CAHAYA

CAHAYA
Cahaya
Ada dua pendapat mengenai cahaya, yaitu cahaya dianggap sebagai gelombang dan cahaya dianggap sebagai partikel.

Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik
Artinya gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium.
Cahaya merambat dengan sangat cepat, yaitu dengan kecepatan 3 × 10 m/s, artinya dalam waktu satu sekon cahaya dapat menempuh jarak 300.000.000 m atau 300.000 km

Benda terbagi atas 2 yaitu :
Benda sumber cahaya artinya benda yang dapat memancarkan cahaya sendiri.
Contoh : matahari, lilin, listrik, lampu
Benda gelap adalah benda yang tidak memancarkan cahaya. Terbagi 2 yaitu :
Benda tembus cahaya seperti kaca, plastik, gelas.
Benda tidak tembus cahaya. Seperti meja, batu, keramik dll.

Sifat Gelombang Cahaya
Merabat berbentuk garis lurus.
Membentuk bayangan
Jenis-jenis Bayangan
Berdasarkan pekat tidaknya suatu bayangan, bayangan dapat dibedakan menjadi dua jenis.
Bayangan umbra, yaitu bayangan yang benar-benar gelap dengan kata lain bayangan yang tidak mendapat cahaya sama sekali.
Bayangan penumbra, yaitu bayangan yang tidak terlalu gelap dengan kata lain bayangan yang masih mendapatkan cahaya.

2, Pemantulan Cahaya
Hukum pemantulan cahaya adalah sebagai berikut.
1) Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
2) Sudut datang sama dengan sudut pantul.


Macam-macam pemantulan cahaya
Pemantulan teratur
Terjadi jika cahaya mengenai permukaan bening dan rata.
Contohnya : pemantulan pada cermin
Pemantulan baur
Terjadi jika cahaya mengenai permukaan yang tidak rata, maka cahaya akan dipantulkan secara tidak teratur.
Pemantulan baur sangat berguna yaitu ruangan yang tidak terkena sinar matahari langsung dapat terang.



Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Cermin datar adalah cermin yang salah satu sisinya dilapisi almagam perak.
Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah sebagai berikut.
1) sama besar 4) jarak benda ke cermin sama dengan jarak
2) tegak bayangan ke cermin
3) berkebalikan 5) maya.

Bayangan maya adalah bayangan yang terbentuk oleh perpanjangan garis pantul dan tidak dapat ditangkap layar.
Jika terdapat dua buah cermin datar yang membentuk sudut , maka banyaknyabayangan yang dibentuk dirumuskan oleh persamaan sebagai berikut :

Keterangan: n = banyaknya bayangan yang dibentuk
= sudut antara dua cermin

Soal
Sebuah benda terletak di antara dua cermin datar yang membentuk sudut sebesar 90°. Tentukan banyaknya bayangan yang terjadi!
Tentukan banyaknya bayangan yang terjadi jika dua cermin datar disusun sehingga mengapit sudut 45°!


c. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung

Cermin cekung adalah cermin yang bentuknya melengkung seperti bagian dalam bola.
Bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung merupakan perpotongan sinar pantul atau merupakan perpotongan dari perpanjangan sinar pantul
Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen).

Bagian – bagian cermin Cekung

Keterangan:
SU = sumbu utama M = pusat kelengkungan F = jarak titik fokus


Cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa
Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.


Sinar datang melalui titik fokus, akan dipantulkan sejajar sumbu utama.


Sinar datang melalui pusat kelengkungan akan dipantul- kan kembali melalui titik pusat kelengkungan cermin.



BAYANGAN YANG DIBENTUK CERMIN CEKUNG
Bila benda berada di Ruang I, sifat bayangannya : maya, tegak dan diperbesar








Bila benda di titik F tidak terbentuk bayangan



Bila benda di ruang II, sifat bayangannya Nyata, terbalik, diperbesar, di ruang III

Bila benda dititik M, sifat bayangannya Nyata, terbalik, sama besar, dititik M.
Bila benda di ruang III, sifat bayangannya Nyata, terbalik, diperkecil, diruang II










Persamaan yang berlaku untuk cermin cekung adalah sebagai berikut.
dan perbesarannya
Dimana : f : fokus cermin (cm atau m)
s : jarak benda ke cermin (cm atau m)
s': jarak bayangan ke cermin (cm atau m)
R : jari-jari (cm atau m)
h': tinggi bayangan (cm atau m)
h : tinggi benda (cm atau m)
M: perbesaran




soal 1. Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm. Jika benda berada pada jarak 4 cm di depan cermin, tentukan :
a. jarak bayangan,
b. perbesaran,
c. tinggi bayangan,
d. sifat bayangan, dan
e. gambar jalannya sinar!
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 1 cm
f = 2 cm
s = 4 cm
Ditanyakan: a. s' =...?
b. M =...?
c. h' =...?
d. Sifat bayangan =...?
e. Lukisan jalannya sinar =...?
Jawab:




d.Sifat Bayangannya adalah :


e. lukiskan bayanganya


d, Cermin Cembung
Pada cermin cembung, bagian mukanya berbentuk seperti kulit bola, tetapi bagian muka cermin cembung melengkung ke luar.
Titik fokus cermin cembung berada di belakang cermin sehingga bersifat maya dan bernilai negatif.
C0ntohnya adalah KACA SPION PADA MOTOR/MOBIL.

Sifat-sifat cahaya pantul pada cermin cembung
Cermin cembung memiliki sifat menyebarkan sinar (divergen).
Jika sinar-sinar pantul pada cermin cembung kamu perpanjang pangkalnya, sinar akan berpotongan di titik fokus (titik api) di belakang cermin.





Sinar- sinar istimewa pada cermin cembung
Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus.

Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Sinar datang menuju titik M (2F) akan dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga.

Bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya, tegak, dan diperkecil.

Hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s' ), dan titik fokus (f) memiliki persamaan yang sama dengan cermin cekung. Perbedaannya, pada cermin cembung nilai jarak fokus selalu negatif.
dengan f = bernilai negatif (–)

Contoh Soal:
Sebuah cermin cembung memiliki jari-jari kelengkungan 30 cm. Jika benda diletakkan pada jarak 10 cm di depan cermin, berapakah jarak bayangan benda? Sebutkan sifat-sifatnya.
Jawab :
Diketahui : R = 30 cm berarti f = = 15 cm
= 10 cm
Ditanyakan :
Jarak bayangan ?
sifat bayangan ?
Jawab :
a

b.J adi, jarak benda adalah –6 cm yang terletak di belakang cermin atau maya (tanda negatif menunjuk bayangan bersifat maya)
Sifat-sifatnya adalah maya, sama tegak, dan diperkecil.

Penomoran Ruang Benda dan Bayangan pada Cermin
Untuk memudahkan pengecekan sifat-sifat bayangan pada cermin, dibuat nomor-nomor ruang beda dan bayangan, sebagai berikut.
Penomoran ruang pada cermin cekung

Penomoran ruang pada cermin cembung


Pembiasan Cahaya
Ketika kamu memasukkan sebagian pensil ke dalam air, apa yang terjadi? Seakan-akan pensilmu menjadi patah. Mengapa demikian?
Berkas cahaya dari udara yang masuk ke dalam kaca akan mengalami pembelokan. Peristiwa tersebut disebut pembiasan cahaya. Hal ini disebabkan medium udara dan medium kaca memiliki kerapatan optik yang berbeda. Jadi, kamu dapat menyimpulkan bahwa pembiasan cahaya terjadi akibat cahaya melewati dua medium yang berbeda kerapatan optiknya.
Sinar bias akan mendekati garis normal ketika sinar datang dari medium kurang rapat (udara) ke medium lebih rapat (kaca). Sinar bias akan menjauhi garis normal ketika cahaya merambat dari medium lebih rapat (kaca) ke medium kurang rapat (udara).
Pembiasan telah dibuktikan oleh seorang ahli matematika dan perbintangan Belanda pada 1621 bernama Willebrord Snell. Kesimpulan hasil percobaannya dirumuskan dan dikenal dengan Hukum Snellius.
Hukum Snellius menyatakan sebagai berikut.
1. Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
2. Jika sinar datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Jika sinar datang dari medium yang lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.


Indeks Bias
Berkas cahaya yang melewati dua medium yang berbeda menyebabkan cahaya berbelok. Di dalam medium yang lebih rapat, kecepatan cahaya lebih kecil dibandingkan pada medium yang kurang rapat. Akibatnya, cahaya membelok.
Perbandingan laju cahaya dari dua medium tersebut disebut indeks bias dan diberi simbol (n). Jika cahaya merambat dari udara atau hampa ke suatu medium, indeks biasnya disebut indeks bias mutlak. Secara matematis dituliskan.





PRISMA
adalah benda bening yang berbentuk segitiga. Prisma dapat menguraikan cahaya monokromatik (Putih) menjadi cahaya polikrimatik (merah, jingga, kuning. Hijau, biru, nila, unggu). Hal ini dapat terjadi karena setiap sinar memiliki indek bias yang berbada.
Ketika sinar dilewatkan pada prisma, ternyata terjadi penyimpangan arah sinar datang pertama dengan sinar bias akhir. Hal ini diakibatkan karena ujung-ujung prisma membentuk sudut. Sudut yang dibentuk antara perpanjangan sinar datang pertama dan sinar bias akhir disebut sudut deviasi atau sudut penyimpangan.
Gambar perambatan sinar pada prisma



LENSA
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua permukaan. Lensa dibedakan menjadi enam macam, yaitu :
lensa cembung rangkap (bikonveks),
lensa cembung datar (plan konveks),
lensa cembung-cekung (konkaf-konveks),
lensa cekung rangkap (bikonkaf),
lensa cekung datar (plan konkaf),
dan lensa cekung- cembung (konveks-konkaf).

LENSA CEMBUNG
Jika sinar-sinar sejajar kamu lewatkan pada lensa cembung, sinar-sinar biasnya akan berkumpul pada satu titik. Sifat lensa cembung adalah mengumpulkan sinar (konvergen). Titik pertemuan sinar-sinar bias disebut titik fokus (titik api).

LENSA CEKUNG
Lensa cekung bersifat divergen atau menyebarkan sinar. Sinar-sinar biasnya akan menyebar seolah-olah berasal dari satu titik yang disebut titik fokus.

Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung adalah sebagai berikut.
Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus







Sinar yang datang melalui titik fokus pasif F akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.


Sinar yang melalui titik pusat optik (O) akan diteruskan (tidak dibiaskan).

Bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung adalah :
1. Jalannya garis-garis sinar pada lensa cembung jika benda diletakkan dengan jarak lebih besar dari 2F maka sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.



Jika benda diletakkan antara F
2
dan 2F

pemantulan cahaya

PEMANTULAN PADA CERMIN

Posted: Februari 16, 2011 by physicnatural in Uncategorized

0

Pemantulan Cahaya

Pernahkah kalian mengamati benda disekitar kalian. Kenapa benda-benda tersebut dapat dilihat oleh mata kita?. Benda tersebut dapat terlihat oleh mata kita karena adanya pantulan cahaya dari benda menuju mata. Gejala tersebut berkaitan dengan adanya pemantulan sinar atau cahaya. Berdasarkan obyek yang dipantulkan, pemantulan dibagi atas dua yaitu pemantulan difus dan pemantulan teratur.

• Pemantulan teratur, pemantulan pada permukaan obyek/benda pantulan yang rata seperti pada cermin, sehingga sinar pantul sejajar dan teratur.
• Pemantulan difus (pemantulan tidak teratur), pemantulan pada permukaan obyek/benda pantulan tidak rata, sehingga sinar pantul terpantul kesegala arah dan tidak teratur.
  

Pada permukaan benda yang rata seperti cermin datar, cahaya dipantulkan membentuk suatu pola yang teratur. Sinar-sinar sejajar yang datang pada permukaan cermin dipantulkan sebagai sinar-sinar sejajar pula. Akibatnya cermin dapat membentuk bayangan benda. Pemantulan semacam ini disebut pemantulan teratur. Berbeda dengan benda yang memiliki permukaan rata, pada saat cahaya  mengenai suatu permukaan yang tidak rata, maka sinar-sinar sejajar yang datang pada permukaan tersebut dipantulkan tidak sebagai sinar-sinar sejajar.  Akibat pemantulan baur ini kita dapat melihat benda dari berbagai arah. Misalnya pada kain atau kertas yang disinari lampu sorot di dalam ruang gelap kita dapat melihat apa yang ada pada kain atau kertas tersebut dari berbagai arah. Pemantulan baur yang dilakukan oleh partikel-partikel debu di udara yang berperan dalam mengurangi kesilauan sinar matahari.

Hukum Pemantulan Cahaya

Menurut Hukum Pemantulan (hukum snell), dinyatakan bahwa

1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis nornal (N) berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu   bidang datar.
2. Sudut datang (i) sama besarnya dengan sudut pantul (r)

Pada peristiwa pemantulan teratur, sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang yang sama serta sudut datang sama dengan sudut pantul.

Pada materi di atas yang perlu dipahami adalah gejala terjadinya pemantulan. Jenis pemantulan terdiri atas dua yaitu pemantulan teratur terjadi akibat cahaya memantul pada permukaan yang rata seperti cermin, sedangkan pemantulan difus  terjadi akibat sinar memantul pada permukaan yang  tidak rata. Akibat pemantulan baur (difus) kita dapat melihat benda disekitar kita karena penyebaran sinarnya menyebar sehingga mempermudah mata kita untuk melihat benda-benda sekitarnya. sementara pemantulan teratur menyebabkan terbentuknya bayangan benda yang hanya dapat dilihat pada arah tertentu saja. Pemantulan teratur pada permukaan yang rata seperti pada cermin.

PEMANTULAN PADA CERMIN

Pemantulan cahaya pada cermin dapat dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan jenis cermin, antara lain :

a. Cermin Datar

Hukum pemantulan pada cermin datar: “sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar” , ” sudut datang selalu sama dengan pantul”. Cermin datar adalah cermin yang permukaannya datar.

Dari gambar di atas bayang anak kecil tersebut terbentuk dalam cermin datar.  Yang dilihat oleh wanita tersebut didalam cermin merupakan bayangan. Dan bayang yang dihasilkan oleh cermin datar bersifat maya karena tidak dapat ditangkap oleh layar. Untuk mengambar pembentukan bayangan pada cermin datar dapat menggunakan hukum pemantulan cahaya.

Melukis Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar (Drawing Image Formation on Plane Mirror)

Langkah-langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar adalah sebagai berikut :

1. Lukis sinar pertama yang datang dari benda bagian atas menuju ke cermin dan lukis sinar pantulnya sesuai hukum   pemantulan, yaitu sudut datang = sudut pantul
2. Lukis sinar kedua yang datang dari benda bagian atas menuju cermin dengan arah lurus (sudutnya =  0) dan lukis sinar pantulnya
3. Perpanjang sinar pantul dari langkah 1 dan 2 sehingga berpotongan di belakang cermin
4. Ulangi langkah 1-3 untuk sinar yang datang dari benda bagian bawah menuju cermin
5. Hubungkan perpotongan sinar pantul dari langkah 3 dan 4 sehingga terbentuk bayangan di belakang cermin

Catatan : semua garis yang terbentuk di belakang cermin harus dilukis dalam garis putus-putus yang menunjukkan bahwa garis tersebut bersifat maya atau tidak nyata

Sifat bayangan dari cermin datar:

1. besar bayangan sama dengan besar benda
2. jarak bayangan sama dengan jarak benda
3. benda dan bayangan simetrik terhadap bidang cermin
4. semu atau maya karena tidak dapat ditangkap dengan layar.
5. Bayangan cermin tertukar sisinya, artinya bagian kanan benda  menjadi bagian kirinya.

Berapakah tinggi minimal cermin datar agar saat bercermin seluruh bayangan tubuh kita ada di dalam cermin tersebut?
Bila seorang anak yang tingginya 150 cm ingin melihat bayangannya pada cermin datar, haruskah cermin itu mempunyai tinggi yang sama dengan anak itu?
Marilah kita jawab pertanyaan ini secara geometrik. Kita ambil misal tinggi anak dari ujung kaki sampai atas kepala = h. Untuk melihat atas kepala, maka sinar harus datang dari kepala menuju cermin lalu cermin memantulkan sinar itu ke mata. Untuk melihat ujung kaki, sinar harus datang dari ujung kaki ke cermin lalu oleh cermin dipantulkan ke mata. Pada Gambar dibawah  jarak atas kepala (topi) ke mata = d.

Dari gambar terlihat bahwa tinggi minimal cermin datar L = s + d, sedangkan h =2s + d atau s = (h – d) sehingga kita dapatkan tinggi minimal cermin

L = (h – d) + d,

atau:

L=1/2 h ( setengah dari tinggi benda)
Persamaan untuk menentukan tinggi minimal L cermin datar agar dapat melihat tinggi seluruh bayangan benda(jarak mata dan ujung atas kepala diabaikan)
dengan:
L = tinggi minimal cermin datar (m)
h = tinggi benda (m)
Jadi, agar dapat melihat tinggi seluruh bayangan benda pada sebuah cermin datar maka tinggi cermin itu haruslah sama dengan setengah tinggi benda dengan posisi seperti diperlihatkan oleh gambar.

Mungkin Anda bertanya bagaimana dengan jarak benda ke cermin datar, berpengaruhkah hal ini dalam pembentukan bayangan? Jawabnya tidak. Perubahan jarak benda dari cermin datar, hanya merubah besar sudut datang (i). Akan tetapi karena sudut pantul (r) selalu sama dengan sudut datang (i), maka besar sudutsudut pantul akan berubah sesuai dengan perubahan besar sudut-sudut datang sehingga tidak merubah bayangan yang terbentuk.

PEMANTULAN OLEH DUA CERMIN DATAR (Reflection Of Light On Two Plane Mirror)

Jika dua buah cermin datar disusun berhadapan dengan sudut apit sebesar α, maka jumlah bayangan yang terbentuk dapat ditentukan dengan persamaan :

n = (360/Sudut antara dua cermin) – m;

di mana : n = jumlah bayangan

               m = 1 , apabila hasil (360/sudut antara dua cermin ) bernilai genap

                m= 0 , apabilahasil  (360/sudut antara dua cermin ) bernilai ganjil

Cermin

Cermin yang dibuat paling awal adalah kepingan batu mengkilap seperti obsidian, sebuah kaca volkanik yang terbentuk secara alami. Cermin obsidian yang ditemukan di Anatolia (kini Turki), berumur sekitar 6000 SM. Cermin batu mengkilap dari Amerika tengah dan selatan berumur sekitar 2000 SM.^[1] Cermin dari tembaga yang mengkilap telah dibuat di Mesopotamia pada 4000 SM dan di Mesir purba pada 3000 SM.^[2] Di China, cermin dari perunggu dibuat pada 2000 SM.^[3]

Cermin kaca berlapis logam diciptakan di Sidon (kini Lebanon) pada abad pertama M,^[4] dan cermin kaca dengan sandaran dari daun emas disebutkan oleh seorang pengarang dari Romawi bernama Pliny dalam buku Natural History miliknya, yang dikarang sekitar tahun 77 M.^[5] Orang Romawi juga mengembangkan teknik menciptakan cermin yang kasar dari kaca hembus yang dilapisi dengan timah yang dilelehkan.^[6]

Cermin parabola pantul pertama kali dideskripsikan oleh fisikawan dari Arab bernama Ibn Sahl pada abad 10^[7]. Ibn al-Haytham mendiskusikan cermin cembung dan cekung dalam geometri bola dantabung,^[8] melakukan beberapa percobaan dengan cermin, dan menyelesaikan permasalahan menemukan titik di sebuah cermin cembung dimana sinar yang datang dari satu titik dipantulkan ke titik yang lain.^[9] pada abad 11, cermin kaca yang jernih diproduksi di Al-Andalus.^[10]

Pada awal Abad Renaisans, orang Eropa menyempurnakan metode melapisi kaca dengan amalgam timah-raksa. Baik tanggal serta lokasi penemuan itu masih belum diketahui, tapi pada abad ke-16,Venesia, sebuah kota yang terkenal dengan keahilan membuat kaca, menjadi pusat produksi cermin dengan mempergunakan teknik ini. Cermin kaca dari periode itu dulunya merupakan barang mewah yang amat mahal.^[11]

Justus Liebig menemukan cermin kaca pantul di tahun 1835. Prosesnya melibatkan pengendapan lapisan perak metalik ke kaca melalui reduksi kimia perak nitrat. Proses melapisi kaca dengan substansi bersifat reflektif (silvering) ini diadaptasi untuk memproduksi cermin secara massal. Saat ini, cermin sering diproduksi dengan pengendapan vakumnya aluminium (atau kadang-kadang perak) langsung ke substrat kaca.