 | 30˚ | 290 |
| 2 | 26˚ | 230 |
| 3 | 27˚ | 230 |
| 4 | 27˚ | 260 |
| 5 | 30˚ | 290 |
B. hubungan antara sudut datang (d) dengan sudut deviasi (D)
1) sudut datang (d) dengan sudut deviasi (D) dari data
2) sudut datang (d) dengan sudut deviasi (D) dari perhitungan
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 2. Erlangga : Jakarta.
Hidayat, Lirik. 2004. Kamus Fisika Bergambar. Bandung: Pakar Raya
Sutrisno. 1994. Fisika Dasar Gelombang dan Optik. Bandung : ITB
http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://202.65.121.165/elcom2/file)
