RSS
Write some words about you and your blog here

suthe

Pages

makalah seminar fisika unismuh (memahami cermin lengkung dan lensa dengan menggunakan konvensi tanda)

BAB I
PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG
Cermin dan lensa merupakan bagian dari optika geometri, yaitu
bagian dari ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya secara geometrik. Dalam hal ini mempelajari sifat-sifat pemantulan dan pembiasan. Dimana cermin berkaitan dengan hukum-hukum pemantulan sedangkan lensa berkaitan dengan hukum-hukum pembiasan. Ada dua macam cermin, yaitu cermin datar dan cermin lengkung. Cermin lengkung meliputi cermin cekung dan cermin cembung. Lensa dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Pada lensa cembung (konveks) bagian tengahnya lebih tebal,mengumpulkan sinar (konvergen), memiliki tiga golongan yaitu cembung ganda (bikonveks), cembung datar (plankonveks), cembung cekung (konkaf-konveks). Pada lensa cekung (konkaf) yang bersifat memencarkan sinar (divergen) memiliki tiga golongan, yaitu bikonkaf, plankonkaf, dan konveks-konkaf. Namun untuk memahami materi ini akan membutuhkan ketelitian yang sangat tinggi sehingga kebanyakan siswa yang kurang memahami materi ini yaitu cermin lengkung dan lensa khususnya mengenai masalah tanda serta kurang mengerti apa artinya tanda pada cermin lengkung dan lensa. Adapun beberapa masalah mengenai tanda yang dianggap susah dipahami oleh siswa dan sekaligus menjadi alasan penulis mengangkat dan mengajukan judul seminar ini antara lain:
Siswa sulit memahami cermin lengkung dan lensa terutama pada arah sinar terbalik misalnya dari kiri ke kanan begitupun sebaliknya.
Menentukan tanda negatif dan positif terutama dalam sifat bayangan dan perbesaran bayangan benda.
Masih adanya buku-buku yang menyatakan bahwa perbesaran bayangan (M) menggunakan tanda mutlak.
RUMUSAN MASALAH
Bagaimana cara memahami cermin lengkung dan lensa dengan mudah?
Bagaimana cara agar siswa dapat meneyelesaikan soal-soal dengan mudah?
TUJUAN
Untuk memudahkan siswa memahami cermin lengkung dan lensa.
Unutk memudahkan siswa dalam menyelesaikan soal-soal cermin lengkung dan lensa.
MANFAAT
Bagi siswa : Diharapkan kepada siswa agar lebih mudah memahami cermin lengkung dan lensa serta dapat menyelesaikan soal-soal dengan mudah.
Bagi guru : Sebagai pertimbangan untuk menerapkan cara penyajian materi khususnya cermin lengkung dan lensa dengan menggunakan konvensi tanda.
Bagi sekolah : Sebagai bahan referensi dalam upaya peningkatan hasil belajar siswa.









BAB II
KAJIAN PUSTAKA

CERMIN LENGKUNG
Bagian-Bagian Cermin Lengkung dan Penomoran Ruang
Cermin cekung

Cermin cembung

Gambar. Bagian-bagian cermin cekung dan penomoran ruang cermin
cekung


Konvensi Tanda Cermin Lengkung
Jarak fokus (f) dan jari-jari kelengkungan cermin (R) bertanda positif (+), jika titik fokus (F) dan titik pusat kelengkungan cermin (C) berada di depan cermin pada cermin cekung dan bertanda negatif (-) pada cermin cembung.
Cermin cekung

Gambar. (a) Jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin pada cermin cekung di sebelah kiri.
(b) Jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin pada cermin cekung di sebelah kanan.
Cermin cembung

Gambar. (a) Jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin pada cermin cembung di sebelah kiri.
(b) Jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin pada cermin cembung di sebelah kanan.
Jarak benda (s) bertanda positif (+), jika benda terletak di depan cermin (benda nyata).
Cermin cekung

Gambar. (a) Benda terletak di depan cermin cekung di sebelah kiri
(b) Benda terletak di depan cermin cekung di sebelah kanan
Cermin cembung

Gambar. (a) Benda terletak di depan cermin cembung di sebelah kanan.
(b) Benda terletak di depan cermin cembung di sebelah kiri.
Jarak benda (s) bertanda negatif (-), jika benda terletak di belakang cermin (benda maya).
Cermin cekung

Gambar. (a) Benda terletak di belakang cermin cekung di sebelah kanan.
(b) Benda terletak di belakang cermin cekung di sebelah kiri.

Cermin cembung

Gambar. (a) Benda terletak di belakang cermin cembung di sebelah kiri.
Benda terletak di belakang cermin cembung di sebelah kanan.
Jarak bayangan (s’) bertanda positif (+), jika bayangan terletak di depan cermin (bayangan nyata).
Cermin cekung

Gambar. (a) bayangan benda terletak di depan cermin cekung di sebelah kiri
(b) Bayangan benda terletak di depan cermin cekung di sebelah Kanan.
Cermin cembung

Gambar. (a) bayangan benda terletak di depan cermin cembung di sebelah
kanan.
(b) Bayangan benda terletak di depan cermin cembung di sebelah
Kiri.
Jarak bayangan (s’) bertanda negatif (-), jika bayangan terletak di belakang cermin (bayangan maya).
Cermin cekung

Gambar. (a) bayangan benda terletak di belakang cermin cekung di sebelah kanan.
(b) bayangan benda terletak di belakang cermin cekung di sebelah kiri.
Cermin cembung

Gambar. (a) bayangan benda terletak di belakang cermin cembung di sebelah kiri.
(b) bayangan benda terletak di belakang cermin cembung dis ebelah kanan.
(Rahman Karim, 2003: 7-10)
Pembentukan Bayangan oleh Cermin Lengkung
Cermin cekung
Untuk menggambarkan bagaimana terbentuknya bayangan pada cermin cekung dapat menggunakan bantuan sinar-sinar istimewa, dengan demikian lukisan bayangan akan dapat dilukis dengan mudah karena sinar-sinar tersebut mudah diingat ketentuannya tanpa harus mengukur sudut datang dan sudut bias. Sinar-sinaar istimewa ini pun tetap berdasarkan hukum pemantulan cahaya. Untuk menggambarkan bagaimana terbentuknya bayangan pada cermin sferik kita dapat menggunakan bantuan sinar-sinar istimewa, dengan demikian lukisan bayangan akan dapat kita lukis dengan mudah.
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung adalah sebagai berikut:
Sinar yang datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F).

Sinar yang datang melalui titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Sinar yang datang melalui pusat kelengkungan ( C ) akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

Contoh melukis bayangan pada cermin cekung.
Benda berada di ruang I

Benda berada di ruang II

Benda berada di ruang III

Dari contoh-contoh tersebut dapat disimpulkan bahwa antara ruang tempat benda berada dan tempat bayangan berada bila dijumlah hasilnya adalah 5. Kecuali benda yang berada di titik-titik khusus. Dengan demikian berlaku:

(Pristiadi Utomo. :15-18)

Cermin Cembung
Sama halnya dengan cermin cekung, pada cermin cembung juga mempunyai tiga macam sinar istimewa. Karena jarak fokus dan pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang cermin maka ketiga sinar istimewa pada cermin cembung tersebut adalah :
Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F).

Sinar yang datang menuju titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Sinar-sinar yang menuju titik pusat kelengkungan ( C ) akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

(Supardiono, 2004: 20-25)

Contoh melukis bayangan pada cermin cembung
Seperti halnya pada cermin cekung, melukis bayangan pada cermin cembung juga diperlukan minimal dua sinar istimewa. Karena depan cermin adalah ruang IV maka berapapun jarak benda nyata dari cermin tetap berada di ruang IV . Dengan demikian bayangan yang terbentuk berada di ruang I cermin cembung dan bersifat maya, diperkecil.

Itulah sebabnya bayangan yang terlihat di dalam kaca spion dari benda-benda nyata di depan kaca spion tampak mengecil dan spion mampu mengamati ruang yang lebih luas.
Rumus-Rumus Cermin Lengkung
Disamping cara lukisan seperti pada gambar diatas maka letak, ukuran, dan sifat-sifat bayangan dapat pula ditentukan dengan menggunakan perhitungan-perhitungan.
Untuk menentukan letak bayangan digunakan rumus:
1/f=1/s+1/s' ⟹2/R=1/s+1/s'
Dimana:
f = jarak fokus cermin
s = jarak benda dari cermin
s’ = jarak bayangan dari cermin
R = jari-jari kelengkungan cermin
Dimana:
R = 2 f atau f = ½ R
Untuk menentukan ukuran bayangan digunakan rumus:
M =-h^'/h=-s^'/s
Dimana:
M = perbesaran bayangan
h’ = tinggi bayangan
h = tinggi benda
jika M bernilai positif (+) maka sifat bayangan tegak dan jika M bernilai ptic ve (-) maka sifat bayangan terbalik. Dan jika dalam perhitungan ternyata diperoleh M>1 artinya bayangan yang dibentuk lebih besar dari pada bendanya, jika M =1 maka bayangan sama besar dengan bendanya sedangkan jika 0(Sears. Zemansky, 1987: 933-937)

Contoh:
Jika perbesaran suatu cermin lengkung, M = -2
Artinya:
Sifat bayangannya terbalik (karena M bernilai ptic ve)
Tinggi bayangan sama dengan 2 x tinggi bendanya.
Contoh soal:
Sebuah benda berdiri tegak sejauh 20 cm di depan cermin lengkung yang jejari lengkungannya 10 cm. tentukanlah:
Jarak bayangan yang terbentuk.
Perbesaran bayangannya.
Sifat-sifat bayangannya.
Lukis jalan sinarnya.
Penyelesaian:
Jika cermin lengkung itu adalah cekung:
Diketahui:
s = 20 cm R = 10 cm f = 5 cm
Jarak bayangan yang dibentuk…..
Rumus: 1/f=1/s+1/s'⟶ 1/5=1/20+1/s'
1/s'=4/20-1/20=3/20⟶s^'=20/3 cm = 62/3 cm
Perbesaran bayangannya……
s’=62/3 cm
rumus: M=-s^'/s⟶M==-(6 2/3)/20⟶M=-20/3×1/20=-1/3
Sifat-sifat bayangannya adalah……
Nyata, lebih kecil dan terbalik
Lukisan bayangannya……

Jika cermin lengkung itu adalah cermin cembung:
s = 20 cm R = - 10 cm f = - 5 cm
Jarak bayangan yang dibentuk…….
Rumus: 1/f=1/s+1/s'⟶ 1/(-5)=1/20+1/s'
1/s'=-4/20-1/20=-5/20⟶s^'=-20/5 cm =-4cm
Perbesaran bayangannya…...
s’=-4cm
rumus: M=-s^'/s⟶M==-(-4)/20⟶M=1/5
sifat-sifat bayangannya adalah…..
Maya, lebih kecil dan tegak
Lukisan bayangannya…..

LENSA
Lensa cekung ditulis (-)


lensa cembung di tulis (+)

Konvensi Tanda Untuk Lensa
Arah dari mana sinar datang disebut depan dan arah kemana sinar bias disebut belakang.
Lensa cekung

Gambar. (a) sinar datang dari arah kiri pada lensa cekung.
Sinar datang dari arah kanan pada lensa cekung.
Lensa cembung

Gambar. (a) Sinar datang dari arah kiri pada lensa cembung.
Sinar datang dari arah kanan pada lensa cembung.
Jarak fokus (f) bertanda ptic ve (-) pada lensa cekung dan bertanda positif (+) pada lensa cembung.
Lensa cekung

Gambar. (a) Jarak fokus pada lensa cekung dengan arah sinar dari kiri.
Jarak fokus pada lensa cekung dengan arah sinar dari kanan.
Lensa cembung

Gambar. (a) Jarak fokus pada lensa cembung dengan arah sinar dari kiri.
(b) Jarak fokus pada lensa cembung dengan arah sinar dari
Kanan
Jarak benda (s) bertanda (+), jika benda terletak di depan lensa (nyata).
Lensa cekung

Gambar. (a) Jarak benda terletak di depan lensa di sebelah kiri.
(b) Jarak benda terletak di depan lensa di sebelah kanan.

Lensa cembung

Gambar. (a) Jarak benda terletak di depan lensa di sebelah kiri.
(b) Jarak benda terletak di depan lensa di sebelah kanan.
Jarak benda (s) bertanda ptic ve (-), jika benda terletak di belakang lensa (nyata).
Lensa cekung

Gambar. (a) Jarak benda terletak di belakang lensa di sebelah kanan.
(b) Jarak benda terletak di belakang lensa di sebelah kiri.


Lensa cembung

Gambar. (a) Jarak benda terletak di belakang lensa di sebelah kanan.
(b) Jarak benda terletak di belakang lensa di sebelah kiri.
Jarak bayangan (s’) bertanda ptic ve (-), jika bayangan terletak di depan lensa (maya) .
Lensa cekung

Gambar. (a) Jarak bayangan terletak di depan lensa di sebelah kiri.
Jarak bayangan terletak di depan lensa di sebelah kanan.


Lensa cembung

Gambar. (a) jarak bayangan terletak di depan lensa di sebelah kiri.
(b) Jarak bayangan terletak di depan lensa di sebelah kanan.
Jarak bayangan (s’) bertanda (+), jika bayangan terletak di belakang lensa (nyata).
Lensa cekung

Gambar. (a) Jarak bayangan terletak di belakang lensa di sebelah kanan.
(b) Jarak bayangan terletak di belakang lensa di sebelah kiri.

Lensa cembung

Gambar. (a) Jarak bayangan terletak di belakang lensa di sebelah kanan.
(b) Jarak bayangan terletak di belakang cermin di sebelah kiri.

Pembentukan Bayangan pada Lensa
Seperti pada cermin, maka pembentukan bayangan pada lensa, juga memerlukan sinar-sinar istimewa sebagai berikut:
Untuk lensa cekung ( ptic ve)

Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah dari titik fokus kedua F2.
Sinar datang melalui titik O (pusat ptic) tidak dibiaskan.
Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus pertama (F1) dibiaskan sejajar sumbu utama.
Untuk lensa cembung (positif)

Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus kedua F1.
Sinar datang melalui titik pusat ptic (O) tidak dibiaskan.
Sinar datang melalui titik titik fokus pertama (F2) dibiaskan sejajar sumbu utama.
Melukis pembentukan bayangan pada lensa
Untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa tipis cukup menggunakan minimal dua berkas sinar istimewa untuk mendapatkan titik bayangan.
Contoh melukis pembentukan bayangan.
Benda AB berada di ruang II lensa cekung

Benda AB berada di ruang II lensa cembung

Benda AB berada di ruang III lensa cembung

Benda AB berada di ruang I lensa cembung

(Pristiadi Utomo. : 57-59)
Rumus-rumus lensa
Untuk menghitung jarak bayangan adalah:
1/f=1/s+1/s'
Untuk menghitung perbesaran bayangan adalah:
M =-s^'/s
Jadi rumus-rumus untuk cermin lengkung sama dengan rumus-rumus lensa, namun penerapannya harus memperhatikan konvensi tanda.
Kuat Lensa
Untukmenyatakan kemampuan suatu lensa mengumpulkan atau menyebarkan sinar digunakan istilah kuat lensa yang didefinisikan sebagai kebalikan dari jarak fokus.
P =1/f
Dimana:
P = kuat lensa, dinyatakan dalam dioptri
f = jarak fokus, dinyatakan dalam meter
Contoh soal
Jika sebuah lensa cekung mempunyai jarak fokus 50 cm, maka kuat lensa tersebut dapat dihitung sebagai berikut:
f = -50 cm
f = -0,5 m = -1/2
P = 1/f = -2 dioptri.
Jika seorang mempunyai titik jauh 80 cm orang tersebut tidak dapat melihat jelas benda yang jauhnya lebih besar dari 80 cm (rabun jauh).
Untuk menghitung kuat lensa dari kaca mata yang harus digunakan, maka jarak fokus lensa dapat dihitung dengan rumus:
1/f=1/s+1/s'

Dimana:
s’ = 80 cm
s = ∞
karena s’ di depan lensa maka, s’ bernilai negatif, maka:
1/f=1/∞+1/80
1/f=-1/80→f=-80 cm=-0,8 m
P=1/f=-1/0,8=-1,25 dioptri
Jadi ukuran lensa kaca mata yang dipakai adalah -1,25 dioptri
Artinya lensa yang dipakai adalah lensa cekung atau lensa negatif yang kekuatannya 1,25 dioptri.
(Rahman Karim, 2003: 16-18)














BAB III
PENUTUP

KESIMPULAN
Konsep cermin lengkung dan lensa dapat dipahami dengan mudah apabila menggunakan konvensi tanda.
Dalam menyelesaikan soal-soal yang berhubungan dengan cermin lengkung dan lensa dapat diselesaikan dengan mudah apabila menggunakan konvensi tanda.
Menjelaskan secara bersamaan antara cermin cekung dan cembung demikian pula untuk lensa.
SARAN
Diharapkan dengan adanya konvensi tanda ini siswa dapat lebih memahami cermin lengkung dan lensa dengan mudah.
Dengan tulisan ini, diharapkan mampu membantu pembaca untuk memahami lebih jauh tentang cermin lengkung dan lensa.









DAFTAR PUSTAKA
Karim, Rahman. 2003. Pokok-Pokok materi IPA (Fisika) Unit Optik Geometri. Makassar: Universitas Negeri Makassar
Pristiadi Utomo. Alat-Alat Optik: Buku elektronik
Supardiono. 2004. Lensa dan Cermin. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional
Zemansky, Sears. 1987. Fisika Untuk Universitas 3 Optika.Fisika Modern. Jakarta: Binacipta

0 komentar: