LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

SIFAT LENSA DAN CACAT BAYANGAN

Disusun Oleh :

Dillah Wijaya Saputri 062121019

Tanggal Percobaan : 28 Mei 2022

Kelas : 2B1 Kimia Non Reguler

Dosen Praktikum : Mohammad Farid Huzain

Asisten Praktikum : Anggun A. Sulis

LABORATORIUM FISIKA

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PAKUAN

2022
 BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mengenal dan memahami sifat-sifat pembiasan cahaya pada lensa
2. Menentukan jarak fokus lensa
3. Mengamati cacat bayangan (aberasi) dan penyebabnya
4. Mengurangi terjadinya cacat-cacat bayangan

1.2 Dasar Teori

Lensa merupakan suatu benda bening yang dibatasi oleh dua permukaan
bidang lengkung atau salah satunya datar.

Pembagian lensa berdasarkan banyaknya penyusupan yaitu:

a) Lensa tunggal dengan dua permukaan pembiasan.

b) Lensa gabungan dengan permukaan pembiasan lebih.

Berdasarkan jenisnya, lensa terbagi atas:

1. Lensa cembung (lensa + atau konveks)

Lensa cembung adalah lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan

sinar. Selain itu, lensa cembung juga merupakan lensa + karena dapat
mengumpulkan bayangan yang bisa ditangkap layar dan nyata.
Kombinasi lensa cembung yaitu: bikonveks (cembung-cembung) dan
plankonveks (cekung cembung).

Sinar-sinar utama pada lensa cembung adalah sbb :

a) Sinar datang sejajar pada sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1.

b) Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.

c) Sinar datang melalui titik pusat oktik O diteruskan tanpa membias. Bayangan yang
dibentuk adalah: nyata, terbalik, dan diperbesar.

2. Lensa cekung (lensa – atau konkaf)

Lensa cekung disebut juga sebagai lensa divergen yang bersifat

 menyebarkan sinar. Selain itu, lensa cekung juga merupakan lensa -,
karena tidak dapat membentuk bayangan yang bisa ditangkap layar dan
memiliki harga fokus negatif. Kombinasi lensa cekung yaitu: bikonkav
(cekung-cekung), plankonkav (datar cekung), dan konvek konkav
(cembung cekung).

Sinar-sinar utama pada lensa cekung:

a) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus
aktif F1.
b) Sinar datang seolah-olah menuju ketitik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu
utama.
c) Sinar datang melalui pusat optik O diteruskan tanpa membias. Bayangan yang
dibentuk adalah: maya, tegak, dan diperkecil.

A. Menentukan jarak fokus f lensa positif (konvergen).

Sebuah benda O diletakkan sebelah kiri lensa positif dan bayangan O’ yang
terbentuk disebelah kanan lensa dapat diamati pada sebuah layer. Jika m
pembesaran bayangan (perbandingan panjang O’ dan O), dan L jarak antara
benda dan bayangan (layar) maka jarak focus lensa f dapat ditentukan dari
persamaan:
𝑚𝐿
f = (1+𝑚)2

Jarak focus f juga ditentukan dengan persamaan:

𝑆′
f = (1+𝑚)

Jika S’ jarak bayangan (layer) terhadap lensa, dan m pembesaran bayangan.

 Sebuah benda O diletakkan pada jarak L dari layar (L tetap) kemudian
lensa positif yang akan ditentukan jarak fokusnya digeser-geserkan antara benda
O dan layar, sehingga diperoleh kedudukan ( I dan II ) dimana lensa pada masing
–masing kedudukan tersebut dapat memberikan bayangan yang jelas dari benda
O pada layar (O’). Bayangan yang satu diperbesar dan yang lain diperkecil. Jika
e = jarak antara dua kedudukan lensa yang dapat memberikan bayangan yang
jelas pada layar, maka jarak fokus f dari lensa menurut Bessel dapat ditentukan
dengan rumus:
𝐿2 − 𝑒 2
f= 4𝐿

dimana,
f = jarak titik focus lensa
L = jarak benda ke layer
E = jarak dua lensa
o+i=L
o=L-i
o1 + i1 = L
o1= L - i1
i - i1 = e
i = e + i1
Pada kedudukan lensa I
1/f1 = 1/o + 1/i ----------- /f = (o + I) / oi
1/f = p / (p – 1)i…………………………………….. (1)
Pada kedudukan lensa II
1/f1 = 1/o1 + 1/i1 ------------1/f1 = o1 +i1 / o1 x i1
1/f = p/(p-i1)i1………………………………………. (2)

B. Menentukan jarak focus lensa negatif (divergen)

 Jarak fokus lensa negatif dapat dapat ditentukan dengan persamaan
𝑆 . 𝑆′
f = 𝑆+ 𝑆′ …………………………………………….. (1-4)

Lensa negatif tidak memberikan gambar pada layar karena memberikan

gambar secara tidak ril untuk sebuah benda sejati,untuk mengatasinya kita
letakkan lensa positif pada lensa negatif yang jarak fokusnya sudah diketahuji.
Penentuan titik api kedua lensa dapat diketahui besarnya titik api lensa negatif.

C. Jarak fokus lensa bersusun.

Jika dua lensa tipis dengan jarak fokus masing-masing f1 dan f2 digabungkan
(dirapatkan) akan diperoleh satu lensa bersusun yang jarak fokusnya f dapat
ditentukan dengan persamaan:
1 1 1
=𝑓 +𝑓
𝑓 1 2

D. Cacat Bayangan
Rumus – rumus persamaan lensa yang telah diberikan di atas diturunkan
dengan syarat hanya berlaku untuk “sinar paraksial” , jika syarat tersebut tidak
dipenuhi, maka akan terjadi cacat – cacat bayangan (aberasi)
 BAB II
ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat dan Bahan yang digunakan

1. Lensa positif kuat (tanda ++)

2. Lensa positif lemah (tanda +)

3. Lensa negatif ( tanda - )

4. Benda yang berupa anak panah

5. Lampu pijar untuk benda

6. Layar untuk menangkap bayangan

7. Diafragma

8. Bangku optik

9. Kabel kabel penghubung dan sumber tegangan listrik.

 BAB III
METODE PERCOBAAN

3.1 MetodePercobaan
1) - Menentukan jarak fokus lensa

1. Mengukur tinggi (panjang) anak panah yang dipergunakan sebagai

benda.
2. Menyusun sistem optik berurutan sebagai berikut:

- benda dengan lampu dibelakangnya.

- Lensa positif lemah ( tanda +)

- Layar.

3. Mengambil jarak ke layar lebih besar dari 1 m.

4. Mengukur dan mencatat jarak benda ke layar.

5. Menggeser-geserkan lensa hingga didapat bayangan yang jelas pada

layar.

6. Mencatat kedudukan lensa dan ukur tinggi bayangan pada layar.

7. Menggeserkan lagi kedudukan lensa sehingga didapat bayangan jelas

yang lain. (jarak benda ke layar jangan diubah ).
8. Mengulangi kembali percobaan no. 3 s/d 7 beberapa kali (ditentukan
asisten) dengan harga L yang berlainan.
9. Mengulangi percobaan no. 2 s\d 8 untuk lensa positif kuat ( tanda ++).

10. Membuat bayangan yang jelas dari benda O pada layar dengan
pertolongan lensa positif untuk menentukan jarak lensa negatif f.
11. Kemudian meletakkan lensa negatif antara lensa positif dan layar
,Mengukur jarak lensa negatif ke layar (S)
12. Menggeserkan layar sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada
layar .Mengukur jarak lensa negatif ke layar (S’)
13. Mengulangi percobaan 10 s/d 12 beberapa kali

14. Merapatkan lensa positif kuat (++) dan lensa positif lemah (+) serapat
mungkin untuk menentukan jarak fokus lensa bersusun
 15. Menggunakan cara Bessel untuk menentukan jarak fokus lensa
tersebut

B. Mengamati cacat bayangan

16. Mengggunakan lensa positif kuat dan lampu pijar sebagai benda
untuk mengamati aberasi khromatik.
17. Menggeser- geserkan layar ,maka anda dapat mengamati bahwa suatu
kedudukan akan terdapat bayangan dengan tepi merah dan pada
kedudukan lain bayangan dengan tepi biru .
18. Mencatat masing-masing kedudukan lensa yang memberikan
bayangan dgn tepi berbeda warna.
19. Memasang diafragma pada lampu pijar.Mengulangi percobaan 17
dan 18

20. Mengulangi percobaan 14 dengan menggunakan diagfragma yang

berlainan
21. Meletakan lensa miring terhadap sumbu sistem benda dan layar,
meletakan kaca baur di depan lampu untuk mengamati astigmatisme.
22. Menggeser-geserkan layar dan amati bayangan dari benda.
Kemudian meletakan diafragma di depan benda, dan menggeser-geser
lagi layar, mencatat perubahan apa yg terjadi pada bayangan dari benda.
 BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1 DATA PENGAMATAN

Tabel I

L S1 S1’ h1 h1’
Jenis lensa M1 f1
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
Cembung kuat ++ 136,3 11,0 125,3 1,50 12,5

L S2 S2’ h2 h2’
M2 f2
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
Cembung kuat + 136,3 124,6 11,7 1,5 0,2

L S1 S1’ h1 h1’
Jenis lensa M1 f1
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
136,3 55,0 81,3 1,50 1,70
L S2 S2’ h2 h2’
M2 f2
Cembung lemah (cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
136,3 83,5 52,8 1,50 0,8

ℎ′ 1 1
• M= ; f = 𝑠 + 𝑠′
ℎ

Tabel II
S S1 h h’ f
Jenis lensa
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
Cekung ( - ) 14,0 112,0 1,50 11,0
Tabel III
L S S’ f e
Lensa bersusun
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
(++)…( - ) 136,3 83,0 53,3

Tabel IV
L S S’ f
Warna
(cm) (cm) (cm) (cm)
Biru 139,4 10,5 128,9
Merah 139,4 10,0 129,4

Tabel V
L S S’ f
Posisi
(cm) (cm) (cm) (cm)
Vertikal 134,0 9,0 125,0
horizontal 134,0 10,0 124,0
4.2 PERHITUNGAN

• Tabel I :
- Lensa cembung kuat (++)
ℎ′ 12,5
M1 = = = 8,3333
ℎ 1,5
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠′ 𝑠+𝑠′
11×125,3
= 10,1122
11+125,3

- Lensa cembung kuat (+)

ℎ′ 0,2
M2 = = = 0,1333
ℎ 1,5
1 1 𝑠×𝑠′
f2 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
124,6×11,7
= 10,6957
124,6+11,7

- Lensa cembung lemah

ℎ′ 1,7
M1 = = = 1,1333
ℎ 1,5

1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′

55 × 81,3
= 32,8063
55 + 81,3

ℎ′ 0,8
M2 = = = 0,5333
ℎ 1,5

1 1 𝑠×𝑠′
f2 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′

83,5 × 52,8
= 32,3463
83,5 + 52,8

• Tabel II :
- Lensa cekung
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
• Tabel III :
- Lensa bersusun
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
83 × 53,3 = 32,4571
83 + 53,3

e = √𝑙2 − 4𝑙𝑓 = √136,32 − 4(136,3)(32,4571) = 29,6998

• Tabel IV
- Aberasi kromatik
1) Biru
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
10,5 ×128,9
= 9,7091
10,5 + 128,9

2) Merah
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
10,0 × 129,4
10,0 + 129,4
= 9,2826

• Tabel V
- Astigmatisme
1) Vertikal
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
9,0 × 125,0
= 8,3955
9,0+ 125,0

2) Horizontal
1 1 𝑠×𝑠′
f1 = + =
𝑠 𝑠𝘍 𝑠+𝑠′
 BAB V
PEMBAHASAN

Pada percobaan sifat lensa dan cacat bayangan ini digunakan 3 lensa yaitu cembung
kuat(++), cembung lemah (+) dan cekung (-). Sebelum percobaan dilakukan, diawali dengan
mengukur bangku optik dari lampu pijar ke layar (L) dengan ketentuan lebih dari 100 cm.
Diafragma diatur pada bentuk anak panah. Pada lensa cembung kuat (++) dan lemah (+)
masing – masing diperlakukan satu per satu dengan meletakkan didepan diafragma sampai
terlihat bayangan yang tegas di layar. Diukur jarak (s) dari lampu pijar ke lensa dan (s’) dari
lensa ke layar.
Diukur juga tinggi bayangan yang dihasilkan. Percobaan ini dilakukan 2 kali dengan
cara mendekatkan lensa hampir dekat dengan layar yang dihasilkan sebuah bayangan kecil
daripada percobaan pertama dan tegas. Lensa cembung menghasilkan bayangan nyata,
terbalik, diperbesar. Lensa cembung identik dengan menyebarkan (spread) cahaya. Percobaan
selanjutnya menggunakan lensa cekung (-). Diletakkan lensa cekung didepan diafragma
sampai mendapatkan bayangan yang tegas dilayar. Diukur jarak (s) dari lampu pijar ke lensa
dan (s’) dari lensa ke layar. Diukur tinggi bayangan yang dihasilkan. Lensa cekung
menghasilkan bayangan maya, tegak dan diperkecil karena lensa cekung identik dengan
menyatukan atau memusatkan cahaya.
Pada percobaan lensa bersusun, lensa yang pertama diletakkan adalah lensa cembung
kuat (++). Disini menggunakan lensa cembung kuat karena untuk mendapatkan bayangan
yang lebih tegas daripada lensa cembung lemah (+). Lalu diletakan lensa cekung (-) sebagai
pemusat cahaya. Lensa cembung dan cekung dirapatkan agar pengaturan cahaya pada kedua
lensa tersebut tidak keluar dari lebar lensa. Lensa bersusun digerakkan menjauh dari lampu
pijar agar mendapatkan bayangan yang tegas di layar. Pengukuran (s) dan (s’) tetap.

Untuk aberasi khromatik diperlukan cahaya biru dan merah pada sekeliling bayangan
dengan bantuan lensa cembung kuat (++). Cahaya biru ditandakan bahwa panjang gelombang
tersebut panjang dan cahaya merah memiliki panjang gelombnag cahaya pendek karena
pemantulan cahaya pada lensa cembung kuat (++). Pada astigmatisma digunakan penghalang
cahaya berupa kaca garis kotak – kotak yang berfungsi sebagai pencacat bayangan. Lensa
yang digunakan lensa cembung kuat (++) yang diletakkan diantara kaca garis dan diafragma.
Dengan sedikit dimiringkan kaca garis dan diatur lensa cembung maka akan didapatkan
bayangan garis vertikal dan horizontal.
 Dengan mendekatkan lensa cembung maka akan didapatkan bayangan vertikal
dan sebaliknya. Diharuskan fokus kedua pada percobaan kedua lensa cembung dengan
percobaan astigmatisma karena alat percobaan yang kurang teliti sehingga dihasilkan
hasil fokus yang berbeda jauh.
 BAB VI

KESIMPULAN

Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka

dapat ditarikkesimpulan sebagai berikut.
- Pada percobaan kali ini , didapatkan data hasil perhitungan sebagai berikut :
a) Pada lensa cembung kuat (++) didapatkan perbesaran sebesar 8.3333 kali
dengan jarak fokus (f1) sebesar 10.1122 cm dan jarak fokus (f2) sebesar
10.6957 cm dengan perbesaran sebesar 0.1333 kali.
b) Pada lensa cembung lemah (+) didapatkan perbesaran sebesar 1.1333 kali
dengan jarak fokus (f1) sebesar 32.8063 cm dan jarak fokus (f2) sebesar
32.3463 cm dengan perbesaran sebesar 0.5333 kali.
c) Pada lensa cekung (-) didapatkan jarak fokus (f) sebesar 12.4444 cm.
d) Pada lensa bersusun (++)...(-) didapatkan jarak fokus (f) sebesar 32.4571
cmdengan jarak antara dua lensa (e) sebesar 29.6998 cm.
e) Pada aberasi kromatik didapatkan jarak fokus (f) sebesar 9.7091 cm
untukwarna biru dan 9.2826 cm untuk warna merah.
f) 6. Pada astigmatisma didapatkan jarak fokus (f) sebesar 8.3955 cm untuk
garisvertical dan 9.2537 cm untuk garis horizontal.
- Lensa cembung menghasilkan bayangan nyata, terbalik dan diperbesar karena
lensa cembung menyebarkan cahaya.
- Lensa cembung mengurangi cacat bayangan dengan cara memfokuskan cahaya
lalu dipantulkan ke kaca garis. Jika lensa cembung didekatkan ke lampu pijar, akan
didapatkan bayangan vertikal dan sebaliknya.
- Lensa cekung menghasilkan bayangan maya, terbalik dan diperkecil karena
lcekung memusatkan cahaya.
- Cacat bayangan terjadi karena adanya penghalang cahaya seperti kaca garis yang
tidak meratakan bayangan diakibatkan permukaan kaca garis yang tidak merata.
- Jarak bayangan yang terbentuk berbanding terbalik dengan jarak benda. Semakin
besar jarak benda dari titik pusat optik semakin kecil bayangan yang terbentuk.
 DAFTAR PUSTAKA

Laboratorium Fisika, Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2, Universitas Pakuan,Bogor.

Hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Jakarta : Erlangga

Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA kelas X Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga. Giancoli,
Douglas, C. 2001. Fisika Edisi kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.

LAMPIRAN
1. Hitunglah jumlah tembaga yang mengendap untuk tiap percobaan!
Percobaan 1 = 49.15-48.90 = 0.25 gram
Percobaan 2 = 58,50-58.20 = 0.30 gram
Percobaan 3 = 54.65-54.20 = 0.45 gram

2. Berdasarkan jumlah endapan tembaga yang didapat, hitunglah jumlah muatan

yang telah dipergunakan untuk menguraikan larutan (untuk tiap tiap
percobaan).
63,5 1
0,25 = ∙ ∙ I ∙ 1200
2 96500
I = 0,63 A
63,5 1
0,30 = ∙ ∙ I ∙ 1200
2 96500
I = 0,76 A
63,5 1
0,45 = ∙ ∙ I ∙ 1200
2 96500
I = 1,14 A

3. Buatlah grafik hasil peneraan, yaitu antara kuat arus hasil perhitungan
no.2dengan kuat arus yang terbaca pada Amperemeter.

Grafik Hasil Peneraan

0,9 0,8
Kuat arus terbaca (Ampere)

0,8
0,7 0,6
0,6
0,5 0,4
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0,63 0,76 1,14
Kuat arus hasil perhitungan (Ampere)

4. Berikan perhitungan pada tiap pengukuran pada tiap percobaan beserta

kesalahannya.
(0,63 − 0,40)
kesalahan = × 100% = 36,51%
0,63
 (0,76 − 0,60)
kesalahan = × 100% = 21,05%
0,76
(1,14 − 0,90)
kesalahan = × 100% = 29,82%
1,14