LKM - Laporan Praktikum Pembiasan pada Bidang Batas Udara ke Air

LEMBAR KERJA MAHASISWA (LKM)

MATA PELAJARAN FISIKA SMA

DISUSUN OLEH :

MAHASISWA PENDIDIKAN FISIKA ANGKATAN 2014

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PENDIDIKAN FISIKA

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

TAHUN AJARAN 2016

LKM : Pembiasan pada Bidang Batas Udara ke Air

1.      Tujuan percobaan

Setelah melakukan percobaan ini siswa diharapkan dapat menghitung indeks bias air.

2.      Landasan teori

Cahaya datang dari medium renggang ke medium rapat akan dibiaskan mendekati garis normal.

3.     

Cahaya datang dari medium rapat ke medium renggang akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Indeks bias juga dapat dinyatakan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahaya dalam medium dengan cepat rambat cahaya dalam medium

 Contoh :

 jika cahaya merambat dari udara ke air, maka indeks bias air adalah :

nair = indeks bias air

Cudara = cepat rambat cahaya pada medium udara 

Cair = cepat rambat cahaya pada medium air

 Sudut batas : adalah besarnya sudut datang yang menyebabkan sudut biasnya 90° (sinar biasnya berhimpit dengan bidang batas). Sudut batas terjadi jika cahaya merambat dari medium rapat ke medium kurang rapat. Jika cahaya datang dengan sudut yang lebih besar dari sudut batas, maka cahaya tidak dibiaskan, melainkan akan dipantulkan sempurna (memnuhi hokum pemantulan). Dalam hal ini bidang batas antara dua medium yang berbeda kerapatannya berfungsi sebagai bidang pantul.  Fenomena pemantulan sempurna dalam kehidupan sehari-hari :
1. Pada siang hari yang panas, jalan beraspal kelihatan berair.
2. Di padang pasir yang tandus kelihatan ada sumber mata air.
Kedua fenomena diatas disebut dengan fatamorgana (bayang-bayang semu)

Terjadinya pemantulan sempurna :

saat cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat dengan sudut datang tertentu, cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. Bila sudut datang terus diperbesar, maka suatu saat sinar bias akan sejajar dengan bidang yang berarti besar sudut biasnya 90°.Sekali lagi apabila sudut datang diperbesar, maka tidak ada lagi cahaya yang dibiaskan, sebab seluruhnya akan dipantulkan. Sudut datang pada saat sudut biasnya mencapai 90° ini disebut sudut kritis (saat sin r = sin 90 = 1).

Persamaan sudut kritis :

 Syarat terjadinya pemantulan sempurna :

1. Cahaya datang dari medium renggang ke medium rapat
2. Sudut datang > sudut batas

Pembiasan Pada Kaca Plan Paralel

Kaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajar. pembiasan yang terjadi pada plan paralel memenuhi hokum pembiasan.

 

Persamaan pergeseran sinar pada balok kaca :

Keterangan :

d = tebal balok kaca, (cm)

i = sudut datang, (°)

r = sudut bias, (°)

t = pergeseran cahaya, (cm)

 (1) Sinar datang dari udara ke kaca, berarti dari medium renggang ke medium rapat. Dalam hal ini sinar akan dibiaskan mendekati garis normal (2).Sinar bias  berfungsi sebagai sinar datang pada bidang batas kaca dengan udara. Dalam
hal ini sinar datang dari medium rapat ke medium renggang, sehingga sinar dibiaskan
menjauhi garis normal. Arah sinar datang dengan sinar yang keluar dari kaca plan paralel
merupakan sinar yang sejajar.

4.      Alat-alat percobaan

kode	Nama alat	jml
POG 460 01	Kotak cahaya	1
POG 460 03	Diafragma 1 dan 2 celah	1
POG 350	Tangki plastic	1
KAL60/5A	Catu daya	1

kode	Nama alat	jml
KAL 99	Kabal penghubung	2
	Busur derajat	2
	Penggaris	1
	Kertas A4	1

5.      Persiapan percobaan

a.       Siapkan peralatan sesuai daftar

b.      Susunlah paralatan seperti gambar 4.1

c.       Siapkan sehalai kertas, kemudian buatlah dua garis tegak lurus di tengah-tengan kertas

d.      Buatlah garis-garis 20⁰ , 30⁰ , dan seterusnya sampai sudut 60⁰ dengan garis sumbu PQ pada kertas itu seperti Gambar 4.1

e.       Letakkan tangkai plastic seperti gambar 4.1 buatlah titik tengah permukaan tengah permukaan depan tangki

f.       Isilah tangki plastik dengan air sampai penuh

g.      Gunakan bagian depan kotak cahaya untuk menghasilkan sinar sejajar

h.      Masukkan diafgragma 1 celah padah celah pemegang diafgragma depan kotak cahaya

i.        Hubungkan catu daya kesumber tegangan PLN. Pastikan bahwa catu daya dalam keadan mati

j.        Pilih tegangan keluaran catu daya 12V

k.      Hubungkan kotak cahaya.

6.      Langkah-langkah

a.       Ubahlah kedudukan kotak cahaya dengan memutarnya samapai sinar datang berimpit dengan garis yang memilih kemiringan sudut 20⁰ terhadap PO, sehingga membuat sudut datang sama dengan 20 ⁰  sesuai gambar 4.2

b.      Buatlah garis normal pada titik sinar datang ke dua (permukaan belakang tangki ) kemudian beri tanda dengan hurup “ n” kemudian buatlah dua buah tanda pada sinar bias di luar tangki untuk menunjukan arah sinar bias

c.       Gambarlah garis luas tangki kemudian buatlah tangki

d.      Gambarlah garis bias di belakang kangki menggunakan tanda yang telah di buat.

e.       Ukurlah sudut bias r₁ , sudut datang pada permukaan kedua i₂ dan sudut bias pada permukaan luar r₂ tulislah hasilnya pada table dibawah ini

f.       Ulangi langkah a sampai f didapatkan 4 data i₁ sesui tabel

7.      Hasil

a.      Isikanlah data hasil pengamatan tapa tabel

No	I1	ri	I2	r2	Sin i1	Sin r1	Sin i2	Sin r2
1	20	20	23	5	0,3	0,3	0,3	0,0	0	0
2	30	21	15	23	0,3	0,3	0,2	0,3	1,6	0,6
3	40	31	11	33	0,5	0,5	0,2	0,5	1,2	0,4
4	50	20	5	20	0,7	0,3	0,0	0,3	2,3	0
5	60	10	55	30	0,8	0,1	0,8	0,5	0,5	0,5

b.      Lengkapilah tabel bengan nilai yang didapat dari perhitungan menggunakan persamaan seperti yang terdapat pada kolom judul tabel di atas.

 disebut indeks bias medium dimana sinar di biaskan relatif terhadap medium sumber sinar berasal.  pada tabel . Apa yang dapat anda katakana tentang nilai tersebut? Apakah nilainya tidak tetap , atau hamper tetap atau tetap ?

Jawab : merurut saya nilainya tidak tetap, mengapa nilainya tidak tetap karna jika nilainya tetapnya tetap jadi setiap sudut tidak mandapatkan perubahan sedangkan sudutnya berbeda-beda. Jadi itulah mengapa nilainya berubah-rubah

c.       Apa yang dapat anda katakan tentang arah  sinar datang dan arah sinar bias yang meninggalkan air ?

Jawab: kerena dengan adanya air maka mengadakan pemantulan sehingga air ditinggalkan oleh cahaya

8.      Pembahasan

Dari percobaan yang telah kami lakukan yang berjudul pembiasan pada bidang batas udarah ke air, kami milai melakukan percobaan menggunakan kotak cahaya, untuk menentukan cahaya yang di hasilkan dari tangki palstik ditutup dengan diapragma 1 dan 3 celah, diberi alas dengan kertas A4 untuk menentukan nilai sudut cahaya dari 20⁰ sampai seterusnya dengan menggunakan busur derajat dihidupkan dengan catu daya.

Cahaya yang dihasilkan itu meninggalkan air karena air mengakibatkan pemantulan pada cahaya, pada setiap sudut hasilnypun berbedajika seandainya cahaya yang dipantulkan tetap sama maka berarti sudut pamantulan tidak ada perubahan. kami melakukan percobaan dengan bergantian karna alatnya hanya satu rangkap dan yang menggunakan alat itu sekitar 6 orang akhirnya kami melakukannya dangan bergilir. Jadi ada yang melanjutkan percobaannya besok harinya karna kekurangan waktu untuk melakukan percobaannya. Dari praktikum ini kami menentukan nilai i_1, i_2, r₁ , r_2, sin i_1, sin i_2, sin r_1, dan sin r₂ jika nilainya suadah ditemukan maka dapat mentukan analisadata jika ada yang tidak di temukan maka tidak bisa menentukan nilai analisa datanya. Dengan menentukan nilai-nilai tersabut makan akan mudah untuk mendapatkan hasilnnya.

9.      Kesimpulan

Dari percobaan yang telah kami lakukan kami dapat menyimpulkan bahwa pembiasan pada bidang batas udara ke air menentukan nilai i_1, i_2, r₁ , r_2, sin i_1, sin i_2, sin r_1, dan sin r₂ mulai dari 20⁰ sampai dengan 60⁰ jika tidak di temukan salah satunya maka tidak akan ditemukan hasilnya.

 

Download File PDF nya di sini:

LIHAT DAFTAR KUMPULAN PRAKTIKUM FISIKA LENGKAP DAN GRATIS DOWNLOAD