CAHAYA CAHAYA

Sifat Cahaya Cahaya sebagai gelombang Cahaya dihasilkan dari getaran-listrik dan getaran magnet yang merambat sehingga cahaya merupakan gelombang elektromagnetik Cahaya merambat tanpa memerlukan medium dengan kecepatan 300 000 000 m/s.

Cahaya merambat lurus Cahaya yang dipancarkan sumber cahaya akan merambat kesegala arah dengan lurus. Karena cahaya merambat lurus, dan mengenai benda, maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap. Ruang gelap di belakang benda yang terkena cahaya disebut bayang-bayang. Bayang-bayang ada dua jenis, yaitu bayang-bayang gelap (inti/umbra) dan bayang-bayang kabur (penumbra)

Bayang-bayang Inti Bayangan inti terbentuk bila cahaya berasal dari sumber cahaya yang kecil.

Bayang-bayang kabur Bayang-bayang kabur terbentuk bila cahaya berasal dari sumber cahaya yang besar.

Benda dan Cahaya Berdasarkan daya tembus terhadap cahaya, benda digolongkan menjadi: benda bening: benda yang meneruskan semua cahaya yang mengenainya, misalkan kaca Benda tembus cahaya: benda yang meneruskan sebagian cahaya yang mengenainya, misalkan kertas tipis Benda tidak tembus cahaya: benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang mengenainyamisalkan kayu

Benda dan cahaya

Pemantulan cahaya Cahaya sebagai gelombang dapat memantul bila mengenai suatu benda. Pemantulan cahaya sesuai dengan hukum pemantulan yang dikemukakan oleh Snellius yaitu: Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar Sudut datang sama dengan sudut pantul i = r i r

Macam-macam pemantulan Pemantulan teratur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang datar Pemantulan baur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang tidak rata

Pembentukan Bayangan Bayangan terbentuk karena berkas cahaya mengenai suatu benda yang rata akan dipantulkan secara teratur. Bayangan yang terbentuk ada dua jenis, yaitu bayangan nyata: bayangan yang dapat ditangkap oleh layar dan bayangan maya: bayangan yang tidak dapat ditangkap oleh layar

Bayangan pada cermin datar h h’ S S’ S S’ Dari gambar di atas, sifat bayangan pada cermin datar adalah: - tegak - sama besar - sama jarak - terbalik kiri-kanan - maya

Sifat cermin datar

Panjang cermin minimum Berapakah panjang minimum cermin yang diperlukan untuk melihat bayangan seluruh badan kita? Perhatikan gambar! ½ h h Panjang minimum cermin yang dibutuhkan adalah setengah dari tiggi badan kita.

Banyaknya bayangan yang terbentuk dapat kita hitung dengan persamaan: Jumlah bayangan Berapakah banyaknya bayangan yang terbentuk bila kita berada di depan dua buah cermin yang membentuk sudut α ? Banyaknya bayangan yang terbentuk dapat kita hitung dengan persamaan: n = banyaknya bayangan α = besar sudut n = - 1 360 α

Cermin Cekung Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan mengkilap pada bagian dalam. Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya R f

Tiga sinar utama pada cermin cekung R f R f R f

Pembentukan bayangan pada cermin cekung R f

Persamaan Cermin Cekung Cermin cekung memiliki fokus positif Cermin cekung memiliki persamaan: 1 1 1 f s s’ = + s’ s h’ h M = = Ket. f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

Contoh: Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cekung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah: a. Jarak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan s’ = -30 cm (maya, tegak) b. M = |s’/s| = 30/10 = 3 (diperbesar) c. M = h’/h 3 = h’/20 h’ =20 x 3 = 60 cm Dik. h = 20 cm f = 15 cm s = 10 cm Dit. a. s’ = b. M = c. h’ = Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’ 1/15 = 1/10 + 1/s’ 1/s’ = 1/15 – 1/10 = 2/30 – 3/30 = -1/30

Penggunaan cermin cekung Kaca rias Cermin cekung dengan fokus yang besar dapat dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar Parabola Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena sifatnya yang mengumpulkan gelombang Teropong Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler

Cermin Cembung Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya. f R

Tiga sinar utama pada cermin cembung f R f R f R

Pembentukan bayangan f R Sifat bayangan: tegak maya diperkecil

Persamaan Cermin Cembung Cermin cembung memiliki fokus dan jarak bayangan negatif. Cermin cembung memiliki persamaan: 1 1 1 f s s’ = + s’ s h’ h M = = Ket. f = fokus (selalu negatif) s = letak benda s’ = letak bayangan (selalu negatif) M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

Contoh: Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cembung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan s’ = -30/5 = -6 cm b. M = |s’/s| = 6/10 = 0,6 c. M = h’/h 0,6 = h’/20 h’ =20 x 0,6 = 12 cm Dik. h = 20 cm f = -15 cm s = 10 cm Dit. a. s’ = b. M = c. h’ = Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’ 1/-15 = 1/10 + 1/s’ 1/s’ = -1/15 – 1/10 = -2/30 – 3/30 = -5/30

Cermin Cembung dalam kehidupan sehari-hari Cermin cembung memiliki sifat selalu membentuk bayangan yang tegak, maya dan diperkecil, sehingga cermin ini mampu membentuk bayangan benda yang sangat luas. Dengan sifat ini maka cermin cembung banyak digunakan pada: - kaca spion pada kendaraan - kaca pengintai pada supermarket - kaca spion pada tikungan jalan

Pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air.

N renggang rapat N rapat renggang

INDEKS BIAS DARI BEBERAPA MEDIUM No Medium Indeks Bias 1 Vakum 1,0000 2 Udara 3 Air 1,33 4 Kuarsa 1,46 5 Kerona 1,52 6 Kaca Plexi 1,51 7 Intan 2,42

Pemantulan Sempurna Bila sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal Sudut i merupakan sudut kritis, yaitu sudut datang yang menyebabkan sudut bias 90º terhadap garis normal Bila sudut datang lebih besar dari sudut kritis, cahaya tidak dibiaskan melainkan dipantulkan dengan sempurna i

Indeks Bias c cn n = OA n = OB Indeks bias suatu zat adalah perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa dengan cepat rambat cahaya dalam zat tersebut B A O n = c cn n = OA OB Indeks bias suatu zat dapat dicari dengan cara metode snellius ( lihat gambar)

Pembiasan pada Prisma Prisma adalah benda optik berbentuk segitiga atau piramit r r disebut sudut deviasi

Dispersi Cahaya Dispersi cahaya adalah penguraian warna-warna cahaya. Suatu berkas sinar putih bila melalui prisma akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru dan ungu (perhatikan gambar)

Penyebab dispersi cahaya Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cayaha memiliki panjang gelombang yang berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-beda. Cahaya putih terdiri dari gabungan beberapa warna, yaitu merah, hijau dan biru. Putih disebut warna polikromatik, yaitu warna cahaya yang masih bisa diuraikan lagi menjadi warna-warna dasar. Merah, hijau dan biru merupakan warna dasar atau warna monokromatik, yaitu warna cahaya yang tidak dapat diuraikan kembali.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari Pembiasan sinar bintang Karena cahaya bintang meranbat dari ruang hampa ke atmosfer yang kerapatannya berbeda-beda, maka cahaya tersebut dibiaskan mendekati garis normal, sehingga bintang yang kita lihat tidak tepat pada posisi aslinya.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari Kayu yang bengkok dan kolam yang dangkal. Bila kita memasukkan sebagian kayu kedalam air, maka kita melihat kayu membengkok. Dan bila kita perhatikan dasar kolam, kolam akan tampak lebih dangkal.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari Pelangi Pelangi adalah hasil dari pembiasan dan dispersi cahaya oleh titik-titik air yang ada di udara

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari Fatamorgana Pada siang hari yang panas terik kita sering melihat bayangan air pada jalan. Hal ini disebabkan oleh cahaya matahari yang mengalami pemantulan sempurna karena perbedaan kerapatan udara diatas jalan. Di sana sepertinya ada air?

Lensa Lensa adalah benda optik yang salah satu atau keduanya merupakan bidang lengkung. Lensa ada dua jenis, yaitu: - lensa cembung - lensa cekung

Lensa Cembung Lensa cembung biasa disebut juga lensa positif atau lensa konvergen atau lensa konvex Lensa cembung memiliki ciri tebal dibagian tengah. Lensa cembung ada 3 jenis, yaitu: a. lensa cembung-cembung (biconvex) b. lensa cembung-datar (plan convex) c. lensa cembung-cekung (concave convex)

Jenis Lensa Cembung Biconvex plan convex concave convex

Sifat Lensa Cembung Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan cahaya (perhatikan gambar)

Tiga Sinar Utama pada Lensa Cembung + R1 f1 f 2 R2 + R1 f1 f 2 R2 + R1 f1 f 2 R2

Menggambar bayangan pada lensa cembung + R2 f2 f 1 R1 Sifat bayangan: nyata, terbalik diperbesar Sifat bayanagn: nyata, terbalik, diperbesar, jarak tak terhingga Sifat bayangan: nyata, terbalik, diperkecil Sifat bayangan: nyata terbalik, sama besar Sifat bayangan: maya, tegak, diperbesar

Persamaan Lensa Cembung Lensa cembung memiliki persamaan: = + 1 1 1 f s s’ Ket: f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan s’ positif bayangan nyata s’ negatif bayangan maya M < 1 bayangan diperkecil M > 1 bayangan diperbesar M = 1 bayangan sama besar M = | | = s’ s h’ h

Lensa Cekung Lensa cekung biasa disebut juga lensa negatif atau lensa divergen atau lensa concave Lensa cekung memiliki ciri lebih tipis pada bagian tengah Lensa cekung ada 3 jenis, yaitu: a. lensa cekung-cekung (biconcave) b. lensa cekung-datar (plan-concave) c. lensa cekung-cembung ( convex-concave)

Jenis Lensa Cekung biconcave plan-concave convex-concave

Menggambar Lensa Cekung _ f 1 R1 R2 f2

Sifat Lensa Cekung Lensa cekung memiliki sifat menyebarkan cahaya (lihat gambar)

Tiga Sinar Utama pada Lensa Cekung _ R2 f2 f 1 R1 _ R2 f2 f 1 R1 _ R2 f2 f 1 R1

Menggambar bayangan pada lensa cekung _ R2 f2 f 1 R1 Sifat bayangan: tegak, maya, diperkedcil

Persamaan Lensa Cekung Lensa cekung memiliki persamaan: = + 1 1 1 f s s’ Ket: f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan f selalu negatif s’ positif bayangan nyata s’ negatif bayangan maya M < 1 bayangan diperkecil M > 1 bayangan diperbesar M = 1 bayangan sama besar M = | | = s’ s h’ h

Contoh

Kekuatan Lensa 1 P = f dalam meter f 100 P = f dalam cm f Kekuatan lensa adalah kemampuan lensa untuk mengumpulkan cahaya Kekuatan lensa berbanding terbalik dengan fokus lensa. Lensa dengan fokus kecil memiliki kekuatan lensa yang besar. Kekuatan lensa ( P ) dapat dihitung dengan persamaan: P = f dalam meter 1 f P = f dalam cm 100 f Kekuatan lensa dihitung dengan satuan dioptri Lensa cembung memiliki kekuatan lensa positif dan lensa cekung memiliki kekuatan lensa negatif

Contoh