KONSEP OPTIK DAN PERAMBATAN CAHAYA Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Optika = llmu yang membahas tentang cahaya. Optik terbagi menjadi 2: optika geometris dan optika fisis. Optika Geometris membahas tentang pemantulan dan pembiasan. Sedangkan Optika Fisis membahas tentang Sifat-sifat cahaya, interferensi cahaya, hakikat cahaya dan pemanfaatan sifat-sifat cahaya. Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Sejarah Pendapat para ahli tentang cahaya, diawali dengan teori penglihatan. Pada zaman yunani kuno. Phytagoras (580-500 SM) dan Democritus (460-370 SM) berpendapat bahwa kita dapat melihat benda karena benda itu mengeluarkan butir-butir yang masuk ke dalam mata. Empedocles (484-424 SM) , Plato (427-347 SM) dan Euclides (± 300 SM) berpendapat bahwa kita dapat melihat benda karena dari mata kita keluar sesuatu, kemudian menumbuk butir-butir yang dikeluarkan benda yang kita lihat itu. Al-Kindi, seorang ilmuwan muslim menolak konsep tentang penglihatan yang dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat. Namun, menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat. Kemudian Al-Hasan (965-1038) berpendapat bahwa kita dapat melihat karena ada cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda itu. Sir Isac Newton merupakan salah satu ilmuwan yang mendukung pendapat dari Al-Hasan, beliau mengemukakan pendapat bahwa dari sumber cahaya dipancarkan partikel-partikel yang sangat kecil dan ringan ke segala arah dengan kecepatan yang sangat besar. Bila partikel-partikel ini mengenai mata, maka manusia akan mendapat kesan melihat benda tersebut Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Apakah cahaya itu? 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. Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan : Thomas Young (1773 - 1829) dan Agustin Fresnell (1788 - 1827) : berhasil membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan berinterferensi merupakan sifat dasar gelombang bukan partikel. Maxwell (1831 - 1874) : Cahaya gejala kelistrikan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektromagnetik. Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Dua fisikawan pemenang hadiah Nobel : Max Planck (1858 - 1947) dan Albert Enstein (1879 – 1955) : teori foton Planck cahaya dipancarkan dalam bentuk paket-paket kecil yang disebut kuanta (teori Kuantum) Einstein menjelaskan peristiwa yang dikenal dengan nama efek foto listrik, yakni pemancaran elektron dari permukaan logam karena logam tersebut disinari cahaya. Disimpulkan : Cahaya menunjukkan sifat sebagai gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat sebagai partikel. Hal ini disebut dualisme cahaya

Sifat Gelombang Cahaya Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108 m/s. Sifat2 cahaya : Dapat mengalami pemantulan (refleksi) Dapat mengalami pembiasan (refraksi) Dapat mengalami pelenturan (difraksi) Dapat dijumlahkan/dipadukan (interferensi) Dapat diuraikan (dispersi) Dapat diserap arah getarnya (polarisasi) Bersifat sebagai gelombang dan partikel Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Pemantulan cahaya Jika sebuah batu dijatuhkan ditengah kolam, maka akan muncul gelombang lingkaran dari titik dimana batu dijatuhkan. Sinar gelombang tegak lurus terhadap muka gelombang, menyatakan arah kemana gelombang menyebar/merambat. Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Pemantulan Gelombang Datar Gelombang tali merupakan gelombang yang paling sederhana (1 dimensi) , selanjutnya kita akan membahas gelombang yang kompleks, yaitu gelombang datar (2 dimensi). Contoh gelombang datar adalah gelombang air. Sifat-sifat gelombang air dapat diamati dengan alat yang disebut tangki riak atau tangki gelombang. Perhatikan animasi berikut ini! Klik disini Jika benda dijatuhkan, maka akan terbentuk gelombang transversal pada permukaan air. Hal ini terlihat dengan adanya bukit dan lembah air. Bukit ditunjukkan oleh bagian yang cembung, sedangkan lembah ditunjukkan oleh bagian yang cekung.  klik Perhatikan animasi berikut ini! Klik disini bukit / cembung lembah / cekung Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Pemantulan Gelombang Datar Jika gelombang disinari dengan lampu, akan tampak bayang gelang dan terang secara silih berganti. Bagian yang cembung menghasilkan bayangan terang sedangkan bagian cekung menghasilkan bayangan gelap. Jarak antara garis terang dengan garis terang berikutnya merupakan panjang gelombang (). Perhatikan animasi berikut ini! Klik disini sumber gelombang cembungan arah rambatan cekungan play Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Semakin jauh dari titik sumber gelombang, muka gelombang menjadi lebih datar. Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Pemantulan dari bidang rata disebut pemantulan specular (biasa) ; Jika permukaan bidang kasar disebut pemantulan diffuse (baur) Irnin Agustina D.A,M.Pd.

Hukum pemantulan (snellius) : Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang = sudut pantul Irnin Agustina D.A,M.Pd.