RESONANSI

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu. Resonansi sangat penting di dalam dunia musik. Dawai tidak dapat menghasilkan nada yang nyaring tanpa adanya kotak resonansi. Pada gitar terdapat kotak atau ruang udara tempat udara ikut bergetar apabila senar gitar dipetik. Udara di dalam kotak ini bergerak dengan frekuensi yang sama dengan yang dihasilkan oleh senar gitar, peristiwa ini disebut dengan resonansi, resonansi menghasilkan pola gelombang stasioner yang terdiri atas perut dan simpul gelombang dengan panjang gelombang tertentu. Pada saat gelombang berdiri terjadi pada senar maka senar akan bergetar pada tempatnya. Pada saat frekuensinya sama denga frekuensi resonansi, hanya diperlukan sedikit usaha untuk menghasilakan amplitudio besar. Hal inilah yang terjadi pada senar yang dipetik.

 Udara yang mengisi tabung gamelan juga akan ikut bergetar jika lempengan logam pada gamelan tersebut dipukul. Tanpa adanya tabung kolom udara di bawah lempengan logamnya, Anda tidak dapat mendengar nyaringnya bunyi gamelan tersebut. Resonansi juga dipahami untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara.

Contoh lain peristiwa resonansi adalah pada pipa organa. Pipa organa merupakan semua pipa yang berongga di dalamnya, bahkan Anda dapat membuatnya dari pipa paralon.

Pipa organa ini ada dua jenis yaitu:

·         pipa organa terbuka berarti kedua ujungnya terbuka . nada dasar pipa organa terbuka bersesuaian dengan pola sebuah perut pada bagian ujung dan sebuah simpul pada bagian tengahnya.

·         pipa organa tertutup berarti salah satu ujungnya tertutup dan ujung lain terbuka. Kedua jenis pipa ini memiliki pola gelombang yang berbeda.

 

BAYANGAN OLEH LENSA CEMBUNG

PERCOBAAN 3

BAYANGAN OLEH LENSA CEMBUNG

1. TUJUAN

Menyelidiki sifat bayangan yang dibentuk  oleh lensa cembung

2. ALAT DAN BAHAN

Nama Alat / Bahan	Jumlah
Meja Optik	1
Rel presisi	2
Pemegang slide diafragma	1
Bola lampu 12 V, 18 W	1
Diafragma panah 1 celah	1
Tumpukan Penjepit	4
Lensa f=100 mm	1
Lensa f = 300 mm	1
Catu-Daya	1
Kabel penghubung merah	1
Kabel penghubung hitam	1
Tempat lampu bertangkai	1
Penyambung rel	1
Kaki rel	2
Mistar 30 cm	1
Busur derajat	1

3. DASAR TEORI

LENSA

Lensa adalah suatu benda bening yang dibatasi dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar. Berdasrkan kelengkungannya lensa dibedakan menjadi 2 macam yaitu : lensa Cembung dan lensa Cekung

Pembentukan bayangan karena pembiasan

            P = Pusat kelengkungan bidang permukaan

 

                          i

                                         r’     P

 

                        n                      n’

 

            Bila didepan sebuah bidang sferik yang tebal atau daap dianggap sebuah lensa yang tebal dan jari-jari kelengkungan permukaannya R ditempatkan sebuah benda, maka didalam medium kelengkungan tersebut akan kita dapatkan bayangan benda yang memenuhi persamaan :

                                                                    (1.01)

n        =  indeks bias tempat benda

n’       =  indeks bias lensa tebalnya

R       = jari-jari kelengkungan

S        =  jarak benda ke permukaan lengkungan

S’       =  jarak bayangan ke permukaan kelengkungan

            Telah kita ketahui, bila bendanya berada jauh tak terhingga, atau S = ~ maka bayangan benda akan berada pada titik fokus kelengkungan tersebut, atau S’=f, maka persamaan (1.01) dapat menjadi :

           

                                                                             ( 1.02 )

Bila lensa tebal berada diudara yang mempunyai indeks bias 1 maka n = 1 dan persamaan (1.02) menjadi

                                                                        ( 1.03 )

Lensa Tipis

Apabila lensa tebal mempunyai hanay sebuah permukaan, maka lensa tipis mempunyai dua buah permukaan, yang mempunyai jari-jari kelengkungan  R₁ dan R₂. Untuk lensa tipis ketebalan lensa dianggap nol atau tidak diperhitungkan.

 

                                    I                          II

                                                                    R₁

                                                                       

 

                                    R₂

      I   = permukaan pertama

      II =  permukaan kedua

       R₁ dan R₂ jari-jari kelengkungan masing-masing permukaan.

Persamaan pembentukan bayangan benda

                                                          ( 1.04 )

n        =  indeks bias tempat dan bayangan, atau indeks-bias disekeliling lensa

n’       =  indeks bias lensa

Untuk n = 1(indeks bias udara) maka persamaan (1.04) menjadi

                                               ( 1.05 )

Dan Bila bendanya ada jauh tak hingga S= ~, maka bayangan benda akan berada pada titik fokus lensa atau S’ = f, maka persamaan (1.05) menjadi :

         

         

                                                      ( 1.06 )

f = jarak fokus lensa

Ketentuan :

-          Untuk lensa cembung-cembung (bekonveks) R₁ = positif dan R₂ negatif.

-          Untuk lensa cekung-cekung (bekonkav) R₁ = negative dan R₂ positif

-          Atau dapat disebutkan R didsepan lensa negative dan R dibelakang lensa Positif.

1.      Lensa Cembung

          Lensa Cembung adalah lensa yang bagain tegahnya lebih tebal dari pada bagian tepinya. Jenis-jenis lensa cembung seperti di tunjukkan gambar 12

 

Gambar 12a. Bikonveks    b. plan konveks           c. konkaf konveks      

          Lensa cembung bersifat konvergen, artinya sinar sejajar yang datang ke permukaan lensa dibiaskan menuju satu titik fokus (F). Lensa cembung juga biasa disebut lensa (+).

 

                                                                              Sinar

                        P             F                                     datang

 

Gambar.13 lensa cembung bersifat konvergen

Bagian-bagian lensa cembung

                              R₄                 +      R₁                    R₂              R₃

          2F₁                   F₁                    O               F₁                      2F₂

                                          f₁               f₂

    R₃            R₂                  R₁                    R₄

          Gambar.14 Bagian-Bagian Lensa

Keterangan lukisan Gambar :

O       = pusat optik

R₁        = jari-jari kelengkungan permukaan 1

R₂        =  jari-jari kelengkungan permukaan 2

F₁       = titik api permukaan 1

F₂       =  titik api permukaan 2

f₁          =  jarak titik api (fokus) 1   

f₂          =  jarak titik api (fokus) 2

R₁      =  ruang 1

R₂      =  ruang 2

R₃        =  ruang 3

R₄      =  ruang 4

Pembentukan bayangan oleh lensa cembung

          Lensa cembung mempunyai 2 titik fokus nyata(positif) yang berjarak sama dari titik pusat optic. Untuk menggambar bayangan lensa cembung diperlukan sinar-sinar istemewa sebagai berikut ;

 

                              F                O                 F

                                          Gambar.15.a

 

                                F             O                F        

                                          Gambar. 15.b

 

                                F                O             F        

                             

                                          Gambar.15. c

a.       Berkas sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju titik api utama (F)

b.      Berkas sinar datang melalui fokus dibiaskan sejajar sumbu utama

c.       Berkas sinar melalui titik pusat optic O tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Dalam menggambar bayangan lensa cembung digukan dua sinar istemewa

                                             +      

 

         

    P                  F                O                     F                 P

Gambar.16 Pembentukan bayangan lensa cembung

Sifat bayangan pada lensa Cembung

Sifat bayangan pada lensa cembung tegantung letak atu jarak benda terhadap lensa. Perhatikan tabel berikut ini !

Letak benda	Sifat bayangan	Letak bayangan
R1	Maya, tegak dan diperbesar	R4
F	Tidak terbentuk bayangan	-
R2	Nyata, terbalik dan diperbesar	R3
P	Nyata, tebalik dan sama besar	R1
R3	Nyata, terbalik dan diperkecil	R2

Jika kita perhatikan letak benda dan letak bayangan, dapat disimpulkan sebagai berikut :

1)      Benda diruang dua R₂ sebelah kiri lensa , bayangan ada di ruang tiga R₃ sebelah kanan lensa dan sebaliknya.

2)      Apabila ruang benda lebih kecil dari ruang bayangan, bayangan akan diperbesar, dan sebaliknya.

Hubungan antara jarak Benda (s₀) , jarak bayangan (s_i), dan jarak fokus (f) Lensa Cembung.

Hubungan antara jarak Benda (s₀) , jarak bayangan (s_i), dan jarak fokus (f) pada lensa cembung secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

            atau                                         ( 1.07 )

Keterangan :

S₀ = jarak benda

S_i = jarak bayangan

F = fokus

R = jari-jari kelengkungan cemin

Ada beberapa hal yang perlu diingat mengenai lensa cekung dan lensa cembung diantaranya ialah

Perlu diingat ! untuk lensa cembung

1)      Benda didepan lensa merupakan benda sejati/ nyata, harga s positif

2)      Bayangan dibelakang lensa merupakan bayangan sejati, diyatakan dalam bilangan positif. Untuk bayangan semu (bayangan didepan lens) dinyatakan dalam bilangan negative

3)      Harga f untuk lensa cembung selalu positif.

Perbesaran BAYANGAN

Sedangkan untuk perbesaran bayangan pada lensa cembung maupun lensa cekung secara matematis dituliskan sebagai berikut :

 

                                                                    ( 1.08 )

Keterangan :

M       =  perbesaran bayangan

S₀         = jarak benda

S_i       = jarak bayangan

      =  tinggi benda

      = tinggi bayangan

Kekuatan Lensa ( P )

                Kekuatan lensa, atau sering juga dikenal atau disebut dengan daya lensa adalah kebalikan dari jarak fokus lensa

                Kekuatan lensa, atau sering juga dikenal atau disebut dengan daya lensa adalah kebalikan dari jarak fokus lensa

                                                ( 1.09 )

f = jarak fokus lensa diudara

P = kekuatan lensa diudara

Bila f bersatuan meter maka P bersatuan dioptri.

4. PERSIAPAN PERCOBAAN

Setelah seluruh peralatan siap sesuai daftar alat, maka :

1. Susunlah alat-alat yang diperlukan, dari kiri, sumber cahaya, lensa           f = 100 mm, diagfragma, lensa f = 300 mm, meja optic dan layer.
2. Sebagai benda digunakan difragma anak panah yang diterangi sumber cahaya.
3. Sebagai layar penangkap bayangan digunakan meja optic yang diberdirikan.
4. Memotong kertas sehingga ukurannya kira-kira 2 cm lebih lebar dari meja optic.
5. Menyisipkan kertas itu kedalam meja optik

Kertas itu akan bertindak sebagai pelapis layar, agar layar berwarna bersih putih.

6. Atur kesesuaian  sumber cahaya dengan adaptor maupun sumber tegangan lainya.
7. Sambungkan rel perisisi yang satu dengan rel perisisi yang lain, agar diperoleh rel yang lebih panjang.

5. PROSEDUR EKSPERIMEN

a.       Mengaturlah jarak sumber cahaya ke lensa f=100 sama dengan 10 cm. nyalakan sumber cahaya untuk menerangi objek ( anak panah ).

b.      Meletakkan meja optik (layar) di ujung kanan rel.

c.       Mengeser-geser lensa f= 300 mm kekiri atau kekanan, sehingga di layar terbentuk anak panah yang tajam. Bayangan dapat ditangkap di layar disebut bayangan nyata.

d.      Mengamati arah bayangan itu. Membandingkan dengan arah benda. Mengambarkan bayangan itu pada tabel kolom hasil pengamatan. Mengukur bayangannya sama, lebih kecil atau lebih besar ?

e.       Menetapkan jarak benda seperti dinyatakan pada tabel 2 dibawah ini. Mencari bayangannya dengan menggeser-geser layar, kalau-kalau ada bayangan nyata, mencari bayangan dengan melihat kedalam lensa dari arah belakang lensa, kalau-kalau bayangannya maya. Mencatat hasilnya pada tabel 2.

6. HASIL PENGAMATAN

Menempelkan data yang berupa garis-garis sinar datang dan sinar bias oleh lensa pada tempat di bawah ini.

Bentuk Benda	Bentuk Bayangan

Jarak benda	Jarak bayangan	Sifat Bayangan
Kurang dari f	-0,1 cm	Maya, tegak, diperbesar
Sama dengan f	~	Tak terbentuk bayangan / tak terhingga
Antara f dan 2f	22 cm	Nyata, terbalik, diperbesar
Sama dengan 2f	20,5 cm	Nyata, terbalik, sama besar
Lebih dari 2f	39,5 cm	Nyata, terbalik, diperkecil

7. Kesimpulan

Sifat bayangan pada lensa cembung tegantung letak atu jarak benda terhadap lensa. Perhatikan tabel berikut ini !

Letak benda	Sifat bayangan	Letak bayangan
R1	Maya, tegak dan diperbesar	R4
F	Tidak terbentuk bayangan	-
R2	Nyata, terbalik dan diperbesar	R3
P	Nyata, tebalik dan sama besar	R1
R3	Nyata, terbalik dan diperkecil	R2

Letak benda R₁

 

                   P                     F                                             F                     P

 

Letak bayangan di F

 

                        P                      F                                              F                      P

Letak bayangan di R₂

                                 P                       F                                              F                      P           

Letak Bayangan di P

 

                     P                       F                                             F                       P

Letak bayangan di R₃

 

                         P                       F                                              F                     P                 P                           F                                   F                           Ptang dan sinar bias oleh lensa pada tempat di bawah ini.

kedalam lensa cembung