Laporan Praktikum FisDas

LAPORAN PRAKTIKUM

INDEKS BIAS ZAT CAIR

MODUL 7

Oleh :

Nama : ROCHIMI

 NIM : 011.11.015

Kelompok H

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PENGOLAHAN SAWIT

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

2011

Nama : ROCHIMI

NIM : 011.11.015

Kelompok : H

Email : kimi_dragon94@yahoo.com

A.     Tujuan Percobaan
1. Memahami prinsip perambatan sinar melalui media.
2. Memahami hukum Snellius.
3. Mampu Mengukur indeks bias zat cair.

B.     Alat – alat yang digunakan
1. Penggaris
2. Jangka sorong
3. Layar
4. Bejana/wadah zat cair
5. Zat cair (air, minyak goreng)
6. Busur derajat
7. Sumber sinar laser
8. Rel kedudukan alat optik

C.     Dasar Teori

            Cahaya bergerak di ruang angkasa (hampa udara) berkecepatan sampai 299.462.945,2 m/s. Laju ini adalah kecepatan bergerak terbesar dibandingkan kecepatan objek bergerak di bumi ini. Jadi dapat disimpulkan bahwa laju rambat cahaya di ruang hampa udara (kemudian disimbolkan dengan huruf c) akan memiliki harga yang paling besar dibandingkan dengan laju rambat cahaya pada objek lain. Perbandingan atas besar kecepatan rambat cahaya di ruang hampa dengan kecepatan rambat cahaya pada suatu medium disebut dengan indeks bias mutlak. Secara matematis harga indeks bias mutlak dapat dituliskan sebagai berikut (Rosyid, Budhi, Resmiyanto, Prasatya. 2008):

             c

 n =              

            c_m

Misalkan seberkas cahaya monokromatik yang bergerak dalam suatu vakum (ruang hampa) membentuk sudut datang O dengan garis normal pada permukaan zat a, dan misalkan O_p1 adalah sudut bias dalam zat tersebut. Maka konstanta dalam hukum snell disebut indeks bias zat a dan ditulis n_a              (Sears, 1994) :

          Sin Op

n_a =                      .................................. (1)

          Sin Op1

Indeks Bias tergantung bukan hanya pada macam zat, tetapi juga pada panjang gelombang cahaya. Bila panjang gelombang tidak disebutkan, biasanya Indeks Bias yang diambil ialah indeks bias cahaya kuning lampu natrium yang panjang gelombang 589 nm. Berdasarkan persamaan (1), sudut bias O_p1 selalu lebih kecil dari sudut datangnya. O_p untuk sinar yang datang melewati ruang vakum ke salah satu benda, dimana semua angka indeks lebih besar dari satu. Dalam hal demikian, sinar melentur kearah garis normal. Jika cahaya bergerak kearah yang berlawanan, kebalikannyalah yang terjadi dan sinar melentur menjauhi garis normal (Sears, 1994).

Dengan menerapkan hokum Snell pada pembiasan yang terjadi pada permukaan antar ruang

dan zat b (misalkan O_p2 adalah sudut bias zat b), kita dapatkan (Sears, 1994):

          Sin O_p                            Sin O_p

n_a =                       ,       n_b =                       .......................... (2)

          Sin O_p1                           Sin O_p2

Dengan membagi persamaan (1) dengan (2), kita dapatkan :

            Sin O_p

n_a =                                                                 ........................... (3)

         n_b Sin O_p1

Yang menunjukan bahwa konstanta hukum Snell untuk pembiasan antara zat a dan zat b tidak lain ialah perbandingan antara indeks-indeks biasnya. Berdasarkan persamaan (3) kita lihat bahwa cara termudah dan paling simetris menuliskan hukum Snell untuk dua zat a dan b dan untuk arah manapun ialah (Sears, 1994):

n_a sin O_p1 = n_b sin O_p2                                   .............................. (4)

D.     Hasil Percobaan

Data hasil percobaan :

a.      Percobaan dengan bejana kosong jarak (L) 60 cm

i	r
00	00
150	380
300	530

b.      Percobaan dengan bejana berisi air jarak (L) 60 cm

i	r
00	200
150	350
300	500

c.      Percobaan dengan bejana berisi air jarak (L) 70 cm

i	r
00	150
150	240
300	460

d.      Percobaan dengan bejana berisi air jarak (L) 80 cm

i	r
00	150
150	220
300	590

e.      Percobaan dengan bejana berisi minyak jarak (L) 60 cm

I	r
00	00
150	120
300	190

f.       Percobaan dengan bejana berisi minyak jarak (L) 70 cm

I	r
00	130
150	140
300	230

g.      Percobaan dengan bejana berisi minyak jarak (L) 80 cm

I	r
00	550
150	260
300	370

E.      Pengolahan Data
Indeks bias zat cair dari setiap pengukuran :

1.      Indeks bias air pada percobaan b sudut 15⁰

^Ø         Sudut = 15⁰

      n_i sin_i  = n_r sin_r

1 . sin 15⁰ = n_r sin 35⁰

    1 . 0,26 = n_r 0,5

n_air  = 0,260,57

       = 0,45

2.      Indeks bias air pada percobaan b sudut 30⁰

^Ø          Sudut = 30⁰

n_i sin_i = n_r sin_r

1 . sin 30⁰ = n_r sin 50⁰

 1 . 0,5 = n_r 0,76

 n_air = 0,50,76  

       = 0,65

3.      Indeks bias air pada percobaan c sudut 15⁰

^Ø      Sudut = 15⁰

    n_i sin_i = n_r sin_r

1 . sin 15⁰ = n_r sin 24⁰

 1 . 0,26 = n_r 0,40

n_air = 0,260,40

      = 0,65

4.      Indeks bias air pada percobaan c sudut 30⁰

^Ø      Sudut = 30⁰

n_i sin_i = n_r sin_r

 1 . sin 30⁰ = n_r sin 46⁰

  1 . 0,5 = n_r 0,71

  n_air = 0,50,71

   = 0,70

5.       Indeks bias air pada percobaan d sudut 15⁰

^Ø      Sudut = 15⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

  1 . sin 15⁰ = n_r sin 22⁰

 1 . 0,26 = n_r 0,37

n_air = 0,260,37

      = 0,70

6.      Indeks bias air pada percobaan d sudut 30⁰  

^Ø      Sudut = 30⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

  1 . sin 30⁰ = n_r sin 59⁰

1 . 0,5 = n_r 0,86

n_air = 0,50,86

      = 0,58

7.      Indeks bias minyak pada percobaan e sudut 15⁰

^Ø      Sudut = 15⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

1 . sin 15⁰ = n_r sin 12⁰

 1 . 0,26 = n_r 0,20

 n_minyak = 0,260,20

            = 1,3

8.      Indeks bias minyak pada percobaan e sudut 30⁰

^Ø      Sudut = 30⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

  1 . sin 30⁰ = n_r sin 19⁰

1 . 0,5 = n_r 0,32

n_minyak = 0,50,32

 = 1,56

9.      Indeks bias minyak pada percobaan f sudut 15⁰

^Ø      Sudut = 15⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

  1 . sin 15⁰ = n_r sin 14⁰

    1 . 0,26 = n_r 0,24

 n_minyak = 0,260,24

            = 1,08

10.   Indeks bias minyak pada percobaan f sudut 30⁰

^Ø      Sudut = 30⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

1 . sin 30⁰ = n_r sin ₂₃⁰

1 . 0,5 = n_r 0,32

n_minyak = 0,50,39

                                                                      = 1,28

11.   Indeks bias minyak pada percobaan gsudut 15⁰

^Ø      Sudut = 15⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

 1 . sin 15⁰ = n_r sin 26⁰

1 . 0,26 = n_r 0,43

  n_minyak = 0,260,43

                               = 0,60

12.   Indeks bias minyak pada percobaan g sudut 30⁰

^Ø        Sudut = 30⁰

 n_i sin_i = n_r sin_r

 1 . sin 30⁰ = n_r sin 37⁰

1 . 0,5 = n_r 0,32

n_minyak = 0,50,60

            = 0,83

F.      Analisis Data

Indeks bias merupakan perbandingan laju cahaya di ruang hampa terhadap laju cahaya didalam medium.

Berdasarkan dari hasil percobaan yang telah dilakukan kami menggunakan sebuah sumber sinar laser, sebuah bejana plastik, zat cair (air & minyak) dan busur derajat yang digunakan untuk mengukur kemiringan dari bejana plastic yang akan diukur pembiasannya.

Pada proses pengambilan data, langkah pertama yang kami lakukan adalah mengukur ketebalan dan kedalaman dari bejana plastic yang mana bejana tersebut digunakan untuk menampung zat cair (air & minyak), kemudian kami meletakkan bejana tersebut diatas busur derajat yang gtelah terpasang diatas rel.

Setelah selesai mengukur ketebalan bejana kami memulai untuk mengukur indeks bias air (n_air). Dimana mencari n_air tersebut kami memancarkan sinar laser dari sisi yang berlawanan dengan sisi layar sehingga sinar tersebut mengenai layar dengan kelengkungan tertentu.

Dari hasil analisis data untuk menentukan indek bias zat cair, dapat kami katakan bahwa ketebalan kaca juga mempengaruhi proses pembiasan yang terlihat pada layar , selain itu juga dipengaruhi oleh pengaturan ketinggian sinar laser yang hampir tidak sama karena terjadi goyangan – goyangan tangan (keadaan tangan pada saat memegang sinar laser tidak tetap). Hasil data percobaan juga dipengaruhi oleh penggunaan alat praktek yang kurang jelas atau asal – asalan sehingga membuat hasil percobaan menjadi kurang bagus. Namun terang lampu sangat berpengaruh terhadap pengambilan data terutama pada saat melihat pola terang gelap yang terlihat pada layar.

Di bawah ini merupakan nilai rata-rata indeks bias zat cair dari beberapa percobaan yang telah kami lakukan, dan perbandingan hasil percobaan yang telah kami lakukan dengan hasil yang ada pada literatur.

Pada air, i   = 15⁰, (perc. b, c, dan d) :

n_air rata-rata = 0,45+0,65+0,703

                   = 0,6

Pada air, i    = 30⁰, (perc.b, c, dan d) :

n_air rata-rata = 0,65+0,70+0,583

                   = 0,64

N rata-rata  = 0,6+0,642

                   = 0,62

Pada minyak, i  = 15⁰, percobaan e, f dan g :

n_minyak rata-rata  = 1,3+1,08+0,603

            = 1,0

Pada minyak, i  = 30⁰, percobaan e, f dan g :

n_minyak rata-rata  = 1,56+1,28+0,833

          = 1,22

N rata-rata = 1,0+1,222

            = 1,11

Tabel perbandingan hasil percobaan dengan literatur :

Indeks bias	Hasil percobaan	Literatur
Air	0,62	1,33
Minyak goreng	1,11	1,47

G.     Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah kami lakukan, kami dapat mengambil kesimpulan antara lain sebagai berikut :

Ø  Terang lampu dan banyaknya zat cair yang digunakan dalam proses pengambilan data juga sangat berpengaruh pada proses pembiasan yang terjadi.

Ø  Untuk indeks bias zat cair (air) diperoleh indeks bias rata-rata = 0,62. sedangkan untuk indeks bias zat cair (minyak goreng) diproleh rata-rata = 1,11.

Ø  Ketebalan suatu bejana plastik yang digunakan sangat berpengaruh pada pola pembentukan cincin terang gelap pada saat proses pembiasan terjadi.

Ø  Untuik menentukan indeks bias zat cair digunakan persamaan :

                                                           

            Sin O_p

n_a =                  

         n_b Sin O_p1

H.     Referensi

Ø  Suparno Satira, Pembahasan Terpadu Modul Praktikum Fisika Dasar, 2011.

Ø  http://ketutalitfisika.blogspot.com/2009/11/laboratorium-fisika-indeks-bias-zat.html