Cahaya dan Optik Oleh Meli Muchlian, M.Si

Fenomena Cahaya Aurora Pelangi Petir Fatamorgana

Cahaya Cahaya menurut Newton (1642 - 1727) terdiri dari partikel-partikel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara menurut Huygens ( 1629 - 1695), cahaya adalah gelombang seperti halnya bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuensi dan panjang gelombangnya saja.

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)

Sifat-sifat cahaya mengalami pemantulan (refleksi) mengalami pembiasan (refraksi) Dapat mengalami pelenturan (difraksi) Dapat dijumlahkan (interferensi)

Bersifat sebagai gelombang dan partikel (efek fotolistrik) Sifat-sifat cahaya Dapat diuraikan (dispersi) Dapat diserap arah getarnya (polarisasi) Bersifat sebagai gelombang dan partikel (efek fotolistrik)

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

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

Hukum pemantulan (snellius) : Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang = sudut pantul

Cermin Datar : bentuk permukaannya datar Pemantulan cahaya dari obyek (bunga dan vas) pada cermin datar.

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 tinggi badan kita.

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

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

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

Persamaan Cermin

Konvensi tanda : Panjang focus (f ) : positif untuk cermin cekung negatif untuk cermin cembung Perbesaran (m) positif untuk bayangan tegak negatif untuk bayangan terbalik Jarak bayangan (di) positif untuk bayangan di depan cermin (bayangan nyata) negatif untuk bayangan di belakang cermin (maya) Jarak benda (do) positif untuk benda di depan cermin (benda nyata) negatif untuk benda di belakang cermin (benda maya)

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

Kelajuan cahaya dalam medium dinyatakan oleh indeks bias medium : Hubungan antara sudut bias dengan beda/perubahan kelajuannya: Kelajuan cahaya dalam medium dinyatakan oleh indeks bias medium :

Huklum Snellius utk pembiasan :

Indeks Bias c cn n = OA n = OB B A O 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)

Pemantulan Total Jika cahaya masuk ke medium yang lebih renggang (dari yang lebih rapat), maka akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jika sudut datangnya makinbesar, maka sudut biasnya juga semakin besar; sehingga suatu saat akan didapatkan sudut biasnya 900 . Jika sudut datang diperbesar lagi, maka akan terjadi pemantulan total.

Contoh pemanfaatan pemantulan total : Teropong Kabel SeratOptik

SEKIAN TERIMA KASIH