Cahaya merupakan salah satu contoh gelombang
elektromagnetik atau tidak membutuhkan medium untuk merambat. Pada siang hari
kita dapat melihat dengan jelas karena adanya cahaya matahari. Cahaya matahari
yang berada berpuluh-puluh juta tahun cahaya dari bumi tetap bisa memancarkan
cahaya sampai ke bumi. Kenapa hal ini dapat terjadi? Karena cahaya merambat
tanpa medium. Malahan saat ada medium bisa jadi cahaya tidak dapat merambat.
Pada materi kali ini kita akan belajar mengenai
bagaimana sifat cahaya dan proses pembentukan bayangan, indera penglihatan
manusia dan hewan, dan yang terakhir adalah alat optic dalam kehidupan
sehari-hari.
kita mulai dulu dengan materi pertama, “Sifat Cahaya”.
Sifat-sifat cahaya antara lain merambat lurus, dapat
dipantulkan, dan dapat dibiaskan.
A. Merambat lurus
Pada saat
kita berada di suatu ruangan, cahaya dari lampu akan menerangi ruangan tersebut
dan merambat lurus dari sumbernya. Untuk membuktikan sifat cahaya merambat
lurus kita bisa melakukan sebuah percobaan dengan menggunakan lilin. Agar mudah
untuk memahaminya yuk kita lihat gambar di bawah ini.
Dari lubang
kecil di kertas kita dapat melihat lilin. Bagaimana kalau kertas itu tidak
dilubangi? Kalau kertas tidak dilubangi maka lilin tersebut tidak akan
terlihat. Karena cahaya lilin terhalang oleh kertas. Tetapi tidak semua benda
dapat menghalangi cahaya.
B. Dapat dipantulkan
Tahukah kamu
kenapa kita bisa membedakan dan melihat benda? Yup, karena salah satu sifat
cahaya adalah dapat dipantulkan. Saat kita melihat bola berwarna merah, saat
itulah cahaya yang mengenai bola dipantulkan ke mata kita. Pemantulan ada dua
macam. Pemantulan teratur dan pemantulan baur.
Pemantulan
teratur terjadi saat cahaya mengenai permukaan bidang yang rata, sedangkan
pemantulan baur terjadi saat cahaya mengenai permukaan bidang yang tidak rata.
Pemantulan
teratur maupun pemantulan baur, keduanya memenuhi hukum pemantulan cahaya yang
dikemukakan oleh Snellius. Snellius mengemukakan bahwa:
1.
Sinar
datang, garis normal dan sinar pantul berada pada satu bidang datar.
2.
Besarnya
sudut datang dan sudut pantul sama.
C. Dapat dibiaskan
Pernahkah
kalian melihat sendok yang seakan patah saat kita masukkan ke dalam gelas yang
berisi air? Kenapa hal itu bisa terjadi? Yuk simak penjelasan berikut ini.
Kita mulai
dengan pengertian dari pembiasan cahaya itu sendiri. Pembiasan cahaya adalah
peristiwa pembelokan cahaya ketika merambat dari satu medium ke medium lain
yang memiliki indeks bias yang berbeda. Hal ini bisa terjadi karena adanya
perubahan kelajuan gelombang cahaya ketika gelombang cahaya tersebut melewati
dua indeks bias yang berbeda.
Ini merupakan
contoh dari pembiasan yang sudah dijelaskan di awal tadi.
D. Merupakan gelombang elektromagnetik
Seperti
dijelaskan di awal tadi, bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.
Yaitu gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk merambat. Pembuktian dari
sifat cahaya yang satu ini adalah cahaya matahari dapat sampai ke bumi padahal
di luar angkasa seperti yang kita tahu tidak ada udara atau merupakan ruang
hampa udara.
Gelombang
elektromagnetik ada beberapa macam, cahaya adalah salah satunya. Cahaya yang
dapat dilihat manusia hanyalah cahaya tampak. Cahaya tampak adalah cahaya yang
mempunyai Panjang gelombang 400 nm sampai 700 nm. Warna apa yang terlihat itu
sesuai dengan berapa Panjang gelombang dari cahaya tampak tersebut.
Nah itu dia
teman-teman pembahasan mengenai sifat-sifat dari cahaya. Untuk materi
selanjutnya kita akan membahas mengenai “proses
pembentukan bayangan”. Ada tiga cara untuk menentukan sifat bayangan,
yaitu dengan diagram sinar, menggunakan dalil Esbach, dan dengan persamaan
cermin. Nanti kita akan membahas cara tersebut satu per satu.
Untuk bisa
memahami materi lebih jelas nanti kita akan mencari titik potong dari bayangan
menggunakan diagram sinar dan menggunakan persamaan. Selain hal ini kita juga
mempelajari hal yang lain, sebelumnya kita harus mengetahui istilah-istilah
yang digunakan pada cermin dan juga pada lensa.
Bagian-bagian
pada cermin dan lensa:
1.
Pusat
kelengkungan cermin
Pusat
kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin
dan disimbolkan dengan huruf O.
2.
Vertex
Vertex
merupakan titik di permukaan cermin atau lensa dimana sumbu utama bertemu
dengan cermin dan disimbolkan dengan huruf O.
3.
Titik
api atau focus
Titik api
adalah titik bertemunya sinar-sinar pantul yang datangnya sejajar dengan sumbu
utama. Disimbolkan dengan huruf F.
4.
Jari-jari
kelengkungan cermin
Jari-jari
kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex ke pusat kelengkungan cermin (M).
biasanya diberi symbol R. besar R adalah 2f
5.
Jarak
focus
Jarak focus
cermin adalah jarak dari vertex ke titik api, biasa disimbolkan f.
Bagian
pertama kita akan mulai dengan cermin.
Pembahasan kita mengenai cermin ada dua bagian, cermin datar dan cermin lengkung.
A. Cermin datar
Pada sebuah
cemin datar perbesaran bayangan adalah 1, atau dengan kata lain besar objek dan
bayangan sama. Sehingga jarak objek dan jarak bayangan juga sama. Begitu pun
ketinggian objek dan bayangan.
Pembentukan
bayangan pada cermin datar seperti pada gambar di atas. Karena bayangan
terbentuk dari titik potong yang merupakan hasil perpanjangan sinar-sinar
pantul yang divergen, maka bayangan bersifat
maya.
Sifat-sifat
bayangan yang terbentuk oleh cermin datar adalah sebagai berikut:
1.
Maya
2.
Sama
besar
3.
Tegak
Pada kasus tertentu bila ada dua buah cermin yang
disusun sedemikian rupa sehingga keduanya membentuk sudut sebesar
maka bayangan yang akan terbentuk adalah:
B. Cermin lengkung
Cermin
lengkung sederhana terbagi menjadi dua, cermin silinder dan cermin bola. Pada
materi kali ini yang akan kita pelajari adalah cermin bola. Cermin bola sendiri
terbagi menjadi dua macam, cermin cekung dan cermin cembung.
1.
Cermin
cekung
Menentukan bayangan menggunakan diagram
sinar
Hal pertama
yang akan kita pelajari agar bisa menggambar bayangan dari cermin cekung dengan
diagram sinar adalah materi mengenai sinar-sinar istimewa pada cermin cekung.
Langkah-langkah
melukis bayangan pada cermin cekung adalah sebagai berikut:
Ini merupakan
contoh pembentukan bayangan pada cermin cekung.
Sekarang,
bagaimana sifat-sifat yang terbentuk oleh cermin cekung?
·
Pada
gambar pertama saat benda berada lebih jauh dari R maka sifat bayangannya
adalah nyata, terbalik dan diperkecil. Sifat ini bisa kita simpulkan dari
analisis bayangan yang terbentuk dari diagram sinar.
·
Pada
gambar kedua saat benda berada di antara cermin dan F maka sifat bayangannya
adalah maya, tegak dan diperbesar. Sifat ini bisa kita simpulkan dari analisis
bayangan yang terbentuk dari diagram sinar.
Menentukan bayangan menggunakan dalil Esbach
Dalil Esbach mengatakan bahwa hasil penjumlahan dari
Rbenda dan Rbayangan adalah 5.
Contohnya saat benda berada lebih jauh dari R atau M
atau dengan kata lain benda berada di ruang tiga, maka bayangan berada di ruang
2. Sifat bayangan yang terbentuk menggunakan dalil Esbach adalah sebagai berikut:
·
Bersifat
maya dan tegak apabila bayangan berada di belakang cermin
·
Nyata
dan terbalik apabila bayangan berada di depan cermin
·
Diperbesar
apabila Rbayangan lebih besar daripada Rbenda
·
Diperkecil
apabila Rbayangan lebih kecil daripada Rbenda
Menentukan bayangan menggunakan persamaan
cermin cekung
Dimana,
f = titik focus
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
Dimana,
M = perbesaran
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
2.
Cermin
cembung
Menentukan
bayangan menggunakan diagram sinar
Hal pertama
yang akan kita pelajari agar bisa menggambar bayangan dari cermin cembung
dengan diagram sinar adalah materi mengenai sinar-sinar istimewa pada cermin
cembung.
Sinar
istimewa pada cermin cembung tidak berbeda jauh dari sinar istimewa pada cermin
cekung. Yang membedakan adalah letak komponen cerminnya. Kalau cermin cekung,
komponen berada di depan cermin, pada cermin cembung, komponen ada di belakang
cermin.
Langkah-
langkah menentukan bayangan dengan bayangan pada cermin cembung adalah sebagai
berikut:
Ini merupakan
contoh pembentukan bayangan pada cermin cembung
Sifat
bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil.
Menentukan bayangan menggunakan dalil Esbach
Dalil Esbach mengatakan bahwa hasil penjumlahan dari
Rbenda dan Rbayangan adalah 5. Hal ini sama dengan saat kita membahas mengenai
cermin cekung tadi. Yang beda adalah letak ruangannya. Yuk simak gambar berikut
ini.
Contohnya saat benda berada lebih jauh dari R atau M
atau dengan kata lain benda berada di ruang tiga, maka bayangan berada di ruang
2. Sifat bayangan yang terbentuk menggunakan dalil Esbach adalah sebagai
berikut:
·
Bersifat
maya dan tegak apabila bayangan berada di belakang cermin
·
Nyata
dan terbalik apabila bayangan berada di depan cermin
·
Diperbesar
apabila Rbayangan lebih besar daripada Rbenda
·
Diperkecil
apabila Rbayangan lebih kecil daripada Rbenda
Menentukan bayangan menggunakan persamaan
cermin cembung
Persamaan untuk cermin cembung tidak beda jauh dengan
persamaan untuk cermin cekung. Yang membedakan keduanya adalah nilai dari titik
focus. Pada cermin cembung nilai titik focus adalah negative. Sehingga kalau
kita aplikasikan ke persamaan maka akan seperti berikut:
Dimana,
f = titik focus
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
Dimana,
M = perbesaran
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
Setelah kita mempelajari mengenai cermin, Sekarang
kita akan mempelajari tentang lensa. Seperti
halnya cermin bola, lensa juga mempunyai dua jenis, yaitu lensa cekung dan
lensa cembung.
1.
Lensa
cekung
Menentukan bayangan menggunakan diagram
sinar
Hal pertama
yang akan kita pelajari agar bisa menggambar bayangan dari lensa cekung dengan
diagram sinar adalah materi mengenai sinar-sinar istimewa pada lensa cekung.
Langkah-langkah
melukis bayangan pada cermin cekung adalah sebagai berikut:
Ini merupakan
contoh pembentukan bayangan pada lensa cekung.
Sekarang,
bagaimana sifat-sifat yang terbentuk oleh lensa cekung?
·
Pada
gambar pertama saat benda berada di antara kelengkungan lensa dan titik fokus
maka sifat bayangannya adalah maya, tegak, dan diperkecil. Sifat ini bisa kita
simpulkan dari analisis bayangan yang terbentuk dari diagram sinar.
Berbeda halnya dengan cermin, pada lensa jika bayangan
ada di depan lensa maka akan bersifat maya, tegak dan
diperkecil.
Menentukan bayangan menggunakan dalil Esbach
Dalil Esbach mengatakan bahwa hasil penjumlahan dari
Rbenda dan Rbayangan adalah 5.
Menentukan bayangan menggunakan persamaan lensa
cekung
Dimana,
f = titik focus
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
Dimana,
M = perbesaran
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
3.
Lensa
cembung
Menentukan
bayangan menggunakan diagram sinar
Hal pertama
yang akan kita pelajari agar bisa menggambar bayangan dari lensa cembung dengan
diagram sinar adalah materi mengenai sinar-sinar istimewa pada lensa cembung.
Langkah-
langkah menentukan bayangan dengan bayangan pada lensa cembung adalah sebagai
berikut:
Ini merupakan
contoh pembentukan bayangan pada lensa cembung
Sifat
bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.
Menentukan bayangan menggunakan dalil Esbach
Dalil Esbach mengatakan bahwa hasil penjumlahan dari
Rbenda dan Rbayangan adalah 5. Hal ini sama dengan saat kita membahas mengenai
cermin cekung tadi. Yang beda adalah letak ruangannya. Yuk simak gambar berikut
ini.
Contohnya saat benda berada lebih jauh dari R atau M
atau dengan kata lain benda berada di ruang tiga, maka bayangan berada di ruang
2.
Menentukan bayangan menggunakan persamaan lensa
cembung
Persamaan untuk cermin cembung tidak beda jauh dengan
persamaan untuk lensa cekung. Yang membedakan keduanya adalah nilai dari titik
focus. Pada lensa cembung nilai titik focus adalah positif. Sehingga kalau kita
aplikasikan ke persamaan maka akan seperti berikut:
Dimana,
f = titik focus
s = jarak benda
s’ = jarak bayangan
Dimana,
M = perbesaran
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
persoalan yang paling sering muncul adalah menentukan bayangan pada
lensa maupun cermin meggunakan persamaan. Untuk mempermudah kalian simak
ringkasan berikut ini:
kelainan
pada mata. Yang kita bahas
adalah miopi dan hipermitropi. Kelainan mata sebenarnya ada lagi selain dua itu,
tapi kita tidak akan membahasnya di sini.
Rabun dekat atau hipermetropi
Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda dari jarak yang
dekat, hal ini dikarenakan bayangan jatuh jauh di belakang retina. Penderita
rabun jauh bisa ditolong dengan menggunakan lensa cembung.
Kekuatan lensa yang diperlukan adalah sebagai berikut:
Atau jika jarak benda tidak diketahui
Dimana,
S
adalah jarak benda di depan kaca mata
PP
adalah titik dekat mata penderita
Rabun jauh atau miopi
Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda dari jarak yang jauh,
hal ini dikarenakan bayangan jatuh di depan retina. Penderita rabun jauh bisa
ditolong dengan menggunakan lensa cekung.
Kekuatan lensa yang diperlukan adalah sebagai berikut:
Dimana,
PR
adalah titik jauh mata penderita
REFERENSI
Comments