LAPORAN
PRAKTIKUM MATA KULIAH
GELOMBANG DAN OPTIK
“CERMIN CEKUNG”
Disusun oleh :
Kelompok 6
1.
Yasinta Kuswinarto (13030654058)
2.
Deviana Eka R. S. (13030654066)
3.
Wiwik Jumiati (13030654076)
4.
Putri Irawati (13030654080)
PRODI
PENDIDIKAN IPA B 2013
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2015
Cermin Cekung
Abstrak
Percobaan yang dilakukan pada tanggal 19 November 2015 yang
berjudul “Cermin Cekung ” di
Laboratorium IPA Universitas Negeri Surabaya bertujuan untuk menentukan
pengaruh jarak benda terhadap jarak fokus pada cermin cekung. Metode yang
digunakan adalah meletakkan cermin cekung dengan penumpu di ujung papan
lintasan dan meletakkan lilin di depan cermin cekung dengan jarak tertentu.
Kemudian menangkap bayangan pada papan serta mengukur jarak bayangannya.
Setelah itu menghitung jarak fokusnya dan mengulangi percobaan sebanyak 10 kali
dengan jarak benda yang berbeda. Hasil percobaan kami menunjukkan jarak benda
terhadap cermin cekung berpengaruh pada jarak bayangan yang dihasilkan. Sesuai
dengan hipotesis kami, bahwa semakin besar jarak benda maka semakin kecil jarak
bayangan dan jarak fokus akan tetap. Namun dalam percobaan kami, diperoleh jarak
fokus rata-rata sebesar 4,99 cm dengan ketidakpastian 36,54% dan taraf
ketelitian sebesar 63,46%. Hasil ini memiliki selisih 0,1 cm dengan jarak fokus
secara teori yakni 5 cm. Hal ini
dikarenakan kurang telitinya praktikan dalam mengamati jarak bayangan sehingga
pengukuran jarak bayangan kurang valid serta dalam menghitung fokus bayangan
dimana terdapat pembulatan angka pada hasil perhitungan.
Kata Kunci : cermin cekung, jarak benda, jarak bayangan,
jarak fokus
BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Pada saat kita atau benda-benda
lain berada di depan permukaan yang memantulkan cahaya, kita dapat
mengamati bayangan yang dihasilkan oleh permukaan yang memantulkan cahaya
tersebut. Benda yang permukaannya dapat memantulkan cahaya disebut cermin.
Pemantulan pada suatu permukaan benda memiliki dua jenis sinar, yaitu sinar
datang dan sinar pantul. Ada tiga jenis
cermin, salah satu dari ketiga jenis cermin tersebut adalah cermin
cekung. Cermin cekung adalah cermin yang permukaannya cekung berbentuk
irisan bola yang bagian dalamnya memantulkan keseluruhan cahaya yang
diterimanya.
Ketika kita meletakkan sebuah
benda dengan jarak yang lebih besar dari titik fokus cermin cekung, bayangan
benda yang terjadi selalu nyata karena merupakan perpotongan langsung sinar-sinar
pantulnya (di depan cermin cekung). Akan tetapi, ketika benda kita letakkan
pada jarak di antara titik fokus dan cermin, kita akan mendapatkan bayangan di
belakang cermin cekung (maya), diperbesar, dan tegak (Risal, 2013).
Ketika sebuah benda diletakkan
didepan cermin cekung maka akan dihasilkan suatu bayangan dari benda tersebut.
Jarak benda dengan cermin dapat mempengaruhi jarak bayangan yang dihasilkan
serta jarak fokusnya. Untuk membuktikannya dilakukan percobaan “Cermin Cekung”
untuk menentukan jarak bayangan dan jarak fokus cermin cekung dengan
memanipulasi jarak bendanya.
B.
Rumusan
Masalah
Berdasarkan
latar belakang diatas dapat
diambil suatu rumusan masalah yaitu “Bagaimana pengaruh jarak benda terhadap
jarak fokus pada cermin cekung ?”
C.
Tujuan
Adapun tujuan
dari rumusan masalah diatas adalah
:
“Menentukan pengaruh jarak benda
terhadap jarak fokus pada cermin cekung”
D.
Hipotesis
Adapaun hipotesis dalam percobaan ini adalah “Semakin
besar jarak benda maka semakin kecil jarak bayangan dan fokusnya akan tetap”
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Cermin Cekung
Salah satu jenis
cermin yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah cermin cekung. Cermin
cekung adalah cermin yang bentuknya lengkung, dimana permukaan cermin yang
memantulkan cahaya, melengkung ke belakang. Bayangan yang dihasilkan adalah bayangan nyata atau
maya. Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan mengumpul
pada satu titik yang dinamakan titik fokus. Cermin cekung di sebut juga cermin
konkaf atau cermin positif.
Salah satu penerapan dari cermin cekung digunakan
pada lampu senter dan lampu depan mobil. Penggunaan cermin cekung pada lampu
senter ataupun lampu depan mobil untuk memparalelkan cahaya sehingga semua
cahaya dapat bergerak lurus ke depan. Jika kaca penutup depan lampu senter
dibuka, dan melepaskan cermin cekung maka cahaya senter yang dihasilkan melebar
ke semua arah dan tidak dapat menerangi benda atau permukaan jalan pada jarak
jauh.
Gambar 2.1 Bagian-bagian Cermin
Cekung
Keterangan :
a.
P : Titik pusat kelengkungan
cermin.
b.
F : Titik fokus.
c.
O : Titik pusat permukaan cermin.
d.
OF : Jarak fokus, panjangnya ½
jari-jari kelengkungan cermin,
e.
OP : Sumbu utama
f.
R1,
R2, R3 : Ruang di
depan cermin.
g.
R4 : Ruang di belakang cermin.
B. Titik Fokus Cermin Cekung
Jika permukaan
cermin cekung yang memantulkan cahaya dihadapkan pada benda yang sangat jauh
misalnya matahari, maka berkas cahaya yang dipancarkan matahari akan sejajar
dengan sumbu utama cermin cekung. Sumbu utama adalah garis khayal yang tegak
lurus dengan bagian tengah permukaan cermin cekung.
Ketika menumbuk
permukaan cermin cekung, masing-masing berkas cahaya atau sinar cahaya mematuhi
hukum pemantulan cahaya. Di antara sinar datang dan sinar pantul terdapat garis
normal yang tegak lurus dengan permukaan cermin yang dilalui sinar cahaya,
tetapi garis normal tidak digambarkan. Sudut antara sinar datang dengan garis
normal sama dengan sudut antara sinar pantul dengan garis normal. Berbeda
dengan cermin datar yang mempunyai permukaan datar sehingga semua garis normal
searah, pada cermin cekung garis normal tidak searah karena permukaan cermin
cekung melengkung dan tidak datar. Semua sinar pantul tersebut berpotongan pada
satu titik yang berhimpit dengan sumbu utama yang dinamakan titik fokus (F).
Dengan kata lain, titik fokus merupakan titik bayangan dari benda yang berjarak
sangat jauh dari permukaan cermin cekung, misalnya matahari dan bintang.
Gambar 2.2. Titik Fokus Cermin Cekung
A. Sinar-Sinar Istimewa Pada Cermin Cekung
Ada 3 sinar istimewa yang dapat
digunakan untuk menentukan letak bayangan sebuah benda yang berada di depan
cermin cekung, yaitu :
1. Sinar yang datangnya sejajar sumbu utama
cermin akan dipantulkan melalui titik fokus.
Gambar
2.3. Sinar Datang
Sejajar Sumbu Utama
2. Sinar yang datangnya melewati titik fokus
akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
Gambar 2.4. Sinar Datang Melalui Titik Fokus
3. Sinar yang datangnya melewati titik pusat
kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali melalui lintasan yang sama dengan
sinar datangnya.
Gambar 2.5 Sinar Datang Menuju
Pusat Kelengkungan
B.
Persamaan
pada Cermin
Hubungan antara jarak benda (s),
jarak fokus (F)
dan jarak bayangan (s’) pada cermin cekung dapat ditentukan dengan persamaan :
Jarak
fokus sama dengan setengah dari jarak pusat kelengkungan cermin, F = 1/2 R, sehinggarsamaan cermin cekung dapat juga
dituliskan dalam bentuk :
BAB III
METODE PENELITIAN
A.
Jenis
Penelitian
Jenis penelitian pada kali ini yang kami
lakukan yaitu eksperimen. Hal ini dikarenakan pada kegiatan praktikum melakukan
proses eksperimen terhadap jarak benda (lilin) dan menggunakan variabel.
B.
Waktu
dan Tempat Penelitian
Percobaan
ini dilakukan di laboratorium IPA kampus Unesa Ketintang pada hari Kamis 19 November
2015 pukul 10.00 WIB
C.
Alat dan
Bahan
1) Cermin
cekung dengan penumpu 1 buah
2) Lilin
dengan penumpu 1
buah
3) Papan
lintasan 1
buah
4) Papan 1
buah
D.
Variabel
dan Definisi Operasional
1. Variabel
kontrol : Jenis cermin
Definisi
operasional :
Dalam percobaan ini yang dibuat sama yaitu jenis cermin. Cermin
yang digunakan adalah cermin cekung. Cermin cekung adalah cermin yang bentuknya
lengkung, di mana permukaan cermin yang memantulkan cahaya, melengkung ke
belakang.
2. Variabel
manipulasi : Jarak benda (P1)
Definisi
operasional :
Dalam percobaan ini, jarak benda dimanipulasi. Jarak benda ini
merupakan jarak antara benda dengan cermin cekung. Jarak benda dimanipulasi
sebesar (P1) sebesar 5 cm; 5,5 cm; 6 cm;
6,5 cm; 7 cm; 7,5 cm; 8 cm; 8,5 cm; 9 cm; dan 9,5 cm.
3. Variabel
respon : Jarak bayangan dan
jarak fokus
Definisi
operasional :
Setelah melakukan percobaan ini maka akan diperoleh jarak bayangan dan
jarak fokus. Jarak bayangan diketahui dengan mengujur jarak antara cermin
dengan bayangan. Jarak fokus diketahui dengan menghitung melalui persamaan 1/F = 1/s + 1/s’
E.
Rancangan
Percobaan
Gambar 3.1. Rancangan
Percobaan
F.
Alur
Percobaan
 |
G. Langkah kerja
1. Mempersiapkan
alat-alat yang akan digunakan
2. Meletakkan
cermin cekung dengan penumpunya pada ujung papan lintasan
3. Meletakkan
lilin dengan penumpunya pada papan lintasan dengan jarak tertentu yaitu 5 cm
dari cermin cekung
4. Menangkap
bayangan lilin dengan cara meletakkan papan di depan lilin
5. Mengukur
jarak antara cermin cekung dengan papan penangkap bayangan lilin
6. Menghitung
jarak fokus (f)
7. Mengulangi
percobaan dengan jarak cermin cekung ke lilin sebesar ; 5,5 cm; 6 cm; 6,5 cm; 7
cm; 7,5 cm; 8 cm; 8,5 cm; 9 cm; dan 9,5 cm.
BAB IV
DATA, ANALISIS, DAN DISKUSI
A.
Data
Tabel
1. Hasil Percobaan Pada Cermin Cekung
|
Percobaan ke-
|
(s ± 0,1 ) cm
|
(s’ ± 0,1) cm
|
F (cm)
|
|
1
|
5,0
|
24,4
|
4,15
|
|
2
|
5,5
|
24,0
|
4,47
|
|
3
|
6,0
|
20,5
|
4,64
|
|
4
|
6,5
|
18,5
|
4,81
|
|
5
|
7,0
|
18,2
|
5,06
|
|
6
|
7,5
|
17,0
|
5,20
|
|
7
|
8,0
|
16,5
|
5,38
|
|
8
|
8,5
|
14,5
|
5,35
|
|
9
|
9,0
|
13,5
|
5,40
|
|
10`
|
9,5
|
12,7
|
5,43
|
Keterangan
:
Fokus cermin cekung = 5
cm
B.
Analisis
Berdasarkan
percobaan yang telah kami lakukan maka dapat diperoleh data seperti diatas.
Dari percobaan tersebut maka data yang kita peroleh yaitu jarak bayangan
berdasarkan jarak benda yang telah kami tentukan. Setelah jarak bayangan
diperoleh maka dapat ditentukan fokus benda dengan menggunakan rumus 1/F = 1/s +
1/s’ maka
diperoleh data yang telah kami sajikan diatas. Fokus
rata-rata dari percobaan 1- 10 diperoleh fokus sebesar 4,99 cm. Sedangkan fokus
teori sebesar 5 cm. Sehingga fokus rata-rata dari percobaan dengan fokus teori
tidak berbeda terlalu jauh. Perbedaannya antara fokus rata-rata dengan fokus
teori hanya 0,1 cm.
Pada
percobaan yang telah kami lakukan dengan jarak benda 5,0 cm dan jarak bayangan
sebesar 24,4 cm maka fokus yang kami peroleh sebesar 4,15. Pada jarak benda 6,0
cm dan jarak bayangan sebesar 20,5 cm maka fokusnya sebesar 4,64 cm. Pada jarak
benda 9,0 cm dan jarak bayangan sebesar 13,5 cm maka fokusnya sebesar 15,40 cm.
Pada jarak benda 9,5 cm dan jarak bayangan 12,7 cm maka fokusnya sebesar 5,43
cm. Dari percobaan yang telah kami lakukan 4 data tersebut memiliki fokus yang
perbedaannya sangat jauh dengan fokus teori. Perbedaan data antara fokus teori
dengan fokus perhitungan dari ke empat data secara berurutan yaitu sebesar 0,83
cm, 0,34 cm, 0,06 cm, dan 0,45 cm. Dari data tersebut kami dapat menghitung
ketidakpastian dan juga taraf ketelitian dari rata-rata fokus perhitungan dibandingkan dengan fokus teori.
Ketidakpastian dari percobaan ini yaitu sebesar 36,54 % dan taraf ketelitiannya
63,46 %.
Berdasarkan
percobaan yang telah kami lakukan maka jarak bayangan yang kami peroleh yaitu
semakin kecil ketika jarak benda yang kita tentukan semakin besar. Hal tersebut
sesuai dengan hipotesis kami yaitu, ketika jarak benda yang telah kita tentukan
semakin besar atau semakin jauh maka jarak bayangan yang diperolah semakin
kecil. Dari tabel 1 diatas maka dapat dibuat grafik hubungan pengaruh jarak
benda terhadap jarak bayangan sebagi berikut :
Grafik
diatas menunjukkan bahwa semakin besar jarak benda yang ditentukan maka jarak
bayangan yang dihasilkan semakin kecil.
C.
Pembahasan
Percobaan
yang telah kami lakukan yaitu percobaan cermin cekung. Cermin cekung adalah
cermin yang berbentuk irisan bola yang bagian dalamnya memantulkan keseluruhan
cahaya yang diterimanya. Sifat dari cermin cekung adalah mengumpulkan
sinar-sinar pantul. Titik berkumpulnya sinar-sinar pantul disebut dengan titik
fokus atau titik api. Hal tersebut sesuai dengan percobaan yang telah kami
lakukan yaitu ketika lilin diletakkan didepan cermin cekung dengan jarak yang
telah ditentukan maka cermin tersebut dapat memantulkan keseluruhan cahaya yang
diterima oleh cermin cekung. Dari pemantulan lilin yang diterima oleh cermin
cekung maka terbentuklah bayangan pada layar.
Saat
lilin berada dekat dengan cermin cekung, bayangan cahaya lilin yang terbentuk ialah cahaya lilin
terlihat semu, ukurannya lebih besar dan posisinya tegak. Saat lilin dijauhkan
dari cermin cekung, bayangan cahaya lilin yang terbentuk ialah nyata dan
posisinya terbalik, sedangkan ukurannya dapat diperbesar dan diperkecil sesuai
dengan jarak cermin dengan lilin. Sehingga ketika jarak benda semakin jauh maka
jarak bayangan yang terbentuk semakin kecil.
Fokus yang
diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan perhitungan rumus 1/F = 1/s + 1/s’ dengan fokus teori perbedaannya tidak terlalu
signifikan hanya berbeda 0,1 cm dengan fokus rata-rata.
Pada
percobaan yang kami lakukan yaitu mentukan jarak bayangan, hasilnya dapat
diperoleh sebagai berikut:
1.
Pembentukan Bayangan
Untuk
menentukan bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung maka menggunakan sinar istimewa.
Percobaan yang telah kami lakukan dari 10 percobaan tersebut hasilnya adalah
sifatnya nyata, terbalik dan juga diperkecil. Hal tersebut karena benda yaitu
lilin diletakkan diluar pusat kelengkungan cermin sehingga bayangan yang
terbentuk bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil dan terletak diantara pusat
kelengkungan cermin dan titik fokus. Dari percobaan yang telah kami lakukan
sesuai dengan hipotesis yang telah kita tentukan yaitu jarak benda yang
ditentukan semakin besar maka jarak bayangan yang terbentuk semakin kecil.
2.
Fokus bayangan
Untuk menentukan fokus bayangan
yaitu dengan menggunakan perhitungan. Fokus yang telah kami peroleh dari
perhitungan kami peroleh dari percobaan kemudian mendapatkan data jarak
bayangan. Kemudian hasil dari 10 percobaan tersebut maka kita rata-rata fokus
tersebut hasilnya sebesar 4,99. Fokus rata-rata terdapat perbedaan dengan fokus
teori namun perbedaannya tidak terlalu signifikan hanya 0,1 cm. Dari 10
percobaan tersebut terdapat fokus yang memiliki perbedaan agak jauh dengan
fokus teori. Perbedaan hasil tersebut
disebabkan kurang telitinya praktikan dalam mengamati jarak bayangan sehingga
pengukuran jarak bayangan kurang valid dan untuk menghitung perhitungan fokus
bayangan terdapat pembulatan angka pada hasil perhitungan. Berdasarkan
percobaan yang telah kami lakukan maka ketidakpastian antar fokus teori dengan
fokus perhitungan yaitu sebesar 36,54 % sehingga taraf ketelitian yang diperoleh
sebesar 63,46 %. Ketidakpastian yang kita dapatkan dari percobaan ini besar dan
pada akhirnya taraf ketelitiannya kecil. Hal tersebut disebabkan karena terdapat
fokus perhitungan yang hasilnya selisih agak jauh dibandingkan dengan fokus
teori, namun fokus rata-rata perhitungan yang kami dapatkan perbedaanya tidak
terlalu signifikan dengan fokus teori.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan
percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa jarak benda terhadap
cermin cekung berpengaruh pada jarak bayangan yang dihasilkan. Sesuai dengan
hipotesis kami, bahwa semakin besar jarak benda maka semakin kecil jarak
bayangan dan jarak fokus akan tetap. Namun dalam percobaan kami, diperoleh
jarak fokus rata-rata sebesar 4,99 cm dengan ketidakpastian 36,54% dan taraf
ketelitian sebesar 63,46%. Hasil ini memiliki selisih 0,1 cm dengan jarak fokus
secara teori yakni 5 cm. Hal ini
dikarenakan kurang telitinya praktikan dalam mengamati jarak bayangan
sehingga pengukuran jarak bayangan kurang valid serta dalam menghitung fokus
bayangan dimana terdapat pembulatan angka pada hasil perhitungan.
B. Saran
Setelah
kami melakukan percobaan ini dapat disarankan bahwa praktikan harus lebih
teliti lagi dalam mengukur jarak benda maupun jarak bayangan yang dihasilkan.
Selain itu praktikan harus cermat dalam menentukan bayangan yang terbentuk. Dengan
demikian akan didapatkan hasil fokus yang lebih sesuai dengan teori.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2015. Cermin Cekung (online),
(https://gurumuda.net/cermincekung.htm, diakses 17 November 2015).
Anonim. Pemantulan Pada Cermin Cekung (online),
(http://dokumen.tips/documents/cermin-cekung-55a4d53fb53f0.html diakses 21
November 2015).
Tim. 2015. Modul Praktikum Gelombang dan Optik.
Surabaya : Laboratorium IPA Dasar FMIPA Unesa.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar