CAHAYA DAN ALAT OPTIK

 

CAHAYA DAN ALAT OPTIK

PETA KONSEP

 

PEMANTULAN CAHAYA (REFLEKSI)
 >  Benda-benda disekitar kita dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu:
Sumber cahaya adalah semua benda yang dapat menghasilkan cahaya sendiri
Benda gelap adalah benda yang tidak data menghasilkan cahaya sendiri

> Benda gelap dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
- Benda tembus cahaya adalah benda yang dapat meneruskan sebagian cahaya
- Benda tidak tembus cahaya adalah benda yang tidak dapat meneruskan cahaya
- Benda bening adalah benda yang dapat meneruskan hampr seluruh cahaya yang mengenainya

 

PEMANTULAN CAHAYA (REFLEKSI)
Hukum Snellius mengenai pemantulan cahaya:
- Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar
- Sudut datang dan sudut pantul cahaya sama besar

Pemantulan cahaya ada dua macam, yaitu:
a. Pemantulan teratur terjadi pada permukaan rata
b. Pemantulan baur terjadi pada permukaan tidak  rata
 
PEMANTULAN CAHAYA (REFLEKSI)
 
> Cermin Cekung
- Sifat: bila berkas cahaya sejajar jatuh pada cermin dipantulkan pada satu titik yaitu titik focus.
- Jarak focus (f) dan jari-jari kelengkungan ( = 2f) cermin bernilai positif.
- Sifat pantulan:
     * Sinar datang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik focus   
         * Sinar datang melalui titik focus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama   

> Cermin Cekung
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:
(1)Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F)
(2)Sinar datang yang melalui titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama
(3)Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan (P) dipantulkan kembali ke titik pusat kelengkungan itu

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung
 
 

Efek posisi benda pada sifat bayangan yang dihasilkan cermin cekung

1.Benda berada diantara titik fokus dan pusat cermin (s<f) atau di ruang I
Sifat-sifat bayangan yang terjadi:
- Bersifat maya (tidak dapat ditangkap oleh layar)
- Bayangan tegak
- Diperbesar
- Di ruang IV (belakang cermin)
 

 
2.Benda berada di antara titik fokus dan pusat kelengkungan cermin (f<s<2f) atau di ruang II

Sifat bayangan yang terbentuk:
- Nyata (dapat ditangkap oleh layar)
- Terbalik terhadap bendanya
- Diperbesar
- Di ruang II

3.Benda berada pada jarak lebih besar daripada jari-jari cermin (s>R atau s>2f) atau di ruang III

Sifat bayangan benda:
- Nyata (dapat ditangkap oleh layar)
- Terbalik terhadap bendanya
- Diperkecil
- Di ruang II

> Cermin Cembung
-  Sifat: sinar-sinar sejajar yang jatuh pada cermin cembung dipantulkan seolah-olah berasal dari titik focus
- Jarak focus (f) dan jari-jari kelengkungan ( = 2f) cermin bernilai negative
- Sifat pemantulan:
* Sinar datag sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik focus
* Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utam      Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung:
(1)Sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah dari titik fokus
(2)Sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama
(3)Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan dipantulkan seolah dari titik pusat kelengkungan itu.

Efek posisi benda pada sifat bayangan yang dihasilkan cermin cembung
Benda berada di depam cermin atau di ruang IV
Sifat bayangan yang terbentuk:
- Maya (tidak dapat ditangkap oleh layar)
- Tegak terhadap bendanya
- Diperkecil
- Di ruang I


> Rumus Umum Cermin

s = hubungan antara jarak benda
ś = jarak bayangan
f = jarak fokus
Pada cermin cekung, f dan R bersifat positif, sementara pada cermin cembung bersifat negatif.

 > Perbesaran Bayangan
Perbesaran bayangan adalah perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi bendanya

 

PEMBIASAN CAHAYA (REFRAKSI)
 Hukum Snellius mengenai pembiasan cahaya:
1.Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar
2.Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, begitupun sebaliknya. Sinar yang datang tegak lurus bidang batas akan diteruskan tanpa dibelokkan
3.Perbandingan proyeksi sinar datang dan sinar bias selalu tetap
 
Indeks bias medium

Cahaya dari medium rapat ke kurang rapat dan (b) cahaya dating dari medium kurang rapat ke rapat


> PRISMA

Sudut deviasi (D) adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dan sinar bias yang keluar dari prisma.

Cahaya putih yang mengenai sisi prisma juga diuraikan menjadi berbagai macam warna cahaya, disebut peristiwa dispersi.

Pembiasan cahaya pada prisma
 


PEMBIASAN CAHAYA (REFRAKSI)
> LENSA CEMBUNG
     - Ciri fisik: ketebalan lensa paling besar berada dipusatnya
- Bersifat konvergen yaitu mengumpulkan berkas sinar kemudian difokuskan ke satu titik
- Arah pembiasan sinar-sinar utama:
< Sinar dating sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan melalui titik focus disebrang lensa
<Sinar yang dating melalui titik focus pertama dibiaskan sejajar sumbu utama
<Sinar dating melalui pusat lensa tidak dibiaskan tetapi diteruskan

Bentuk-bentuk lensa cembung (a) bikonveks (b) plan konveks (c) konkaf konveks

Berkas cahaya yang keluar dari lensa cembung

Sinar istimewa pada lensa cembung :
1)Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik focus F1
2)Sinar datang melalui titik focus F2 dibiaskan sejajar dengan sumbu utama
3)Sinar datang melalui titik pusat optik akan diteruskan

> DAYA LENSA
- Semakin besar daya lensa maka makin dekat juga posisi bayangan ke lensa yang berasal dari benda yang sangat jauh.
- Besar daya lensa berbanding terbalik dengan panjang fokusnya. Secara matematis dituliskan:
dengan f= panjang fokus lensa (m) dan P= daya lensa (dioptri, disingkat D).

P=1/f

 

CONTOH SOAL
Sebuah lensa cembung memiliki panjang fokus 5 cm.
Berapakah daya lensa tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui: f= 5 cm = 0,05 m
Daya lensa:
P=1/f
   =1/0,05
   =20 D
 
MATA
 

Bagian-bagian mata
1.kornea mata
2.otot bersilia
3.iris atau selaput pelangi
4.upil
5.lensa mata
6.retina


MATA NORMAL
     - Daya akomodasi adalah kemampuan mata untuk mencembung atau memipihkan lensa sesuai jarak benda.
- Mampu memandang atau melihat benda dengan jelas mulai jarak 25 cm – tak berhingga.
-Titik dekat mata normal adalah 25 cm.
-Titik jauh mata normal adalah tak berhingga.
 

KELAINAN PADA MATA
 Kelainan pada mata terjadi jika bayangan yang dibentuk oleh lensa mata jatuh tidak tepat pada retina. Hal ini disebabkan karena titik dekat dan titik jauh mata berubah. Ada tiga jenis kelainan mata yaitu: rabun jauh (miopi), rabun dekat (hipermetropi), dan mata tua (presbiopi).

 >HIPERMETROPIA (RABUN DEKAT)
-Penderita tidak bisa melihat benda dekat dengan jelas.
-Titik dekat mata > 25 cm.
-Lensa mata tidak dapat menebal dengan sempurna à bayangan jatuh di belakang retina.
-Dibantu dengan kacamata berlensa positif (cembung).

> MIOPIA (RABUN JAUH)
-Tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas.
- Lensa mata tidak dapat menipis dengan sempurna, akibatnya benda yang sangat jauh, bayangannya jatuh di depan retina.
- Titik jauh penderita < tak berhingga.
- Dibantu dengan kacamata berlensa cekung.

Diagram pembentukan bayangan pada penderita miopia (a) sebelum (b) sesudah menggunakan kacamata berlensa cekung

> PRESBIOPIA (MATA TUA)
- Penderita tidak bisa melihat benda dekat dan benda jauh dengan jelas
     (gabungan miopi dan hipermetropi).
- Titik dekat > 25 cm dan titik jauhnya < tak berhingga.
- Lensa mata tidak dapat menipis dan menebal dengan sempurna.
- Dibantu dengan kacamata berlensa rangkap (cekung dan cembung).
Penderita presbiopia (a) titik dekat mata telah bergeser menjauh dan (b) titik jauh mata bergeser mendekat

MATA BURUNG
Burung-burung tertentu, seperti elang memiliki penglihatan yang sangat tajam dan fokus dengan bidang pandang lebih luas dibandingkan manusia dan hewan lainnya.

Diagram pembentukan bayangan pada mata elang

ALAT OPTIK
> KAMERA

Kamera dan bagian-bagiannya :

> LUP (KACA PEMBESAR)

Lup digunakan untuk mengamati benda-benda berukuran kecil sehingga tampak lebih besar. Lup terbuat dari lensa cembung dengan jarak fokus tertentu.
 

ALAT OPTIK
Pengamatan benda menggunakan lup saat mata berakomodasi maksimum

 ALAT OPTIK
Pengamatan benda menggunakan lup saat mata tidak berakomodasi

 
> MIKROSKOP

   - Digunakan untuk membentuk bayangan yang besar dari benda-benda renik yang tidak dapat dilihat oleh mata.
- Terdiri atas  2 buah lensa cembung yaitu lensa objektif (dekat dengan objek) dan lensa okuler (dekat dengan mata)
 

 

> TELESKOP
-Digunakan untuk mengamati benda
     yang jaraknya sangat jauh sehingga
     tampak lebih dekat dan lebih jelas,
     misalkan: planet, bintang, dll.
-Terdiri atas dua buah lensa cembung
     sebagai lensa objektif dan lensa okuler.
     Panjang lensa objektif < panjang fokus
     lensa okuler.

> PERISKOP
Periskop digunakan untuk mengamati benda-benda di permukaan laut, misal digunakan oleh kapal selam.


> ALAT OPTIK LAINNYA
-Episkop memperoyeksikan gambar tidak tembus cahaya
-Diaskop memproyeksikan gambar diapositif
-Overhead projector memperoyeksikan gambar tembus cahaya atau transparan
-Proyektor film bioskop