MEMBUKTIKAN PEMBIASAN MELALUI PRISMA ETHAFOAM PADA GELOMBANG MIKRO

A. Tujuan Percobaan

Membuktikan bahwa indeks bias prisma ethafoam yang didapatkan melalui gelombang mikro sama dengan teori.
Mengetahui dan memahami terjadinya pembiasan pada prisma ethafoam yang di isi butir-butir styrene.

B. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
Satu set sistem optik Gelombang Mikro
Satu buah Adaptor
Butir-butir styrene
Satu buah Prisma ethafoam

C. Dasar Teori
Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Gelombang mikro adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.
Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 1 meter – 1 mm atau frekuensi 300 Mhz – 300 Ghz. Seperti telah diketahui bahwa hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang adalah: Panjang gelombang = Kecepatan merambat gelombang/ frekuensi.

Gambar 1.spektrum gelombang elektromagnetik
Sebuah gelombang elektromagnetik biasanya merambat lurus dan ketika melewati dua medium yang berbeda, arah dari perambatan gelombang berubah. Perubahan arah rambat ini disebut dengan pembiasan. Hukum pembiasan disebut juga hukum snellius. Ada dua hukum utama pembiasan, yaitu hukum I pembiasan dan hukum II pembiasan.
Hukum I Pembiasan menyatakan : “Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.”
Hukum II Pembiasan, menyatakan : “Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat maka akan dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju ke medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal” .
Sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591 –1626)
melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut
bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :
- sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
- hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap
dan disebut indeks bias.


Gambar 2 jalannya cahaya menurut hukum snellius


Hukum snellius untuk pembiasan tentang pembiasan ini ,dirumuskan dengan
n_(1 )sin θ_1= n_█( @2)sin θ_2.
Pada saat cahaya melewati satu medium ke medium yang lain, cahaya tersebut mungkin dipantulkan atau dibiaskan. Derajat pembelokkan cahaya tersebut tergantung pada sudut datang dan sifat-sifat medium. Indeks bias adalah ukuran seberapa banyak cahaya membengkok pada saat cahaya tersebut masuk ke medium dari ruang hampa. Tetapi indeks bias juga mengukur seberapa cepat cahaya merambat di medium.
Pada balok kaca, prisma dan lensa, berkas cahaya mengalami dua kali pembiasan. Pembiasan menyebabkan berkas sinar yang masuk pada balok kaca mengalami pergeseran saat keluar dari balok kaca tersebut. Pada prisma berkas cahaya mengalami deviasi atau penyimpangan dengan besar sudut deviasi yang bergantung pada sudut datang berkas cahaya dan sudut bias saat berkas cahaya itu keluar dari prisma tersebut.
Pada percobaan ini kami mencoba membuktikan indeks bias prisma ethafoam yang terdapat pada set alat gelombang mikro.
Prisma ethafoam adalah prisma yang terbuat dari bahan ethafoam. Bahan ethafoam adalah bahan yang mempunyai daya apung tinggi dan dapat menyerap air. Selain itu prisma ethafoam juga mempunyai sifat menyerap seluruh gelombang elektrromagnetik yang dating, dengan kata lain tidak ada cahaya yang dipantulkan. Indeks bias dari prisma ethafoam adalah 1.35.

D. Prosedur Kerja
Menyusun alat-alat seperti pada Gambar di bawah. Memutar prisma masih kosong pada meja rotasi dan mengamati pengaruhnya terhadap gelombang mikro.
Mengisi prisma tersebut dengan butir-butir styrene dan mengatur gelombang yang datang dari pemancar arahnya tegak lurus pada sisi tegak prisma.
Mengatur kedudukan reflektor untuk menetukan sudut datangnya.
Memutar penerima (receiver) dan menentukan sudut bias dengan mencari posisi yang intensitasnya maksimum.


Gambar 3. Susunan alat

Tabel Data
Dari sepuluh kali pengukuran berulang yang di lakukan didapat data seperti table di bawah, dimana : θ_1 = sudut datang θ_2 = sudut bias n = sin⁡〖θ_1 〗/sin⁡〖θ_2 〗 .
Table 1. Data pengamatan percobaan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
10 8 1.25
20 15 1.32
30 21 1.39
40 26 1.46
50 33 1.48




Table 2. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 80 1,25
200 150 1,32
300 200 1,46
400 260 1,47
500 310 1.49

Table 3. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 90 1,1
200 180 1,1
300 250 1,18
400 300 1,28
500 330 1,39


Table 4. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 80 1,25
200 150 1,32
300 210 1,39
400 270 1,4
500 330 1.4








Table 5. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 90 1,1
200 170 1,16
300 230 1,28
400 290 1,32
500 340 1,37

Tabel 6. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 90 1,1
200 160 1,24
300 240 1,27
400 300 1,3
500 350 1,33

Tabel 7. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 90 1,1
200 150 1,32
300 220 1,33
400 270 1,41
500 320 1,44








Tabel 8. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 80 1,25
200 140 1,32
300 220 1,33
400 250 1,52
500 300 1,53

Tabel 9. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 80 1,25
200 150 1,32
300 200 1,46
400 250 1,5
500 300 1,53

Tabel 10. Data Pengamatan Percobaan Pembiasan
Sudut Datang Sudut Bias n Bahan
100 80 1,25
200 140 1.4
300 200 1,46
400 260 1.47
500 300 1,58





E. Pengolahan Data

Menentukan indeks bias rata-rata dari setiap tabel pengukuran.

Pengolahan data pada table 1

n_(rata-rata ) = (1.25 + 1.32 +1.39 + 1.46 + 1.48)/5 = 1.38

Pengolahan data pada table 2

n_(rata-rata ) = (1.25 + 1.32 +1.46 + 1.47 + 1.49)/5 = 1.39

Pengolahan data pada table 3

n_(rata-rata ) = (1.1 + 1.1 +1.18 + 1.28 + 1.39)/5 = 1.21

Pengolahan data pada table 4

n_(rata-rata ) = (1.25 + 1.32 +1.39 + 1.4 + 1.4)/5 = 1.35

Pengolahan data pada table 5

n_(rata-rata ) = (1.1+ 1.16 +1.28 + 1.32 + 1.37)/5 = 1.25

Pengolahan data pada table 6

n_(rata-rata ) = (1.1 + 1.24 +1.27+ 1.3 + 1.33)/5 = 1.25

Pengolahan data pada table 7

n_(rata-rata ) = (1.1 + 1.32 +1.33 + 1.41 + 1.44)/5 = 1.32

Pengolahan data pada table 8

n_(rata-rata ) = (1.25 + 1.32 +1.33 + 1.52 + 1.53)/5 = 1.39


Pengolahan data pada table 9

n_(rata-rata ) = (1.25 + 1.32 +1.46+ 1.5 + 1.53)/5 = 1.38

Pengolahan data pada table 10

n_(rata-rata ) = (1.25 + 1.4 +1.46 + 1.47 + 1.58)/5 = 1.4


Standar Deviasi :
∆x = 1/N √((N∑(x_i )^2- 〖(〖∑x〗_i)〗^2)/(N-1))
x_i= (1.38+1.39+1.21+1.35+1.25+1.25+1.32+1.39 +1.38+1.4)/10= 1.33

〖〖∑(X〗_(i))〗^2= 〖1.38〗^2+ 〖1.39〗^2+ 〖1.21〗^(2 )+ 〖1.35〗^2+ 〖1.25〗^2+ 〖1.25〗^2+〖1.32〗^2+〖1.39〗^2+〖1.38〗^2+〖1.41〗^2
= 17.815
〖(∑Xi)〗^2= 1.38+1.39+1.21+1.35+1.25+1.25+1.32+1.39 +1.38+1.4 =〖13.32〗^2 = 177.422
∆x = 1/N √((N∑(x_i )^2- 〖(〖∑x〗_i)〗^2)/(N-1))
= 1/10 √((10.17.815-177.422)/9) = 0.02
KR = ∆x / x = 0.02 / 1.33 = 0.015
X = { x ± (KR x 100 %)} = 1.33 ± 1.5 %




F. Pembahasan

Pada percobaan gelombang mikro kami mencoba membuktikan salah satu sifat gelombang mikro yaitu pembiasan melalui prisma ethafoam yang di isi dengan butir-butir styrene. Dari percobaan yang di lakukan dapat diketahui bahwa pembiasan pada gelombang mikro sesuai dengan hukum pembiasan Snellius.
Pada percobaan sebelum diletakkan prisma ethafoam di atas meja rotasi, intensitas yang terbaca pada receiver set alat gelombang mikro menunjukkan maksimum yaitu satu mA dan ketika lengan goniometer diputar intensitas gelombang mikro terus menurun sampai menunjukkan nol pada sudut 300 hal ini menunjukkan bahwa ketika tidak ada medium yang dilewati maka gelombang merambat lurus.Namun ketika prisma ethafoam yang masih kosong diletakkan diatas meja rotasi dengan posisi berhadapan atau dengan kata lain pada sudut 00 intensitas yang terbaca pada receiver tetap sama yaitu pada intensitas maksimum yaitu 1 mA dan ketika diputar laengan goniometer kondisi yang sama terjadi saat ketika sebelum diletakkan prisma hal ini disebabkan karena bahan ethafoam tersebut mempunyai sifat menyerap seluruh gelombang elektrromagnetik yang datang dengan kata lain tidak ada yang dipantulkan. Pembiasan terjadi setelah prisma ethafoam di isi dengan butir-butir styrene sampai penuh.
Dari pengukuran berulang yang dilakukan terdapat dua pengukuran yang sedikit menyimpang, hal ini disebabkan karena terdapatnya kesalahan pada pengamatan. Indeks bias prisma ethafoam yang di dapatkan dari percobaan adalah sebesar 1.33 sedangkan pada teori sebesar 1.35.


G. Kesimpulan
Pada prisma ethafoam yang masih kosong tidak terjadi pembiasan. Hal ini di sebabkan karena bahan ethafoam adalah bahan yang mempunyai sifat menyerap seluruh gelombang elektromagnetik, tanpa ada yang dipantulkan.

Indeks bias dari prisma ethafoam yang didapat dari pengukuran adalah sebesar 1.32 dengan persentase kesalahan sebesar 1.4%






DAFTAR PUSTAKA

Giancolli, 2001. Fisika Dasar 2 Edisi Kelima. Jakarta Erlangga.
Halliday,D dan Resnick,R. 1984. Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga.
Hasra, Amran.dkk.2009. Eksperimen fisika .Padang : UNP.
Http ://id.wikipedia.org/wiki/gelombang mikro.