Meteri Cahaya

Sifat CahayaCahaya sebagai gelombangCahaya dihasilkan dari getaran-listrik dan getaran magnet

yang merambat sehingga cahaya merupakan gelombang elektromagnetik

Cahaya merambat tanpa memerlukan medium dengan kecepatan 300 000 000 m/s.

Cahaya merambat lurus

Cahaya yang dipancarkan sumber cahaya akan merambat kesegala arah dengan lurus.

Karena cahaya merambat lurus, dan mengenai benda, maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap.

Ruang gelap di belakang benda yang terkena cahaya disebut bayang-bayang.

Bayang-bayang ada dua jenis, yaitu bayang-bayang gelap (inti/umbra) dan bayang-bayang kabur (penumbra)

Bayang-bayang Inti

Bayangan inti terbentuk bila cahaya berasal dari sumber cahaya yang kecil.

Bayang-bayang kabur

Bayang-bayang kabur terbentuk bila cahaya berasal dari sumber cahaya yang besar.

Benda dan CahayaBerdasarkan daya tembus terhadap cahaya,

benda digolongkan menjadi: - benda bening: benda yang meneruskan semua

cahaya yang mengenainya, misalkan kaca- Benda tembus cahaya: benda yang meneruskan

sebagian cahaya yang mengenainya, misalkan kertas tipis

- Benda tidak tembus cahaya: benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang mengenainyamisalkan kayu

Benda dan cahaya

Cahaya sebagai gelombang dapat memantul bila mengenai suatu benda.

Pemantulan cahaya sesuai dengan hukum pemantulan yang dikemukakan oleh Snellius yaitu:

1. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar

2. Sudut datang sama dengan sudut pantul

Pemantulan cahaya

i r

i = r

Macam-macam pemantulan

Pemantulan teratur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang datar

Pemantulan baur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang tidak rata

Pembentukan Bayangan

Bayangan terbentuk karena berkas cahaya mengenai suatu benda yang rata akan dipantulkan secara teratur.

Bayangan yang terbentuk ada dua jenis, yaitu

bayangan nyata: bayangan yang dapat ditangkap oleh layar

dan bayangan maya: bayangan yang tidak dapat ditangkap oleh layar

Bayangan pada cermin datar

S S’ S S’

h h’

Dari gambar di atas, sifat bayangan pada cermin datar adalah:- tegak- sama besar- sama jarak- terbalik kiri-kanan- maya

Sifat cermin datar

Panjang cermin minimum

Berapakah panjang minimum cermin yang diperlukan untuk melihat bayangan seluruh badan kita?

Perhatikan gambar! h

½ h

Panjang minimum cermin yang dibutuhkan adalah setengah dari tiggi badan kita.

Jumlah bayangan

Berapakah banyaknya bayangan yang terbentuk bila kita berada di depan dua buah cermin yang membentuk sudut α ?

Banyaknya bayangan yang terbentuk dapat kita hitung dengan persamaan:

n = - 1360 α

n = banyaknya bayanganα = besar sudut

Cermin Cekung

Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan mengkilap pada bagian dalam.

Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya

R f

Tiga sinar utama pada cermin cekung

R f

R f

R f

Pembentukan bayangan pada cermin cekung

R f

= +

Persamaan Cermin Cekung

Cermin cekung memiliki fokus positif

Cermin cekung memiliki persamaan:

1 1 1

f s s’M = =

s’s

h’h

Ket. f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

Contoh:Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cekung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah:a. letak bayanganb. perbesaran bayanganc. tinggi bayangan

Dik. h = 20 cm f = 15 cm s = 10 cm

Dit. a. s’ = b. M = c. h’ =

Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’ 1/15 = 1/10 + 1/s’ 1/s’ = 1/15 – 1/10 = 2/30 – 3/30

= -1/30

s’ = -30 cm (maya, tegak)

b. M = |s’/s| = 30/10 = 3 (diperbesar)

c. M = h’/h3 = h’/20 h’ =20 x 3 = 60 cm

Penggunaan cermin cekung

Kaca riasCermin cekung dengan fokus yang besar dapat

dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar

ParabolaCermin cekung banyak digunakan sebagai

parabola karena sifatnya yang mengumpulkan gelombang

TeropongCermin cekung digunakan pada teropong pantul

pengganti lensa okuler

Cermin Cembung

Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar.

Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya.

f R

f R

f R

f R

Tiga sinar utama pada cermin cembung

Pembentukan bayangan

f R

Sifat bayangan:tegakmayadiperkecil

= +

Persamaan Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki fokus dan jarak bayangan negatif.

Cermin cembung memiliki persamaan:

1 1 1

f s s’ M = =s’s

h’h

Ket. f = fokus (selalu negatif) s = letak benda s’ = letak bayangan (selalu negatif) M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

Contoh:Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cembung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah:a. letak bayanganb. perbesaran bayanganc. tinggi bayangan

Dik. h = 20 cm f = -15 cm s = 10 cm

Dit. a. s’ = b. M = c. h’ =

Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’ 1/-15 = 1/10 + 1/s’ 1/s’ = -1/15 – 1/10 = -2/30 – 3/30

= -5/30

s’ = -30/5 = -6 cm

b. M = |s’/s| = 6/10 = 0,6

c. M = h’/h0,6 = h’/20 h’ =20 x 0,6 = 12 cm

Cermin Cembung dalam kehidupan sehari-hari

Cermin cembung memiliki sifat selalu membentuk bayangan yang tegak, maya dan diperkecil, sehingga cermin ini mampu membentuk bayangan benda yang sangat luas. Dengan sifat ini maka cermin cembung banyak digunakan pada:- kaca spion pada kendaraan- kaca pengintai pada supermarket- kaca spion pada tikungan jalan

Latihan

Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya.

Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air.

renggang

rapat

renggang

rapat

N

N

Pemantulan SempurnaSudut i merupakan sudut

kritis, yaitu sudut datang yang menyebabkan sudut bias 90º terhadap garis normal

Bila sudut datang lebih besar dari sudut kritis, cahaya tidak dibiaskan melainkan dipantulkan dengan sempurna

i

Bila sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal

Indeks BiasIndeks bias suatu zat

adalah perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa dengan cepat rambat cahaya dalam zat tersebut

OAB

Indeks bias suatu zat dapat dicari dengan cara metode snellius ( lihat gambar)

n = OAOB

n = ccn

Pembiasan pada Prisma

r

r disebut sudut deviasi

Prisma adalah benda optik berbentuk segitiga atau piramit

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)

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.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

Pembiasan sinar bintangKarena cahaya bintang

meranbat dari ruang hampa ke atmosfer yang kerapatannya berbeda-beda, maka cahaya tersebut dibiaskan mendekati garis normal, sehingga bintang yang kita lihat tidak tepat pada posisi aslinya.

Kayu yang bengkok dan kolam yang dangkal.

Bila kita memasukkan sebagian kayu kedalam air, maka kita melihat kayu membengkok.

Dan bila kita perhatikan dasar kolam, kolam akan tampak lebih dangkal.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

Pelangi

Pelangi adalah hasil dari pembiasan dan dispersi cahaya oleh titik-titik air yang ada di udara

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

FatamorganaPada siang hari yang panas terik kita sering melihat

bayangan air pada jalan. Hal ini disebabkan oleh cahaya matahari yang mengalami pemantulan sempurna karena perbedaan kerapatan udara diatas jalan.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari

Di sana sepertinya ada air?

Lensa

Lensa adalah benda optik yang salah satu atau keduanya merupakan bidang lengkung.

Lensa ada dua jenis, yaitu:

- lensa cembung

- lensa cekung

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)

Jenis Lensa Cembung

Biconvex plan convex concave convex

Sifat Lensa Cembung

Lensa cembung memiliki sifat mengumpulkan cahaya (perhatikan gambar)

Menggambar lensa cembung

+

f 2 R2R1 f1

Tiga Sinar Utama pada Lensa Cembung+

f 2 R2R1 f1

+

f 2 R2R1 f1

+

f 2 R2R1 f1

Menggambar bayangan pada lensa cembung

+

f 1 R1R2 f2

Sifat bayangan: nyata, terbalik, diperkecilSifat bayangan: nyata terbalik, sama besarSifat bayangan: nyata, terbalik diperbesarSifat bayanagn: nyata, terbalik, diperbesar, jarak tak terhinggaSifat bayangan: maya, tegak, diperbesar

Persamaan Lensa Cembung

Lensa cembung memiliki persamaan:

= +1 1 1 f s s’

M = | | = s’s

h’h

Ket: f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

s’ positif bayangan nyatas’ negatif bayangan mayaM < 1 bayangan diperkecilM > 1 bayangan diperbesarM = 1 bayangan sama besar

Contoh.

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)

Jenis Lensa Cekung

biconcave plan-concave convex-concave

Menggambar Lensa Cekung

_

f 1 R1R2 f2

Sifat Lensa Cekung

Lensa cekung memiliki sifat menyebarkan cahaya (lihat gambar)

Tiga Sinar Utama pada Lensa Cekung

_

f 1 R1R2 f2_

f 1 R1R2 f2_

f 1 R1R2 f2

Menggambar bayangan pada lensa cekung

_

f 1 R1R2 f2

Sifat bayangan: tegak, maya, diperkedcil

Persamaan Lensa Cekung

Lensa cekung memiliki persamaan:

= +1 1 1 f s s’

M = | | = s’s

h’h

Ket: f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

f selalu negatifs’ positif bayangan nyatas’ negatif bayangan mayaM < 1 bayangan diperkecilM > 1 bayangan diperbesarM = 1 bayangan sama besar

Contoh

Kekuatan LensaKekuatan 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 cm100 f

Kekuatan lensa dihitung dengan satuan dioptriLensa cembung memiliki kekuatan lensa positif dan lensa cekung memiliki kekuatan lensa negatif

Contoh