|
Cermin Cekung
|
|
Cermin Cembung |
|
Cermin Datar |
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat
ditangkap oleh mata. Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan
dari perpaduan medan listrik dengan medan magnet. Jika terdapat cahaya, berarti
juga terdapat sumber cahaya. Sumber cahaya ialah benda-benda yang dapat
mengeluarkan cahaya sendiri, misalnya, matahari, lampu, lilin.
1. Sifat
– Sifat Cahaya
a. Cahaya
merambat lurus,
b.
Cahaya dapat menembus benda bening,
c.
Cahaya dapat dipantulkan,
d.
Cahaya mengalami pembiasan,
e.
Panjang gelombang antara 4000 A sampai 7000
A,
f.
Kecepatan rambat 300.000 km/detik,
g.
Frekuensinya
3,9 x 1014 Hz – 7,5 x 1014 ,
h.
Cahaya
memiliki energi, dan
i.
Cahaya
dapat ditangkap oleh mata.
Berkas cahaya adalah kelompok sinar-sinar cahaya,
digolongkan atas :
a) Berkas
cahaya menyebar (divergen),
yaitu berkas cahaya yang berasal dari suatu titik kemudian menyebar ke beberapa
arah.
Contoh : berkas cahaya yang berasal dari lilin yang menyala.
b) Berkas
cahaya sejajar, yaitu berkas
cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain.
Contoh : berkas cahaya yang keluar dari lampu senter yang
telah disejajarkan oleh reflector / cermin cekung.
c) Berkas
cahaya mengumpul (konvergan),
yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.
Contoh : berkas cahaya yang melewati lensa cembung.
B. BAYANG-BAYANG
1. Benda
Tembus Cahaya dan Benda Tidak Tembus Cahaya
Benda dapat digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu :
a) Benda tak tembus cahaya, contoh : buku, papan, karton.
Benda-benda ini tidak dapat meneruskan cahaya yang diterimanya.
b) Benda tembus cahaya, contoh : kertas yang tipis yang
dapat meneruskan sebagian cahaya yang diterimanya.
c) Benda bening, contoh : kaca bening yang dapat
meneruskan hamper seluruh cahaya yang diterimanya.
2. Cahaya
Merambat Lurus
Cahaya memiliki sifat dapat merambat lurus.
3. Bayang-Bayang
Benda
Bayang-bayang benda terdiri atas :
a. Umbra, yaitu baying-bayang gelap pada layar akibat dari
cahaya yang tidak dapat menembus benda (baying-bayang inti)
b. Penumbra, yaitu baying-bayang kabur sebagai baying-bayang
tambahandi pinggir baying-bayang inti (umbra).
c.
C. PEMANTULAN
CAHAYA
1.
Jenis-jenis Pemantulan Cahaya
Cahaya apabila mengenai suatu dinding / cermin datar
akan memantul.
Jenis-jenis pemantulan cahaya adalah :
a. Pemantulan
baur (difus)
Pemantulan baur (difus) adalah pemantulan yang terjadi jika suatu berkas
cahaya jatuh pada benda yang permukaannya kasar
(tidak rata) sehingga cahaya akan dipantulkan ke beberapa arah yang tidak
tertentu.
b. Pemantulan
teratur
Pemantulan
teratur adalah pemantulan
cahaya yang terjadi jika suatu berkas cahaya jatuh pada benda yang permukaannya
licin dan mengkilap, sehingga arah pantulan cahaya menuju ke suatu arah
tertentu.
2.
Hukum Pemantulan Cahaya
Dalam pembicaraan tentang pemantulan cahaya digunakan
beberapa pengertian di antaranya :
a. Sinar
datang (sinar jatuh) :
sinar yang datang lurus menuju permukaan benda.
b. Sinar
pantul : sinar yang
dipantulkan dari permukaan benda.
c. Titik
datang (titik jatuh sinar) :
titik pada permukaan benda dimana sinar itu jatuh dan dipantulkan.
d. Garis
normal : garis yang
dibuat melalui titik jatuh sinar dan tegak lurus permukaan benda.
e. Sudut
datang (sudut jatuh sinar) :
sudut yang dibentuk antara sinar jatuh dan garis normal.
f.
Sudut pantul : sudut yang dibentuk antara sinar pantul dan garis
normal.
Dari percobaan menunjukkan adanya hukum pemantulan cahaya,
yang bunyinya :
1) Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul berada
pada satu bidang datar.
2)
Besarnya
sudut datang = sudut pantul.
D. CERMIN
Cermin adalah semua benda, baik yang terbuat dari kaca logam
/ cairan, yang permukaannya licin dan mengkilap, serta bersifat :
a. Memantulkan secara beraturan
berkas cahaya yang diterimanya.
b. Dapat membentuk
bayangan dari benda yang ada didepannya.
1.
Cermin Datar
Cermin
datar adalah cermin di
mana bagian yang menentukan cahaya, permukaannya adalah datar. Garis normalnya
adalah garis yang melalui titik jatuh sinar dan tegak lurus bidang cermin.
a. Sifat bayangan dan pemantulan cahaya pada cermin datar
@ Bayangan maya,
@ Tegak seperti benda,
@ Simetris,
@ Berkebalikan sisi,
@ Jarak benda ke cermin = jarak bayangan ke cermin.
b. Cara melukis bayangan pada cermin datar
1) Sinar 1 yang menuju cermin dipantulkan berimpit dengan
sinar datang (sudut datang = sudut pantul)
2) Sinar 2 yang datang menuju cermin dengan sudut α dipantulkan
dengan sudut α pula.
3) Perpanjangan sinar pantul 1 dan 2 (dilukis dengan
garis putus-putus) akan berpotongan. Pada perpotongn inilah terletak bayangan
benda.
c. Banyaknya bayangan yang terbentuk dari pemantulan pada
cermin datar
Rumus :
d. Manfaat cermin datar dalam kehidupan sehari-hari
ü Sebagai cermin untuk berhias,
ü Pada periskop
2.
Cermin Cekung
Cermin
cekung adalah cermin
dimana bagian yang memantulkan cahaya, permukaannya berupa cekungan, dan
merupakan bagian dalam dari suatu bola.
a. Ciri-ciri cermin cekung
¶ Melengkung ke dalam,
¶ Bagian pinggirnya tebal; sedangkan bagian tengahnya
tipis,
¶ Dapat mengumpulkan berkas sinar (konvergen),
¶ Titk kumpulnya disebut titik fokusnya yang bernilai
positif (+),
¶ Memiliki sinar istimewa.
b. Sinar-sinar Istimewa pada cermin cekung
a) Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan ke titik
F
b) Sinar datang yang melalui titik F dipantulkan sejajar
sumbu utama.
c)
Sinar
yang datang yang melalui titik M dipantulkan
kembali ke titik M.
c. Menentukan sifat bayangan pada cermin cekung
1) Sifat bayangan yang terbentuk dari cermin cekung yang
bendanya terletak di ruang III : Nyata,
terbalik, dan diperkecil.
2) Sifat bayangan yang terbentuk dari cermin cekung yang
bendanya terletak di ruang II : Nyata,
terbalik, dan diperbesar.
3) Sifat bayangan yang terbentuk dari cermin cekung yang
bendanya terletak di ruang I : Maya,
tegak, dan diperbesar.
4) Sifat bayangan yang terjadi pada cermin cekung yang
bendanya terletak tepat dititik pusat kelengkungan cermin (M) :
Nyata, terbalik, tinggi
bayangan sama dengan benda, dan terletak pada pusat kelengkungan cermin (M).
5) Sifat bayangan yang terbentuk dari cermin cekung yang
bendanya terletak tepat di titik fokus (F) :
Tak berhingga sebab sinar
pantulannya tidak berpotongan.
d. Rumus cermin cekung
Keterangan :
f =
fokus / titik api
R =
jari-jari / pusat kelengkungan
so =
jarak benda
si =
jarak bayangan
M =
perbesaran
ho =
tinggi benda
hi =
tinggi bayangan
e. Manfaat cermin cekung dalam kehidupan sehari-hari
1) Cermin cekung dapat memperbesar bayangan sehingga
dapat digunakan untuk berbagai keperluan, contohnya untuk mencukur.
2) Cermin cekung digunakan sebagaipemantul (reflector)
pada lampu sorot mobil, motor, dan lampu senter.
3) Sebagai penerang kaca objek pada mokroskop.
3.
Cermin Cembung
Cermin
cembung adalah cermin di
mana bagian yang memantulkan cahaya.
a. Ciri-ciri cermin cembung :
1) Melengkung keluar,
2) Bagian pinggirnya tipis sedangkan bagian tengahnya
tebal,
3) Dapat menyebarkan berkas sinar (divergen),
4) Titik penyebarannya disebut titik fokusnya, yang
bernilai negatif (-)
5) Memiliki sinar istimewa,
6) Bagian-bagian cermin cembung sama dengan cermin
cekung.
b. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung
- Sinar datang
sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik F.
- Sinar datang ke
titik F dipantulkan sejajar sumbu utama
- Sinar
datang ke titik M dipantulkan kembali dari titik M ke arah yang berlawanan
dengan sinar datang.
c. Menentukan sifat bayangan pada cermin cembung
Sifat bayangan yang terbentuk : maya / semu, tegak, diperkecil, berada di belakang cermin.
Keterangan :
f =
fokus / titik api
R =
jari-jari / pusat kelengkungan
so =
jarak benda
si =
jarak bayangan
M =
perbesaran
ho =
tinggi benda
hi =
tinggi bayangan
e. Manfaat cermin cembung dalam kehidupan sehari-hari
Pada kaca spion sepeda motor / mobil.
E. PEMBIASAN
CAHAYA
1.
Pengertian
Pembiasan Cahaya
Pembiasan
cahaya (refraksi)
adalah pembelokan arah rambat cahaya ketika memasuki medium lain yang berbeda
kerapatan optiknya. Contoh : pensil yang dimasukkan kedalam gelas berisi air
akan tampak seperti patah.
ü Syarat
terjadinya pembelokkan cahaya : Pembiasan cahaya terjadi apabila
berkas cahaya merambat dari suatu medium (zat perantara) menuju ke medium lain
dengan arahnya.
ü Cahaya akan dibiakan mendekati garis
normal jika :
a. Cahaya berasal dari kecepatan tinggi menuju kecepatan
rendah.
b. Cahaya berasal dari optik kurang rapat menuju optik
lebih rapat.
ü Cahaya akan dibiaskan menjauhi garis
normal jika :
a. Cahaya berasal dari kecepatan rendah menuju kecepatan
tinggi.
b. Cahaya berasal dari optik lebih rapat menuju optik
kurang rapat.
2.
Hukum
– hukum Pembiasan oleh Snellius
a. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak
pada sat bidang dan berpotongan di satu titik.
b. Sinar datang dari medium kurang rapat dapat ke medium
lebih rapat dibiaskan mendekat garis normal. Sebaliknya, sinar datang dari
medium lebih rapat dapat ke medium kurang rapat dibiaskan mendekat garis
normal.
3. Indeks Bias Medium :
Merupakan nilai perbandingan antara proyeksi
sinar datang dan proyeksi sinar bias pada bidang pembias.
a.
Menurut
Christian Huggens dirumuskan :
a. Menurut Christian Huggens dirumuskan :
Keterangan :
n = indeks bias zat
c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa (m/s)
v = kecepatan cahaya dalam zat (m/s)
b.
Menurut
Hukum Snellius
4. Pembiasan Cahaya pada Prisma
Prisma adalah benda bening yang terbuat dari gelas yang
dibatasai oleh dua bidang permukaan yang membentuk sudut tertentu.
Ada dua macam prisma, yaitu :
¶ Prisma siku – siku sama kaki yang bersudut 90° dan 45°
¶ Prisma sama sisi yang bersudut 60°
Jalannya sinar pembiasan pada prisma :
sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh oleh perpotongan dari perpanjangan sinar datang
dengan perpanjangan sinar bias yang meninggalkan prisma.
F. LENSA
Merupakan benda bening yang dibatasi oleh dua bidang
lengkung. Lensa cembung berbentuk tebal di bagian tengah dan tipis di bagian
tepinya.
1. Lensa Cembung (Lensa Konvergen / Konveks / Positif)
a.
Bentuk
– bentuk Lensa Cembung :
Lensa cembung memiliki 3 bentuk :
¶ Konkaf – kenveks / cembung cekung
¶ Bikonveks / cembung – cembung (cembung rangkap)
¶ Plan – konveks (cembung datar)
b.
Ciri
– ciri Lensa Cembung
ü Mengumpulkan cahaya (konvergen)
ü Fokusnya bernilai positif (+)
c.
Sinar
– sinar Istimewa pada Lensa Cembung
Sinar – sinar Istimewanya, yaitu :
(1)
Sinar
datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus yang terdapat di
belakang lensa.
(2) Sinar datang melalui fokus yang terdapat di depan
lensa di biaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang melalui titik pusat optic diteruskan
tanpa di biaskan.
d.
Manfaat
Lensa Cembung dalam kehidupan sehari-hari
-
Kaca
pembesar (Lup), - Mikroskop
dan kamera,
-
Kaca
mata, -
Teropong.
2. Lensa Cekung :
a. Bentuk – bentuk Lensa Cekung :
Lensa cekung memiliki tiga bentuk, yaitu :
¶ Bikonkaf / cekung – cekung (cekung rangkap).
¶ Plan – konkaf / ceng datar.
¶ Konveks – konkaf / cekung cembung.
b. Sinar – sinar Istimewa pada Lensa Cekung
1)
Sinar
datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan dari titik fokus.
2) Sinar datang seakan – akan menuju fokus dibiaskan
sejajar sumbu utama.
3)
Sinar
datang melalui titik pusat optic diteruskan tanpa dibiaskan.
c. Manfaat Lensa Cekung dalam Kehidupan Sehari-hari
¶ Memfokuskan bayangan hingga tepat jatuh pada retina
mata (menolong penderita rabun jauh dengan lensa cembung (-))
G. ALAT
– ALAT OPTIK
Alat optik merupakan alat yang menggunakan cermin dan
lensa yang memanfaatkan sinar cahaya yang dapat dipantulkan dan dibiaskan yang
dimanfaatkan untuk melihat.
Alat optik yang alamiah adalah mata dan alat optik
buatan diantaranya kaca mata, kamera, lup, mikroskop, periskop, dan teropong.
Merupakan Alat optik utama yang alamiah.
a. Cacat
mata :
Terdiri dari :
1) Mata Miopi (Rabun Jauh)
2) Mata Hioermetropi (Rabun Dekat)
3) Mata Presbiopi (Mata Tua)
Ciri – ciri :
¶ Tidak dekatnya lebih jauh dari mata
normal.
¶ Titik jauhnya lebih dekat dengan mata
normal.
Mata presbiopi dapat ditoling dengan
kacamata rangkap, yaitu lensa cembung diletakkan di bagian bawah kaca mata
untuk melihat dekat, dan lensa cekung diletakkan di bagian atasnya untuk melihat
jauh.
2.
Kamera
Kamera bekerja berdasarkan cahaya yang jatuh melalui
lensa dan bayangan yang dihasilkan akan jatuh pada film fotografi yang peka
cahaya dan mengandung unsure kimia. Menggunakan lensa cembung (Konvergen). Bayangan bersifat : nyata, terbalik, dan diperkecil.
3.
Lup
Merupakan suatu alat optik yang terdiri dari sebuah
lensa cembung dengan jarak fokus yang dekat. Sifat bayangan dari lup : maya, diperbesar, dan tegak. Lup biasa
digunakan oleh : tukang servis arloji, ahli tekstil, ahli permata, dan para
ahli biologi.
4.
Mikroskop
Merupakan alat optik yang digunakan untuk mengamati
benda – benda yang sangat kecil supaya tampak lebih besar. Mikroskop sederhana
terdiri atas 2 buah lensa cembung yang mempunyai jarak fokus pendek.
Prinsip
kerja mikroskop :
ü Objek yang diamati diletakkan di ruang II, supaya
bayangan yang dibentuk bersifat : nyata,
terbalik, diperbesar.
ü Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif merupakan
benda untuk lensa okuler.
ü Lensa okuler dapat diatur supaya benda bagi lensa
okuler terletak di antara fokus utama dan pusat optik dari lensa okuler.
ü Lensa okuler selanjutnya berperan sebagai lup, yang
menghasilkan bayangan bersifat : maya,
terbalik, diperbesar.
5.
Teropong
Merupakan
alat yang digunakan untuk mengamati benda – benda yang jauh supaya terlihat
lebih dekat, besar, dan jelas.
Pada
teropong terdapat 2 buah lensa cembung. Lensa cembung yang mengarah ke benda
disebut Lensa Objektif sedang yang mengarah ke amata disebut Lensa Okuler.
Macam
– macam teropong :
1)
Teropong Bintang :
Alat optik ini digunakan untuk mengamati bintang /
planet di anatariksa, agar benda yang jauh letaknya itu tampak lebih dekat dan
lebih jelas.
2)
Teropong Bumi :
Alat optik ini digunakan untuk mengamati benda – benda
di permukaan bumi yang jauh tempatnya, sehingga bayangan yang dihasilkan harus
tegak.
3)
Teropong Prisma :
Merupakan teropong yang praktis karena pembalikan
jalannya cahaya dilakukan dengan pemantulan sempurna berkas cahaya dari lensa
objektif sebanyak 4 kali oleh 2 buah prisma kaca siku – siku samakaki yang
letaknya bersilangan.
Keuntungan menggunakan Lensa Prisma :
ü Menghasilkan bayangan yang terang,
ü Dapat dibuat pendek sekali,
ü Daya stereskopisnya besar.
6.
Periskop
Alat
optik ini biasa digunakan kapal selam untuk mengintai musuh atau melihat benda
– benda yang ada di permukaan air. Periskop terdiri dari : 1 lensa cembung
sebagai objektif dan 2 prisma siku – siku samakaki serta 1 lensa dembung sebagai okuler.