Home » , » Pembiasan Cahaya Pada Permukaan Lengkung

Pembiasan Cahaya Pada Permukaan Lengkung

Written By onfisika on Wednesday, January 23, 2013 | 11:49 AM

Permukaan lengkung lebih dikenal sebagai Lensa tebal, dalam kehidupan sehari-hari dapat diambilkan contoh, antara lain :

- Akuarium berbentuk bola

- Silinder kaca

- Tabung Elenmeyer

- Plastik berisi air di warung makan





Permukaan lengkung atau lensa tebal


Sinar-sinar dari benda benda yang berada pada medium 1 dengan indeks bias mutlak n1 di depan sebuah permukaan lengkung bening yang indeks bias mutlaknya akan dibiaskan sehingga terbentuk bayangan benda.

Bayangan ini bersifat nyata karena dapat ditangkap layar.
Persamaan yang menyatakan hubungan antara indeks bias medium, indeks bias permukaan lengkung, jarak benda, jarak bayangan, dan jari-jari permukaan lengkung dapat dirumuskan sebagai berikut.
clip_image004 

Dengan keterangan,
n1 = indeks bias medium di sekitar permukaan lengkung
n2 = indeks bias permukaan lengkung
s = jarak benda
s' = jarak bayangan
R = jari-jari kelengkungan permukaan lengkung
Syarat : R = (+) jika sinar datang menjumpai permukaan cembung
            R = (-) jika sinar datang menjumpai permukaan cekung

Seperti pada pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga ada perjanjian tanda berkaitan dengan persamaan-persamaan pada permukaan lengkung seperti dijelaskan dalam tabel berikut ini.

s+
s-
Jika benda nyata/sejati (di depan permukaan lengkung)
Jika benda maya (di belakang permukaan lengkung)
s'+
s'-
Jika bayangan nyata (di belakang permukaan lengkung)
Jika bayangan maya (di depan permukaan lengkung)
R+
R-
Jika permukaan berbentuk cembung dilihat dari letak benda
Jika permukaan berbentuk cekung dilihat dari letak benda

Pembiasan pada permukaan lengkung tidak harus menghasilkan bayangan yang ukurannya sama dengan ukuran bendanya.

Pembentukan bayangan pada permukaan lengkung.
clip_image006

Pembiasan cahaya pada permukaan lengkung
Sinar dari benda AB dan menuju permukaan lengkung dibiaskan sedemikian oleh permukaan tersebut sehingga terbentuk bayangan A'B'. Bila tinggi benda AB = h dan tinggi bayangan A'B' = h', akan diperoleh
tan i = clip_image008 atau h = s tan i dan
tan r = clip_image010 atau h’ = s’ tan r
Perbesaran yang terjadi adalah M = clip_image012= clip_image014
Bila i dan r merupakan sudut-sudut kecil, maka harga tan i = sin i dan tan r = sin r sehingga M = clip_image016
Karena clip_image018 atau clip_image020 maka diperoleh persamaan perbesaran pada permukaan lengkung sebagai berikut.
M = clip_image022

Permukaan lengkung mempunyai dua titik api atau fokus. Fokus pertama (F1) adalah suatu titik asal sinar yang mengakibatkan sinar-sinar dibiaskan sejajar. Artinya bayangan akan terbentuk di jauh tak terhingga (s’ = ~) dan jarak benda s sama dengan jarak fokus pertama (s = f1) sehingga dari persamaan permukaan lengkung clip_image004[1] di peroleh clip_image024 , sehingga clip_image026 atau
clip_image028
Sehingga jarak fokus pertamanya sebesar, f1 = clip_image030

Fokus kedua (F2) permukaan lengkung adalah titik pertemuan sinar-sinar bias apa bila sinar-sinar yang datang pada bidang lengkung adalah sinar-sinar sejajar. Artinya benda berada jauh di tak terhingga (s = ~) sehingga dengan cara yang sama seperti pada penurunan fokus pertama di atas, kita dapatkan persamaan fokus kedua permukaan lengkung.

f2 = clip_image032

Contoh soal:
1. Jari-jari salah satu ujung permukaan sebuah silinder kaca (nkaca = 1,5) setengah bola adalah 2 cm. Sebuah benda setinggi 2 mm ditempatkan pada sumbu silinder tersebut pada jarak 8 cm dari permukaan itu. Tentukan jarak dan tinggi bayangan bila silinder berada:

a) di udara (nudara = 1)
b) di air (nair = clip_image034)
clip_image035


Penyelesaian:
a. Diketahui n1 = nu = 1
n2 = nkaca = 1,5
s = 8 cm
h = 2 mm = 0,2 cm
R = +2 cm (R bertanda positif karena permukaan cembung)
Ditanya : s' dan h'
Jawab :
clip_image004[2]
clip_image037
clip_image039
s’ = 1,5 x 8 = 12 cm
M = clip_image022[1]
M = clip_image041
M = 1 kali
M = clip_image012[1]
1 = clip_image044
h’ = 2 mm
b.Diketahui: n1 = nair = clip_image045
n2 = nkaca = 1,5
s = 8 cm
h = 2 mm = 0,2 cm
R = + 2 cm (R bertanda positif karena permukaan cembung)
Ditanya : s' dan h'
Jawab :
clip_image046
clip_image047
clip_image048
s' = -1,5 x 12 = -18 cm
M = clip_image022[2]
M = clip_image050
M = 2
M = clip_image012[2]
1 = clip_image044[1]
h’ = 2 mm

Penyelesaian:
DDiketahui : n1 = nkaca = 1,5 (benda ada di dalam permukaan lengkung)
n2 = nudara = 1
s = 24 cm
R = 18 cm ( bertanda positif karena permukaan cembung)

Ditanya : s’ dan h’
Jawab : clip_image046[1]
clip_image052
clip_image053
clip_image054

M = clip_image022[3]
M = clip_image056
M = 0,69
M = clip_image012[3]
0,69 = clip_image058
h’ = 0,69 mm



Comments
0 Comments

0 komentar :

Post a Comment