GURU IPA PATI: Materi cahaya

Petunjuk Penggunaan Media

Kompetendsi dasar
Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin dan lensa
Indikator

1. Setelah mempelajari Bab ini siswa mampu :
2. Menjelaskan sifat bayangan pada cermin datar
3. Menjelaskan sifat bayangan pada cermin cekung
4. Menjelaskan sifat bayangan pada cermin cembung
5. Mengitung jarak bayangan pada cermin datar
6. Menghitung dengan menggunakan rumus cermin cekung 1/f = 1/so + 1/si
7. Menghitung jarak bayangan, jarak benda atau jarak fokus pada cermin cembung

Motivasi

sumber : Youtube

Perhatikan video pelangi di atas begitu indah bukan?, mengapa hal ini bisa terjadi. tentunya materi ini berhubungan dengan cahaya mari kita belajar bersama tentang cahaya dan sifatnya
Cahaya

Sifat cahaya
Cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik yang dalam kondisi tertentu dapat berkelakuan seperti suatu partikel. Sebagai sebuah gelombang, cahaya dapat dipantulkan dan dibiaskan. Benda ada yang dapt tembus cahya ada yang tidak dapat di tembus cahaya.
Cahaya dapat kita lihat karena cahaya mengenaik sebuah obyek benda dan obyek benda tersebut mantulakn cahaya ke mata kita
1. Cahaya Merambat Lurus
Jika kamu melakukan kegiatan tersebut dengan baik, cahaya akan keluar dari karton terakhir ketika lubang ketiga karton tersebut berada pada satu garis lurus. Hal ini membuktikan bahwa cahaya merambat lurus.
2. Cahaha dapat dipantulkan
Cahya jika mengenai sebuah benda akan dipantulkan dan sebagian di serap. Pemantulan dapat terjadi pada permukaan pantul yang tidak rata, misalnya dinding dan kayu. Pemntulanini disebut dengan pemantulan baur.
Ketika seberkas cahaya mengenai permukaan pantul yang rata, seluruh cahaya yang datang akan dipantulkan dengan arah yang teratur.

gambar pemantulan teratur dan baur

3. Pemantulan Cahaya
Pemantulan baur terjadi pada permukaan pantul yang tidak rata, misalnya dinding dan kayu.

gambar pemantulan pada cermin

Pemantulan teratur terjadi pada permukaan pantul yang mendatar atau rata. Ketika seberkas cahaya mengenai permukaan pantul yang rata, seluruh cahaya yang datang akan dipantulkan dengan arah yang teratur.

Pemantulan pada Cermin Datar
Berdasar pengamatan dengan menggunakan cakra optik, Snellius menyimpulkan hal-hal berikut.

gambar hukum snelius
di bawah ini adalah video tentang pemantulan cahaya yang di ambil dari yotube :

a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
b. Sudut datang sama dengan sudut pantul. Pernyataan Snellius tersebut dikenal dengan hukum pemantulan cahaya (sinar).

Untuk lebih memahami tentang pemantulan cermin disini ada animasi pemantulan cahaya
silahkan klik disini

Sifat bayangan cermin datar sebagai berikut.

Sifat bayangan cermin datar bersifat maya karena bayangan tersebut diperoleh dari hasil perpotongan perpanjangan sinarpantul. Bayangan yang terbentuk oleh cermin datar juga bersifat tegak dan sama besar karena bayangan yang dibentuk sama persis letak dan ukurannya dengan letak dan ukuran benda.

gambar banyaknya bayangan pada cermin datar

Banyak bayangan yang terbentuk antara dua cermin dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

n= 360/α

n : banyaknya bayangan yang terbentuk
α : sudut yang diapit oleh kedua cermin

Pemantulan pada cermin cekung
Pemantulan pada Cermin Cekung
Cermin cekung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke dalam.
Gambar Cermin cekung akan mengumpulkan sinar pantul (konvergen).

gambar pemantulan konvergen

Cermin cekung memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
a. Cermin cekung akan memantulkan sinar-sinar sejajar menuju titik fokusnya.
b. Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya atau disebut konvergen.

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung (a) sinar datang sejajar sumbu utama, (b) sinar
datang melalui titik fokus, dan (c) sinar datang melalui pusat kelengkungan

gambar sinar istimewa pada cermin cekung

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dapt di artikan sebagai berikut :
a. sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,
b. sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama, dan
c. sinar datang yang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui
jalan semula.
sifa-sifat bayangan yang dibentuk pada cermin cekung adalah sebagai berikut :
Diruang 1

sifat bayangan ;: maya tegak diperkecil

Diruang 2

sifat bayangan : mnyata terbalik diperbesar
diruang 3

sifat bayangan : nyata terbalik di perkecil

Pemantulan pada Cermin Cembung
Cermin cembung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke luar.

gambar pemantulan yang bersifa divergen

Gambar Cermin cembung akan menyebarkan sinar pantul (divergen).

Cermin cembung memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
a. Berkas sinar yang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.
b. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya atau disebut divergen.
Tiga buah sinar istimewa pada cermin cembung

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung dapat dituliskan sebagai berikut :

gambar sinar-sinar istimewa pada cermin cembung

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal darititik fokus.
b. Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui sinar datang.
bayangan yang terbentuk pada cermin cembung adalah sebagai berikut :

gambar pembentukanbayangan pada cermin cembung

sifat bayangan : maya tegak diperkecil

Pemantulan pada Cermin Cekung

Persamaan yang berlaku untuk cermin cekung adalah sebagai berikut.

Sedangkan perbesaran cermin cekung dapat ditentukan dengan rumus berikut

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

Sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cekung juga dapat ditentukan ngan cara berikut.
a. Jika s' bernilai (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik, namun jika s' bernilai (-) maka bayangan bersifat maya dan tegak.
b. Jika M > 1 maka bayangan diperbesar. Jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Jika M < 1 maka bayangan diperkecil. 8. Pemantulan pada Cermin Cembung Persamaan yang berlaku pada cermin cembung juga sama dengan persamaan pada cermin cekung. Perbedaan persamaan cermin cekung dan cermin cembung terletak pada nilai fokus kedua cermin. Fokus cermin cekung bernilai positif (+), sedangkan fokus cermin cembung bernilai negatif (-). 9.

Pembiasan Cahaya

Peristiwa pembelokkan sinar dikenal sebagai pembiasan. pembiasan cahaya terjadi jika cahaya tersebut melalui dua medium yang berbeda kerapatannya

contoh pembiasan cahaya

Indeks bias

Perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa dan cepat rambat cahaya dalam medium disebut indeks bias dan dirumuskan sebagai berikut.

n = c/v

n : indeks bias
c : cepat rambat cahaya di ruang hampa (3 x 108 m/s)
v : cepat rambat cahaya dalam medium (m/s)
Di bawah ini ada video tentang indeks bias yang di ambil dari youtube ;

Pada pembiasan berlaku hukum Snellius tentang pembiasan, yang berbunyi sebagai berikut.
a. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak dalam satu bidang datar.
b. Perbandingan antara proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias pada bidang batas merupakan bilangan tetap yang disebut indeks bias relatif.

gambar pembiasan cahaya

Sudut sinar datang (i) adalah sudut antara sinar datang dan garis normal. Sudut sinar bias (r) adalah sudut antara sinar bias dan garis normal. Garis normal (N) adalah garis tegak lurus pada bidang batas antara dua medium.

lensa
a. Lensa cembung
1) bikonveks,
2) plan konveks,
3) konkaf-konveks,
b. Lensa cekung
1) Bikonkaf
2) plan konkaf, dan
3) konveks-konkaf

Pembiasan pada Lensa Cekung
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung atau bidang lengkung dan bidang datar
Lensa cekung atau lensa konkaf merupakan lensa yang bersifat menyebar- kan cahaya sehingga disebut sebagai lensa divergen. Jari-jari kelengkungan lensa cekung bernilai negatif.
1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah dari titik fokus F1 .
2. Sinar datang menuju titik fokus pasif F2 akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.
3. Sinar datang melalui pusat lensa O akan diteruskan

gambar sifat bayangan pada lensa cekung

Untuk melukiskan bayangan pada lensa cekung cukup digunakan dua berkas sinar istimewa saja. Oleh karena benda harus diletakkan di depan lensa, bayangan yang terjadi akan selalu sama, yaitu maya, sama tegak, dan diperkecil.

Pembiasan pada Lensa Cembung
sinar-sinar istimewa lensa cekung
1. Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus F1
2. Sinar yang datang melalui titik fokus pasif F2 akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama
3. Sinar yang melalui titik pusat optik (O) akan diteruskan (tidak dibiaskan)

gambar sinar istimewa lensa cekung

Benda yang diletakkan di titik fokus akan berada di tempat yang jauh tidak terhingga.

Benda yang diletakkan pada titik 2F2 sifatnya nyata, terbalik, dan diperbesar.
Ruang pada lensa cembung dan cermin cekung :

gambar ruang benda pada cermin cekung

Aturan pemakaian ruang benda dan bayangan adalah sebagai berikut.
a. Jumlah ruang benda dan ruang bayangan sama dengan 5 (lima).
b. Jika nomor ruang bayangan lebih besar dari ruang benda, bayangan akan diperbesar.
c. Jika nomor ruang bayangan lebih kecil daripada ruang benda, bayangan akan diperkecil.
d. Jika bayangan berada di belakang lensa, sifatnya nyata dan terbalik
e. Jika bayangan berada di depan lensa, sifatnya maya dan sama tegak.

Dispersi Cahaya

Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi itu? Jika kamu pernah melihat pelangi, berarti kamu pernah melihat suatuc ontoh peristiwa dispersi cahaya. Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum

Prisma segitiga membiaskan cahaya dua kali. Pertama, pada saat cahaya masuk kedalam prisma dan kedua pada saat cahaya keluar dari prisma dan keluar keudara.

Sumber reverensi dan gambar selain koleksi pribadi adalah :