Cahaya dan Optik Oleh Meli Muchlian, M.Si.

Presentasi berjudul: "Cahaya dan Optik Oleh Meli Muchlian, M.Si."— Transcript presentasi:

1 Cahaya dan Optik Oleh Meli Muchlian, M.Si

2 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)

3 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.

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

5 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)

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

7 Menggambar lensa cembung
+ f R2 R f1

8 Tiga Sinar Utama pada Lensa Cembung
+ R f1 f R2 + R f1 f R2 + R f1 f R2

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

10 Persamaan Lensa Cembung
Lensa cembung memiliki persamaan: = 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

11 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)

12 Menggambar Lensa Cekung
_ f R1 R f2

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

14 Tiga Sinar Utama pada Lensa Cekung
_ R f2 f R1 _ R f2 f R1 _ R f2 f R1

15 Menggambar bayangan pada lensa cekung
_ R f2 f R1 Sifat bayangan: tegak, maya, diperkedcil

16 Persamaan Lensa Cekung
Lensa cekung memiliki persamaan: = 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

17 Kekuatan Lensa P = f dalam meter 1 f P = f dalam cm 100 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 Lensa cekung memiliki kekuatan lensa negatif

18 Konvensi tanda lensa tipis
Panjang focus (f ) : positif untuk cermin cembung negatif untuk cermin cekung Perbesaran (m) positif untuk bayangan tegak (sama dengan arah benda) negatif untuk bayangan terbalik (berlawanan arah benda) Jarak Bayangan (di) positif untuk bayangan nyata (bayangan berada pada posisi berlawanan dengan bendanya) negatif untuk bayangan maya (bayangan berada pada posisi yang sama dengan bendanya) Jarak Benda (do) positif untuk benda nyata negatif untuk benda maya

19 Contoh Soal 1 Benda diletakan 30 cm di depan cermin cekung yang berjari-jari 10 cm. Dimanakah letak bayangannya? Nyata atau maya? Tegak atau terbalik? Berapa perbesarannya? di>0  Bayangan Nyata, terbalik m = - di / do = -1/5

20 Contoh Soal 2 Benda ditenpatkan 5 cm di depan cermin cembung dengan panjang fokus 10 cm. Dimana bayangan berada? Nyata atau maya? Tegak atau terbalik? Berapa perbesarannya? Maya, di <0 Diperkecil, |m| < 1, tegak. m > 0

21 Contoh Soal 3 Hitung kecepatan cahaya di dalam kaca yang mempunyai indeks bias mutlak n=1,5 jika kecepatan cahaya dalam ruang hampa c= Jawab :

22 Contoh soal 4 Nyata, Perbesaran = -1
Benda diletakkan 20 cm di depan lensa cembung dengan panjang fokus 10 cm. Dimanakah bayangan? Tegak atau terbalik? Nyata atau maya? Berapa perbesaran bayangannya? Nyata, Perbesaran = -1

23 Contoh Soal 5 Benda ditempatkan 8 cm di depan lensa cekung dengan panjang fokus 4 cm. Dimana letak bayangan? Tegak atau terbalik? Nyata atau maya? Berapa perbesaran bayangan?

24 Interferensi Cahaya Perpaduan/interaksi dua atau lebih gelombang cahaya dapat menghasilkan suatu pola yang teratur terang-gelap (interferensi ) Interferensi Maksimum : gelombang saling memperkuat/konstruktif, menghasilkan garis terang Interferensi Minimum : gelombang saling memperlemah/destruktif, menghasilkan garis gelap

25 Paduan gelombang

26 Syarat terjadinya interferensi
Agar interferensi yang stabil dan berkelanjutan dari gelombang cahaya dapat diamati, dua kondisi berikut harus dipenuhi: Sumber harus bisa mempertahankan suatu beda fasa yang tetap (sumber koheren). Sumber harus monokromatis dan menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang sama.

27 INTERFERENSI CELAH GANDA
Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801 Ketika dua gelombang yang koheren menyinari/melalui dua celah sempit, maka akan teramati pola interferensi terang dan gelap pada layar.

28

29 Pola Interferensi

30 Difraksi Ketika muka gelombang bidang mengenai celah sempit (lebar celah lebih kecil dari panjang gelombang), maka gelombang tersebut akan mengalami lenturan sehingga terjadi gelombang-gelombang setengah lingkaran yang melebar di belakang celah. Peristiwa ini dikenal dengan difraksi.

31 Prinsip Huygens Pembelokan sinar sekitar penghalang
Panjang gelombang~ dimensi penghalang

32 Kisi Difraksi (Diffraction grating)
Disebut kisi difraksi jika jumlah kisi menjadi n buah, pada umumnya: Ncelah = ~ribuan buah per mm Posisi maksimum terjadi pada :

33 Kisi difraksi terdiri dari sejumlah celah sejajar yang serba sama. Kisi dibuat dengan membuat goresan halus pada keping kaca. Umumnya mempunyai goresan mencapai 5000 goresan/cm, sehingga jarak antara 2 celah sangat kecil yaitu sekitar 1/5000 = A. Kisi difraksi digunakan untuk menganalisa spektrum cahaya dari suatu sumber cahaya, misalnya : Zat kimia yang dibakar Lampu yang diisi dengan zat berbeda Bintang

34 Kisi Difraksi Pola difraksi yang dihasilkan dari lampu Hidrogen:
Hidrogen memiliki 4 warna, tampak pada m=1 dan m=2 Pada m = 0, semuanya menjadi satu  warna putih Pola Difraksi  Sidik Jari dari suatu atom

35 Polarisasi Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal, dan tidak terjadi pada gelombang longitudinal. Gelombang cahaya dapat terpolarisasi karena gelombang cahaya adalah gelombang transversal, sedangkan gelombang bunyi tidak dapat terpolarisasi karena gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal

36 Polarisasi Model Cahaya tak terpolarisasi

37 Dua polaroid yang disilangkan

38 HAMBURAN CAHAYA Cahaya yang kita lihat dari matahari adalah cahaya yang telah mengalami penyerapan kemudian diradiasikan kembali oleh molekul-molekul di atmosfer. Peristiwa molekul menyerap dan kemudian meradiasikan kembali suatu cahaya dinamakan sebagai HAMBURAN CAHAYA. Peristiwa inilah yang menjadi “dalang” dibalik rahasia mengapa langit berwarna biru ketika siang hari, dan berwarna merah ketika pagi atau sore hari. Bisakah anda jelaskan detailnya ???

39 Langit hanya berwarna biru di siang hari
Langit hanya berwarna biru di siang hari. Bumi diselubungi lapisan udara yang disebut atmosfer udara yang terdiri atas partikel-partikel kecil. Cahaya dari matahari dihamburkan oleh partikel-partikel kecil tersebut. Tetapi kita tahu, cahaya dari matahari terdiri dari paduan semua warna, dari merah, kuning, hijau, biru, hingga ungu. Warna-warna itu memiliki frekuensi yang berbeda. (Merah < kuning < hijau < biru < ungu). Semakin besar frekuensi cahaya, semakin kuat cahaya itu dihamburkan. Warna langit adalah sebagian cahaya matahari yang dihamburkan. Karena yang paling banyak dihamburkan adalah warna berfrekuensi tinggi (hijau, biru, dan ungu), maka langit memiliki campuran warna-warna itu, yang kalau dipadukan menjadi biru terang.

40 LANGIT BERWARNA MERAH DI SORE HARI
Pada sore hari, sering matahari berubah warna menjadi merah. Pada saat itu, sinar matahari yang sudah miring menempuh jarak lebih jauh untuk mencapai mata kita, sehingga semakin banyak cahaya yang dihamburkan. Sehingga yang banyak tersisa adalah cahaya frekuensi rendah, yaitu merah. Di bulan dan di planet yang tidak memiliki atmosfir, cahaya matahari tidak dihamburkan, sehingga langit selalu berwarna hitam, walaupun di siang hari.

41 Alat-alat optik Alat Optik : alat penglihatan manusia atau alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya. Alamiah : mata Buatan : alat bantu penglihatan manusia untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata: Kamera dan Proyektor, Lup, Mikroskop , Teropong/ Teleskop

42 Alat-alat optik Kamera Mata Lup

43 Alat-alat optik Mikroskop Teleskop Periskop

44 SEKIAN TERIMA KASIH