LKPD Praktikum Virtual - Pembiasan Cahaya Pada Kaca Plan Paralel

-
Praktikum Virtual Pembiasan Cahaya pada Kaca Planparalel
LKPD Pembiasan Cahaya Pada Balok Kaca
LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD)
Praktikum Pembiasan Cahaya Pada Balok Kaca & Hukum Snellius
A. Judul Percobaan

Pembiasan Cahaya pada Balok Kaca (Pembuktian Hukum Snellius)

B. Tujuan Praktikum
  1. Membuktikan peristiwa pembiasan cahaya ketika melewati dua medium dengan kerapatan optik yang berbeda (Udara dan Balok Kaca).
  2. Menyelidiki hubungan antara sudut datang ($i$ atau $\theta_1$) dan sudut bias ($r$ atau $\theta_2$) serta membuktikan Hukum Snellius.
  3. Menentukan nilai indeks bias balok kaca ($n_2$) secara eksperimental (dengan asumsi $n_1 \text{ udara} = 1,00$).
C. Alat dan Bahan
  • Sumber Cahaya / Laser: Penunjuk laser merah/hijau atau KIT Optik.
  • Balok Kaca: Bentuk persegi panjang.
  • Busur Derajat dan Penggaris: Untuk mengukur sudut datang dan sudut bias.
  • Kertas HVS / Milimeter Block: Untuk alas melukis lintasan berkas sinar.
  • Jarum Pentol & Pensil: Untuk menandai titik lintasan sinar.
D. Prosedur & Langkah Kerja
  1. Persiapan: Letakkan selembar kertas HVS di atas papan/meja, lalu letakkan balok kaca di tengahnya. Buat garis keliling balok kaca menggunakan pensil.
  2. Garis Normal: Buat garis tegak lurus ($N$) terhadap salah satu sisi pembias balok kaca sebagai garis normal ($90^\circ$ terhadap bidang batas).
  3. Menyorotkan Sinar: Arahkan sinar laser menuju titik potong antara garis normal dan bidang batas kaca dengan sudut datang ($i$) tertentu (misal: $15^\circ, 30^\circ, 45^\circ, 60^\circ, 75^\circ$).
  4. Tandai Lintasan: Tandai titik lintasan sinar datang, titik masuk pada balok kaca, dan titik keluar sinar bias dari balok kaca menggunakan jarum pentol/pensil.
  5. Pengukuran Sudut: Angkat balok kaca, hubungkan titik-titik tersebut hingga membentuk garis sinar bias di dalam kaca. Gunakan busur derajat untuk mengukur besar sudut datang ($i$) dan sudut bias ($r$).
  6. Pencatatan Data: Catat hasil pengukuran sudut ke dalam Tabel Pengamatan berikut.
E. Hasil Praktikum (Tabel Pengamatan 5x Percobaan)

Petunjuk: Masukkan nilai sudut datang ($i$) dan sudut bias ($r$) hasil pengukuran busur derajat. Kolom $\sin(i)$, $\sin(r)$, dan Indeks Bias ($n_2$) akan terhitung secara otomatis.

No Sudut Datang $i$ ($^\circ$) Sudut Bias $r$ ($^\circ$) $\sin(i)$ $\sin(r)$ Indeks Bias $n_2 = \frac{\sin i}{\sin r}$ Error (%) vs Teori ($n=1.52$)
Rata-rata Indeks Bias Kaca ($\bar{n}_2$): 0.000
Indeks Bias Teori ($n_{\text{kaca}}$): 1.520
F. Perhitungan dan Pembahasan

1. Dasar Teori & Formulasi Hukum Snellius:

$$\frac{\sin i}{\sin r} = \frac{n_2}{n_1} \quad \implies \quad n_2 = n_1 \cdot \frac{\sin i}{\sin r}$$

Dengan $n_1 = 1,00$ (Indeks bias udara), $i = \text{sudut datang}$, dan $r = \text{sudut bias}$.

2. Contoh Perhitungan Detail (Percobaan 1):

Data Percobaan 1: $i_1 = \span id="ex-i">30^\circ$, $r_1 = \span id="ex-r">19.2^\circ$
Hitung Nilai Sinus: $\sin(i_1) = \sin(30^\circ) = \mathbf{0.500}$, $\quad \sin(r_1) = \sin(19.2^\circ) = \mathbf{0.329}$
Perhitungan Indeks Bias ($n_2$): $$n_2 = 1,00 \times \frac{\sin(30^\circ)}{\sin(19.2^\circ)} = \frac{0.500}{0.329} = \mathbf{1.520}$$

3. Analisis Sifat Arah Pembiasan Cahaya:

Berdasarkan tabel hasil pengamatan, ketika cahaya merambat dari Udara (medium kurang rapat, $n_1=1.00$) menuju ke Balok Kaca (medium lebih rapat, $n_2 \approx 1.52$), besar sudut bias ($r$) selalu LEBIH KECIL daripada sudut datang ($i$). Hal ini membuktikan bahwa berkas cahaya dibiaskan MENDEKATI GARIS NORMAL.

G. Kesimpulan
  1. Pembiasan Cahaya: Terbukti terjadi pembelokan arah rambat cahaya saat melewati dua medium yang berbeda kerapatan optiknya (Udara ke Kaca).
  2. Hukum Snellius: Hasil perbandingan nilai $\frac{\sin i}{\sin r}$ berharga konstan untuk pasangan medium yang sama, yang menunjukkan berlakunya Hukum Snellius.
  3. Nilai Indeks Bias Kaca: Berdasarkan eksperimen, diperoleh nilai rata-rata indeks bias balok kaca sebesar $\bar{n}_2 = \mathbf{1.520}$.
  4. Cahaya yang merambat dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal ($r < i$).

Komentar

Posting Komentar