OPTIKA GEOMETRI
Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, maka cahaya dapat merambat
baik melalui medium ataupun tanpa medium (vakum). Ilmu fisika yang
mempelajari tentang cahaya adalah Optika. Optika itu sendiri dibagi menjadi
dua: optika geometris dan optika fisis. Optika gemetris mempelajari tentang
2
pemantulan (reflection) dan pembiasan (refraction), sedangkan optika fisis
mempelajari tentang polarisasi, interferensi, dan difraksi cahaya.
Optika merupakan cabang fisika yang mempelajari cahaya. Bahasan mengenai optika terbagi menjadi dua yaitu :
1. Optika Geometri (membahas fenomena pemantulan dan pembiasan)
2. Optika Fisis (membahas fenomena polarisasi, difraksi dan interferensi)
Seperti telah diketahui cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang bergerak dengan kecepatan tiga ratus ribu kilometer tiap detik dalam ruang hampa udara ( tanpa medium ). Kita dapat melihat benda-benda disekitar karena pantulan cahaya dari benda itu.
1. Optika Geometri (membahas fenomena pemantulan dan pembiasan)
2. Optika Fisis (membahas fenomena polarisasi, difraksi dan interferensi)
Seperti telah diketahui cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang bergerak dengan kecepatan tiga ratus ribu kilometer tiap detik dalam ruang hampa udara ( tanpa medium ). Kita dapat melihat benda-benda disekitar karena pantulan cahaya dari benda itu.
Yang dibahas :
1. cermin (datar, cekung,cembung)
2. lensa (tebal,tipis)
3. prisma
Jenis-jenis Pemantulan Cahaya
Jika sinar cahaya jatuh pada permukaan benda lalu dibalikkan kembali, kita sebut sinar itu dipantulkan. Ada dua jenis pemantulan cahaya, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur.
1. Pemantulan Baur
Jika suatu berkas cahaya sejajar datang pada permukaan yang kasar (tidak rata), berkas cahaya
tersebut akan dipantulkan ke berbagai arah yang tidak tertentu Gambar. Pemantulan ini
disebut pemantulan baur (difus)
Pemantulan baur sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Jika tidak ada pemantulan baur,
tempat-tempat yang terhalang dari cahaya matahari akan tampak gelap gulita.
2. Pemantulan teratur
Jika suatu berkas cahaya sejajar datang pada permukaan yang rata seperti permukaan cermin datar atau permukaan air yang tenang, maka pemantulannya teratur Gambar. Pemantulan ini disebut pemantulan teratur.
B. Hukum Pemantulan
Dalam membicarakan hukum pemantulan digunakan beberapa pengertian sebagai berikut: - sinar datang ialah sinar yang datang lurus pada permukaan benda, - sinar pantul ialah sinar yang dipantulkan oleh permukaan benda, - garis normal ialah garis yang dibuat tegak lurus pada permukaan benda, - sudut datang ialah sudut antara sinar datang dan garis normal, - sudut pantul ialah sudut antara sinar pantul dan garis normal. Berdasarkan percobaan, diperoleh hukum pemantulan sesuai dengan Gambar berikut.
B.1. Pemantulan pada Cermin Datar
a. Sifat-sifat Bayangan pada Cermin Datar
1. Maya, karena dibelakang cermin, yang dibentuk oleh perpanjangan perpotongan sinar pantul.
2. Sama besar dengan bendanya (perbesaran = 1) karena tinggi benda = tinggi bayangan.
3. Tegak dan menghadap berlawanan arah (terbalik) terhadap bendanya.
4. Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan dari cermin.
Jenis-jenis Pemantulan Cahaya
Jika sinar cahaya jatuh pada permukaan benda lalu dibalikkan kembali, kita sebut sinar itu dipantulkan. Ada dua jenis pemantulan cahaya, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur.
1. Pemantulan Baur
2. Pemantulan teratur
Jika suatu berkas cahaya sejajar datang pada permukaan yang rata seperti permukaan cermin datar atau permukaan air yang tenang, maka pemantulannya teratur Gambar. Pemantulan ini disebut pemantulan teratur.
B. Hukum Pemantulan
Dalam membicarakan hukum pemantulan digunakan beberapa pengertian sebagai berikut: - sinar datang ialah sinar yang datang lurus pada permukaan benda, - sinar pantul ialah sinar yang dipantulkan oleh permukaan benda, - garis normal ialah garis yang dibuat tegak lurus pada permukaan benda, - sudut datang ialah sudut antara sinar datang dan garis normal, - sudut pantul ialah sudut antara sinar pantul dan garis normal. Berdasarkan percobaan, diperoleh hukum pemantulan sesuai dengan Gambar berikut.
Hukum pemantulan
1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak
pada satu bidang datar.
2. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r).
a. Sifat-sifat Bayangan pada Cermin Datar
1. Maya, karena dibelakang cermin, yang dibentuk oleh perpanjangan perpotongan sinar pantul.
2. Sama besar dengan bendanya (perbesaran = 1) karena tinggi benda = tinggi bayangan.
3. Tegak dan menghadap berlawanan arah (terbalik) terhadap bendanya.
4. Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan dari cermin.
GAMBAR: Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
Bayangan nyata dan bayangan semu
Gambar dibawah memperlihatkan sinar-sinar cahaya yang datang dari benda dan dipantulkan oleh permukaan cermin datar. Tampaklah bayangan di belakang cermin. Jenis bayangan seperti ini, di mana sinar-sinar yang teramati sesungguhnya tidak lewat bayangan, disebut bayangan semu (maya). Oleh karena itu bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar selalu bersifat maya. Bayangan yang dapat dibentuk atau ditangkap pada layar disebut bayangan sejati (nyata). Dengan demikian dapat dikatakan bahwa titik bayangan adalah titik potong berkas sinarsinar pantul. Titik bayangan disebut sejati (nyata) bila titik potong tersebut merupakan titik potong sinar-sinar pantul yang konvergen. Titik bayangan disebut semu bila titik potong tersebut merupakan perpanjangan sinar-sinar pantul (biasanya digambar dengan garis putusputus) yang divergen.
Bayangan nyata dan bayangan semu
Gambar dibawah memperlihatkan sinar-sinar cahaya yang datang dari benda dan dipantulkan oleh permukaan cermin datar. Tampaklah bayangan di belakang cermin. Jenis bayangan seperti ini, di mana sinar-sinar yang teramati sesungguhnya tidak lewat bayangan, disebut bayangan semu (maya). Oleh karena itu bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar selalu bersifat maya. Bayangan yang dapat dibentuk atau ditangkap pada layar disebut bayangan sejati (nyata). Dengan demikian dapat dikatakan bahwa titik bayangan adalah titik potong berkas sinarsinar pantul. Titik bayangan disebut sejati (nyata) bila titik potong tersebut merupakan titik potong sinar-sinar pantul yang konvergen. Titik bayangan disebut semu bila titik potong tersebut merupakan perpanjangan sinar-sinar pantul (biasanya digambar dengan garis putusputus) yang divergen.
B.2. Pemantulan pada Cermin Cekung
a. Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung
1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan melalui
titik fokus F.
2. Sinar datang melalui titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu
utama.
3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan M dipantulkan
kembali ke titik pusat lengkung tersebut.
GAMBAR: Pembentukan Bayangan pada Cermin cekung pada bidang 3
Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar
sejajar sumbu utama dipantulkan mengumpul pada suatu titik yang dinamakan
titik fokus (F) cermin.
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung
Dari semua cara yang mungkin untuk melukiskan sinar yang berasal dari sebuah benda menuju sebuah cermin, hanya ada 3 yang utama dan berguna untuk menentukan lokasi bayangan (Gambar dibawah), yaitu
(1) sinar datang yang paralel dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,
(2) sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan paralel dengan sumbu utama,
(3) sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.
Melukis pembentukan bayangan pada cermin cembung
Dua jenis sinar istimewa, yang pertama dan ketiga dilukiskan dalam Gambar. Buktikan bahwa garis-garis pada gambar sesuai dengan aturan pelukisan diagram sinar untuk cermin cembung. Perhatikan bahwa sinar-sinar pantul seolah-olah muncul dari bayangan di belakang cermin. Bayangan ini bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Untuk benda nyata yang terletak di muka cermin cembung selalu akan dihasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil. Oleh karena itu, cermin ini pengemudi dapat melihat kendaraan di belakangnya dengan medan penglihatan yang Iebih luas. Namun, karena bayangan yang dihasilkan lebih kecil, kendaraan dibelakangnya tampak Iebih jauh dariPada jarak yang sesungguhnya sehingga pengemudi perlu berlatih menafsirkan jarak yang sesungguhnya. berdasarkan peng1ihatan bayangan dari kaca spion.
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung
Dari semua cara yang mungkin untuk melukiskan sinar yang berasal dari sebuah benda menuju sebuah cermin, hanya ada 3 yang utama dan berguna untuk menentukan lokasi bayangan (Gambar dibawah), yaitu
(1) sinar datang yang paralel dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,
(2) sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan paralel dengan sumbu utama,
(3) sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.
B.3. Pemantulan pada Cermin Cembung
a. Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cembung
1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan seakanakan
datang dari titik fokus F.
2. Sinar datang menuju titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu
utama.
3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan M dipantulkan
kembali seakan-akan datang dari titik pusat kelengkungan
tersebut.
Cermin cembung adalah bagian dari sebuah bola
yang memantulkan sinar dari bagian luar bola.
Cermin cembung bersifat divergen, yaitu
bersifat memencarkan sinar. Berkas sinar sejajar
sumbu utama dipantulkan berpencar.
Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung
Mengacu pada argumen yang sama dengan pemantulan pada cermin cekung, maka dapat dirumuskan aturan pelukisan diagram sinar untuk cermin cembung sebagai berikut:
(1) sinar datang yang paralel dengan sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari
titik fokus (Gambar 9.15a),
(2) sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan paralel dengan sumbu utama
(Gambar 9.15b),
(3) sinar datang yang menuju pusat kelengkungan dipantulkan melalui lintasan yang sama
Dua jenis sinar istimewa, yang pertama dan ketiga dilukiskan dalam Gambar. Buktikan bahwa garis-garis pada gambar sesuai dengan aturan pelukisan diagram sinar untuk cermin cembung. Perhatikan bahwa sinar-sinar pantul seolah-olah muncul dari bayangan di belakang cermin. Bayangan ini bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Untuk benda nyata yang terletak di muka cermin cembung selalu akan dihasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil. Oleh karena itu, cermin ini pengemudi dapat melihat kendaraan di belakangnya dengan medan penglihatan yang Iebih luas. Namun, karena bayangan yang dihasilkan lebih kecil, kendaraan dibelakangnya tampak Iebih jauh dariPada jarak yang sesungguhnya sehingga pengemudi perlu berlatih menafsirkan jarak yang sesungguhnya. berdasarkan peng1ihatan bayangan dari kaca spion.
Berikut merupakan aplikasi bayangan cermin , klik untuk menjalankannya...Selamat mencoba ;))
Melalui kuis dibawahnya, diharapkan kalian dapat mengukur pencapaian belajar pada materi hukum hooke:
Berikut merupakan latihan soal mengenai OPTIKA GEOMETRI. Selamat mencoba.
