LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG OPTIK

LKM 06 “ CERMIN CEKUNG “

Oleh:

1. Nuriska Ela Safitri (12030654057)

2. Muflihatul Abadiyah (12030654224)

3. Moch. Martha Ayuhans (12030654226)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN IPA

2015

CERMIN CEKUNGNuriska Ela Safitri, Muflihatul Abadiyah, Mochamat Martha Ayuhans

Universitas Negeri Surabaya

ABSTRAK

Kami telah melakukan percobaan dengan judul Pembiasan Pada Kaca Plan Paralel pada hari Rabu tanggal 01 April 2015 di Laboratorium prodi Pendidikan IPA Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unesa. Praktikum ini bertujuan untuk menentukan jarak fokus cermin cekung. Adapun prosedur untuk melakukan percobaan ini ialah dengan memposisikan benda (lilin) diantara cermin cekung dan layar, mennetukan jarak benda (s), menggeser-geserkan layar hingga terbentuk bayangan yang jelas, mengukur jarak bayangan, dan menghitung jarak fokus cermin dengan menggunakan rumus. Adapun variabel yang kami gunakan adalah variabel manipulasinya yaitu jarak benda (s), variabel kontrolnya yaitu fokus cermin cekung 10 cm dan 50 cm, lilin dan layar, serta variabel responnya yaitu jarak bayangan dan jarak fokus cermin. Berdasarkan hasil percobaan yang kami lakukan, nilai f rata-rata fokus cermin cekung 10 cm dari perhitungan didapatkan sebesar 30, 42 ± 0,075 dengan taraf ketidakpastian sebesar 0,073% dan taraf kepastian sebesar 99,927%. Sedangkan nilai rata-rata f yang kami peroleh dengan menggunakan fokus cermin cekung 50 cm yaitu sebesar 5,1 ± 0,23 dengan taraf ketidakpastian sebesar 4,3% dan taraf kepastian sebesar 95,7%. Perolehan nilai ketidak pastian tersebut dikarenakan kurang terampilnya pengamat menggunakan alat percobaan serta kurang telitinya pengamat ketika menentukan bayangan yang benar-benar fokus. Berdasarkan hasil percobaan yang kami peroleh, dapat disimpulkan bahwa besar kecilnya nilai jarak benda dan nilai jarak bayangan tidak berpengaruh pada nilai jarak fokus. Namun besar kecilnya jarak benda berpengaruh pada besar kecilnya jarak bayangan. Semakin besar jarak benda maka semakin kecil jarak bayangan yang diperoleh, begitu juga sebaliknya.

Kata kunci : Cermin Cekung, Jarak Benda, Jarak Benda, Jarak Bayangan, Jarak Fokus

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Cermin merupakan salah satu alat optik yang sering kita temui dalam kehidupan

sehari-hari. Cermin dalam kehidupan sehari-hari biasanya digunakan pada kaca spion

kendaraan dan untuk berkaca. Cermin adalah sebuah benda dengan permukaan yang

dapat memantulkan bayangan benda dengan sempurna. Pemantulan bayangan pada

cermin selalu kita alami dalam keseharian. Pemantulan cahaya terbagi atas pemantulan

cahaya teratur dan pemantulan cahaya baur.

Ada tiga jenis cermin, diantaranya adalah cermin datar, cermin cembung dan

cermin cembung. Cermin cekung bentuknya lengkung teratur ke dalam, mempunyai

fokus positif. Cermin cekung adalah cermin yang berbentuk irisan bola yang bagian

dalamnya memantulkan keseluruhan cahaya yang diterimanya, oleh karena itu cermin

cekung disebut cermin konvergen karena bersifat mengumpulkan sinar-sinar pantul.

Selain dapat memantulkan cahay, cermin cekung juga menghasilkan sebuah bayangan.

Untuk mengetahui bayangan yang terbentuk dari cermin cekung, maka perlu diketahui

terlebuh dahulu titik fokus, titik benda, dan jarak bayangan. Untuk mengetahui

bagaimana menentukan jarak fokus cermin cekung maka kami melakukan praktikum

yang berjudul cermin cekung.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, diperoleh rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana menentukan jarak fokus cermin cekung ?

2. Bagaimana hubungan antara s, s´, dan f pada cermin cekung ?

C. Tujuan Percobaan

Tujuan dari rumusan masalah tersebut, yaitu :

1. Untuk menentukan jarak fokus cermin cekung

2. Untuk mendiskripsikan hubungan antara s, s´, dan f pada cermin cekung.

D. Hipotesis

1. Jika jarak benda dan jarak bayangan diketahui besar nilainya, maka jarak fokus dapat

ditentukan.

2. Jika nilai s semakin besar, maka nilai s´ semakin kecil. Sedangkan, besar kecilnya

nilai s dan s´ tidak berpengaruh pada besar kecilnya nilai f.

BAB II

KAJIAN TEORI

Cermin cekung adalah cermin yang berbentuk irisan bola

yang bagian dalamnya memantulkan keseluruhan cahaya yang

diterimanya. Cermin cekung disebut cermin konvergen karena

bersifat mengumpulkan sinar-sinar pantul. Titik berkumpulnya sinar-

sinar pantul dinamakan titik fokus atau titik api. Cermin cekung

biasanya digunakan untuk mengarahkan cahaya agar berkas sinar

pantulnya sejajar. Contohnya pada reflektor proyektor, lampu

kendaraan dan lampu senter. Menurut Tipler (2001:481) bayangan

berjarak sama dibelakang cermin seperti obyek di depan cermin dan

bahwa bayangan tersebut tegak dengan ukuran sama dengan obyeknya. Menurut Tim Dosen

(2010:23) bayangan yang dibentuk cermin datar bersifat maya, tegak, dan sama besar.

Gambar 2.2.

Pembentukkan Bayangan pada Cermin Cekung

A. Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung yaitu:

1. Berkas sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

2. Berkas sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama

Gambar 2.1.Cermin cekung

3. Berkas sinar yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali

melalui titik itu juga.

B. Sifat Bayangan Cermin Cekung

1. Jumlah ruang letak benda dan letak bayangan selalu = 5

2. Jika ruang bayangan > ruang benda maka sifat bayangannya diperbesar.

3. Jika ruang bayangan < ruang benda maka sifat bayangannya diperkecil

4. Hanya bayangan di ruang 4 yang bersifat maya dan tegak selebihnya bersifat nyata

dan terbalik

C. Aturan Tanda Cermin Cekung

1. Jarak benda (s)

Apabila benda berada di depan permukaan cermin yang memantulkan cahaya maka

jarak benda (s) adalah positif.

2. Jarak bayangan (s’)

Jika bayangan berada di depan permukaan cermin yang memantulkan cahaya, di

mana cahaya melewati bayangan tersebut, maka jarak bayangan (s’) adalah positif

(bayangan nyata). Jika bayangan berada di belakang permukaan cermin yang

memantulkan cahaya, di mana cahaya tidak melewati bayangan tersebut, maka jarak

bayangan adalah negatif (bayangan maya).

3. Jari-jari kelengkungan (R)

Pusat kelengkungan cermin cekung berada di depan permukaan cermin yang

memantulkan cahaya karenanya jari-jari kelengkungan cermin cekung adalah positif.

Jari-jari kelengkungan positif maka panjang fokus (f) juga positif.

4. Tinggi benda (h)

Jika benda berada di atas sumbu utama cermin cekung maka tinggi benda (h) adalah

positif (benda tegak). Sebaliknya apabila benda berada di bawah sumbu utama

cermin cekung maka tinggi benda adalah negatif (benda terbalik).

5. Tinggi bayangan (h’)

Jika bayangan berada di atas sumbu utama cermin cekung maka tinggi bayangan (h’)

adalah positif (bayangan tegak). Apabila bayangan berada di bawah sumbu utama

cermin cekung maka tinggi bayangan adalah negatif (bayangan terbalik).

6. Perbesaran bayangan (m)

Apabila perbesaran bayangan > 1 maka ukuran bayangan lebih besar daripada ukuran

benda. Bila perbesaran bayangan = 1 maka ukuran bayangan sama dengan ukuran

benda. Jika perbesaran bayangan < 1 maka ukuran bayangan lebih kecil daripada

ukuran benda.

D. Rumus- rumus persamaan pada cermin cekung

Terdapat dua berkas cahaya yang digambarkan menuju cermin cekung lalu berkas

cahaya tersebut dipantulkan oleh cermin cekung. 

Keterangan gambar :

s = jarak benda,

s’ = jarak bayangan,

h = P P’ = tinggi benda,

h’ = Q Q’ = tinggi bayangan,

F = titik fokus cermin cekung.

Cermin Cekung berfokus positif. Jika benda dengan jarak S dari cermin maka untuk

mencari jarak bayangannya menggunakan rumus

Gambar 2.3.Berkas cahaya menuju cermin

f = fokus cermin

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

sedangkan perbesaran bayangannya menggunakan rumus

s = jarak benda dari cermin

s’ = jarak bayangan

h’ = tinggi bayangan

h = tinggi benda

E. Manfaat Cermin Cekung di Kehidupan Sehari-hari

Pemanfaatan cermin cekung cukup banyak diantaranya

1. Digunakan sebagai pemantul pada lampu mobil atau berbagai lampu sorot yang lain

2. Pemantul pada lampu senter

3. Sebagai antena parabola penerima sinyal radio

4. Sebagai pengumpul sinar matahari pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

S’s

BAB III

METODE PERCOBAAN

A. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan untuk menentukan jarak fokus cermin cekung

Gambar 3.1 Rancangan percobaan menentukan jarak fokus cermin cekung

B. Alat dan Bahan

Tabel 3.1 Daftar Alat dan Bahan

No Nama Alat/ Bahan Jumlah1. Cermin cekung fokus 10 1 Buah2. Cermin cekung fokus 50 1 Buah3. Lilin 2 Buah4. Penyambung rel 1 Buah5. Rel optik 2 Buah6. Layar 1 Buah7. Tempat lilin 1 Buah

C. Variabel Percobaan dan Devinisi Operasional Variabel

1. Variabel percobaan:

a. Variabel Manipulasi : Jarak benda

b. Variabel Kontrol : cermin cekung fokus 10 , cermin cekung fokus 50,

lilin, layar,

c. Variabel Respon : Jarak fokus cermin cekung

2. Devinisi Operasional Variabel

a. Variabel Manipulasi :

Jarak benda yang dimaksud dalam percobaan ini adalah jarak antara sumber

cahaya atau lilin dengan cermin cekung.

b. Variabel Kontrol :

1) Cermin cekung yang dimaksud dalam percobaan ini yaitu cermin cekung yang

mempunyai fokus 10 dan focus 50.

2) Lilin yang dimaksud dalam percobaan ini merupakan benda yang digunakan

sebagai benda yang diamati.

3) Layar yang dimaksud adalah benda putih yang digunakan untuk menangkap

bayangan yang dibentuk oleh lensa.

c. Variabel Respon :

Jarak fokus lensa adalah jarak hasil bayangan yang dibentuk oleh lensa pada titik

paling fokus.

D. Langkah Percobaan

Langkah Percobaan mengukur jarak cermin cekung adalah sebagai berikut :

Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan kemudian menyusunnya seperti

gambar 3.1 rancangan percobaan pada cermin cekung setelah itu mengatur jarak anatara

lilin dengan cermin. Memposisikan layar pada jarak tertentu sampai bayangan yang

terbentuk pada layar menjadi fokus, kemudian mengukur jarak bayangan yang dihasilkan

serta mencatat dan memasukan data hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan.

Melakukan prosedur yang sama namun, dengan mengubah jarak antara lilin dengan

cermin cekung sampai lima kali. Melakukan prosedur yang sama namun, dengan

mengubah jenis cermin cekung yang digunakan.Jika pada percobaan pertama

menggunakan cermin dengan fokus 10, maka pada percobaan selanjutnya menggunakan

cermin cekung dengan fokus 50.

E. Alur Percobaan

- Diletakkan didepan lilin dengan jarak tertentu- Layar diletakkan dibelakang lilin

Cermin Cekung

- Cermin cekung fokus 10 / 50- Dipasang pada penumpu-

Cermin Cekung dengan penumpu

Cermin Cekung + Lilin + Layar

- Diamati bayangan yang terbentuk

Bayangan

- Diukur bayangan dan dihitung jarak fokus

Hasil

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

A. Data

Tabel 4.1 Data Percobaan Fokus Cermin 10 cm

Nos (s±0,1)

cms´ (s±0,1)

cmf (cm)

1 48 83 30,412 49 81 30,533 50 78 30,464 51 75 30,535 52 73 30,36

Tabel 4.2 Data Percobaan Fokus Cermin 50 cm

Nos (s±0,1)

cms´ (s±0,1)

cmf (cm)

1 6 23 4,762 7 17 4,963 8 15 5,224 9 13 5,325 10 11 5,24

B. Analisis

Berdasrkan data hasil percobaan tersebut, diketahui bahwa percobaan dilakukan

dengan menggunakan 2 fokus cermin yang berbeda. Tabel 4.1 menunjukkan data hasil

percobaan dengan menggunakan fokus cermin 10 cm, sedangkan pada tabel 4.2

menunjukkan data hasil percobaan dengan menggunakan fokus cermin 50 cm.

Percobaan dengan menggunakan fokus cermin 10 cm dilakukan 5 kali percobaan

dengan jarak benda yang berdeda-beda. Pada percobaan pertama dengan jarak benda (s)

48 cm, diperoleh jarak bayangan sebesar 83 cm, dan diperoleh jarak fokus cermin sebesar

30,41. Percobaan kedua dengan jarak benda 49 cm, diperoleh jarak bayangan sebesar 81

cm dan diperoleh pula jarak fokus sebesar 30,53 cm. percobaan ketiga dengan jarak

benda 50 cm, diperoleh jarak bayangan dan jarak fokus berturut-turut sebesar 78 dan

30,46 cm. percobaan keempat dengan jarak benda 51 cm diperoleh jarak bayangan

sebesar 75 cm dan jarak fokus sebesar 30,53 cm, sedangkan pada percobaan kelima

dengan menggunakan jarak benda sebesar 52 cm, diperoleh jarak bayangan dan jarak

fokus sebesar 73 cm dan 30,36 cm.

Percobaan dengan menggunakan fokus cermin 50 cm dilakukan 5 kali percobaan

dengan jarak benda yang berbeda-beda. Pada percobaan pertama, kedua, ketiga, keempat,

dan kelima menggunakan jarak benda berturut-turut yaitu sebesar 6, 7, 8, 9, dan 10 cm.

Dari 5 kali percobaan tersebut diperoleh jarak bayangan berturut-turut yaitu 23, 17, 15,

13, dan 11 cm. Sehingga diperoleh jarak fokus masing-masing sebesar 4,76; 4,96; 5,22;

5,32; dan 5,24 cm.

C. Diskusi

Berdasarkan data hasil percobaan yang telah diperoleh, pada tabel 4.1 yang

menunjukkan hasil percobaan dengan menggunakan fokus cermin cekung 10 cm, dengan

menggunakan perhitungan rumus 1/f = 1/s + 1/s´ jarak fokus lensa yang kami peroleh

berturut-turut yaitu 30,41; 30,53; 30,46; 30,35; dan 30,39. Sedangkan pada tabel 4.2 yang

menunjukkan hasil percobaan dengan menggunakan fokus cermin cekung 50 cm. dengan

menggunakan perhitungan rumus 1/f =1/s + 1/s´ jarak fokus lensa yang kami peroleh

berturut-turut yaitu 4,76; 4,96; 5,22; 5,32; dan 5,24 cm.

Selain itu, diperoleh juga bahwa pada cermin dengan fokus 10 cm dan 50 cm jika

jarak suatu benda diperbesar jarak bayangan yang dihasilkan semakin kecil. Artinya, s

berbanding terbalik dengan s´. Hal ini sesuai dengan teori/ rumus 1/f =1/s + 1/s´. Jarak

fokus cermin yang kami peroleh dengan menggunakan fokus cermin 10 cm berdasarkan

perhitungan taraf ketelitian yaitu sebesar 30,42 ± 0,075, sedangkan pada fokus cermin 50

cm yaitu 5,1 ± 0,23. Prosen ketidakpastian dan kepastian jarak fokus cermin

menggunakan fokus cermin 10 cm berturut-turut yaitu sebesar 0,073% dan 99,927%,

sedangkan prosen ketidakpastian dan kepastian jarak fokus cermin menggunakan fokus

cermin 50 cm berturut-turut yaitu sebesar 4,3 % dan 95,7%. Berdasarkan data yang kami

peroleh, besarnya jarak benda akan berpengaruh pada jarak bayangan yang dihasilkan.

Namun tidak berpengaruh pada jarak fokus. Karena dalam hal ini, jarak bayangan

berbeda dengan jarak fokus. Jarak fokus adalah jarak bayangan yang tertangkap pada

layar yang terlihat fokus dan jelas. Oleh karena itu besar kecilnya jarak benda tidak

berpengaruh pada jarak fokus yang diperoleh.

Berikut grafik hubungan s terhadap s´ dengan fokus cermin 10 cm

48 49 50 51 526466687072747678808284

Jarak Benda (s)

Jara

k Ba

yang

an (s

´)

Berikut grafik hubungan s terhadap s´ dengan fokus cermin 50 cm

6 7 8 9 100

5

10

15

20

25

Jarak Benda (s)

Jara

k Ba

yang

an (s

´)

BAB V

PENUTUP

A. KesimpulanBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa untuk

menentukan jarak fokus cermin cekung dapat dilakukan jika nilai jarak benda (s) dan

jarak bayangan (s´) telah diketahui. Nilai jarak fokus cermin (f) dapat ditentukan dengan

menggunakan rumus 1/f =1/s + 1/s´. Besar kecilnya nilai jarak benda (s) tidak

berpengaruh terhadap nilai jarak fokus cermin, namun berpengaruh pada besar kecilnya

nilai jarak bayangan (s´). Begitu juga pada nilai jarak bayangan, besar kecilnya nilai jarak

bayangan tidak berpengaruh pada nilai jarak fokus.

B. Saran

Percobaan cermin cekung merupakan percobaan yang membutuhkan ketelitian

dan keterampilan penggunaan alat. Ketelitian dibutuhkan ketika melihat bayangan yang

benar-benar terlihat jelas dan fokus, sedangkan keterampilan penggunaan alat dibutuhkan

ketika merangkai alat, membaca skala pada alat. Data yang diperoleh bernilai baik/ sesuai

dengan teori jika ketelitian dan keterampilan menggunakan alat dikuasai oleh praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym. Rumus Cermin Cekung. (Online) http://gurumuda.net/rumus-cermin-cekung.htm

diakses pada 5 April 2015

Anonym. 2013. Menentukan jarak fokus, jarak benda dan jarak bayangan pada cermin

cekung. (Online) http://ipaedukasi-supena.blogspot.com/2013/08/menentukan-jarak-

fokus-jarak-benda-dan_8.html diakses pada 5 April 2015

Anonym. 2013. Cermin datar, cermin cekung dan cermin cembung. (Online)

http://rumushitung.com/2013/03/10/cermin-datar-cermin-cekung-cermin-cembung/

diakses pada 5 April 2015.

Land, Tyas. 2014. Cermin. (Online) http://tyasland.blogspot.com/2014/04/cermin.html

diakses pada 5 April 2015

TIM. 2014. Modul Praktikum Gelombang dan Optik. Laboratorium IPA Dasar: FMIPA

Unesa

LAMPIRAN

A. Fokus Cermin Cekung : 10 cm1. S = 48 cm, S´ = 83 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 148

+ 183

¿ 83+483984

¿ 1313984

f =30,41

2. S = 49 cm, S´ = 81 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 149

+ 181

¿ 81+493969

¿ 1303969

f =30,53

3. S = 50 cm, S´ = 78 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 150

+ 178

¿ 78+503900

¿ 1283900

f =30,46

4.

4. S = 51 cm, S´ = 75 cm1f=1

s+ 1

s'

¿ 151

+ 175

¿ 75+513825

¿ 1263825

f =30,35

5. S = 52 cm, S´ = 73 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 152

+ 173

¿ 73+523796

¿ 1253796

f =30,36

B. Fokus Cermin Cekung : 50 cm1. S = 6 cm, S´ = 23 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 16+ 1

23

¿ 23+63984

¿ 29138

f =4,76

2. S = 7 cm, S´ = 17 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 17+ 1

17

¿ 17+7119

¿ 24119

f =4,96

3. S = 8 cm, S´ = 15 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 18+ 1

15

¿ 15+8120

¿ 23120

f =5,22

4. S = 9 cm, S´ = 13 cm1f=1

s+ 1

s'

¿ 19+ 1

13

¿ 13+9117

¿ 22117

f =5,32

5. S = 10 cm, S´ = 11 cm

1f=1

s+ 1

s'

¿ 110

+ 111

¿ 11+10110

¿ 21110

f =5,24

TARAF KETELITIAN

A. Fokus Cermin Cekung : 10 cm

B. Fokus Cermin Cekung : 50 cm

f = 5,1 ± 0,23

S d2=√ 0,02234

¿√0,005575

Sd=0,075

Ketidakpastian :

¿ 0,022330,42 x 100%

¿0,073 %

Kepastian/ Ketelitian :

= 100% - 0,073%

= 99,927%

S d2=√ 0,224

¿√0,055

Sd=0,23

Ketidakpastian :

¿ 0,225,1 x 100%

¿4,3 %

Kepastian/ Ketelitian :

= 100% - 4,3%

= 95,7%

No f d d2

1 30,41 0,01 0,00012 30,53 0,11 0,01213 30,46 0,04 0,00164 30,35 0,07 0,00495 30,36 0,06 0,0036

F rata-rata

= 152,11

5 = 30,42

Σ d2 = 0,0223

No f d d2

1 4,76 0,34 0,122 4,96 0,14 0,023 5,22 0,12 0,014 5,32 0,22 0,055 5,24 0,14 0,02

F rata-rata

= 25,5

5 = 5,1

Σ d2 = 0,22

Bayangan benda ketika jarak benda 48 cm

Bayangan benda ketika jarak benda 49 cm

Bayangan benda ketika jarak benda 51 cm

Bayangan benda ketika jarak benda 50 cm

Bayangan benda ketika jarak benda 52 cm

LAMPIRAN FOTO

Fokus cermin = 10

S d2=√ 0,224

¿√0,055

Sd=0,23

Ketidakpastian :

¿ 0,225,1 x 100%

¿4,3 %

Kepastian/ Ketelitian :

= 100% - 4,3%

= 95,7%

Bayangan benda ketika jarak benda 10 cm Bayangan benda ketika jarak benda 7 cm

Jarak benda 9 cm Bayangan benda ketika jarak benda 9 cm

Jarak benda 8 cm Bayangan benda ketika jarak benda 8 cm

Jarak benda 6 cm Bayangan benda ketika jarak benda 6 cm

Fokus cermin = 50