Apakah Gelombang Elektromagnetik?? Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium

Transkripsi

1

2 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Releksi, Reraksi, Intererensi gelombang optik Eksperimen Young Prinsip Huygen Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik

3 Apa itu Gelombang? Gelombang adalah getaran yang merambat Apakah dalam perambatannya perlu medium/zat perantara? Tidak harus! Berdasarkan ada/tidak adanya medium : 1. Gelombang Mekanik perlu medium 2. Gelombang Elektromagnetik

4 Apakah Gelombang Elektromagnetik?? Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium

5 Siat-siat gelombang elektromagnetik 1. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium 2. merupakan gelombang transversal 3. tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik 4. dapat mengalami pemantulan (releksi), pembiasan (reraksi), perpaduan (intererensi), pelenturan (diraksi), pengutuban (polarisasi) 5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sease dan berbanding lurus

6 Spektrum Elektromagnetik Gel. Radio : Panjang gel. lebih besar dari 1 m Gel. Mikro : Panjang gel. antara 1 mm sampai 1 m Gel. Inramerah : Panjang gel. 700 nm sampai 1000 nm (Radiasi termal) suhu 3 K 3000 K atom/mol berubah energi dalam (vibrasi dan rotasinya) Cahaya tampak : Panjang gel. 400 nm 700 nm, atom transisi dari energi tinggi ke rendah. Gel. UV : Panjang gel. 1 nm-400 nm, transisi elektron terluar atau dari termal matahari dgn suhu > 6000 K Sinar-X : Panjang gel. 0,01 nm-10nm, transisi elektron yang lebih dalam atau partikel diperlambat Sinar Gamma : Panjang gel < 10pm, transisi inti atom atau peluruhan radioakti

7 SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

8 Siat Gelombang Cahaya Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 10 8 m/s. Siat2 cahaya : Dapat mengalami pemantulan (releksi) Dapat mengalami pembiasan (reraksi) Dapat mengalami pelenturan (diraksi) Dapat dijumlahkan (intererensi) Dapat diuraikan (dispersi) Dapat diserap arah getarnya (polarisasi) Bersiat sebagai gelombang dan partikel

9 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Releksi, Reraksi, Intererensi gelombang optik Eksperimen Young Prinsip Huygen Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik

10 Releksi dan Reraksi Permukaan Datar Hukum Releksi dan Reraksi Bidang Datar a. Sinar yang direleksikan dan direraksikan terrletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas dititik datang. b. Untuk releksi : 1 = 1 c. Untuk reraksi : Sin 1 = n 21 Sin 2 n 21 : indeks bias Berdasarkan hukum ini dapat diturunkan persamaan indeks bias kaca terhadap udara yaitu n ga = [sin 1/2( + )]/sin( /2)

11 Intererensi Cahaya Adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil intererensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki rekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih ase tetap. Pola hasil intererensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu Garis terang, merupakan hasil intererensi maksimum (saling memperkuat atau konstrukti) Garis gelap, merupakan hasil intererensi minimum (saling memprlemah atau destrukti)

12 Paduan gelombang

13 Syarat intererensi maksimum Intererensi maksimum terjadi jika kedua gel memiliki ase yg sama (sease), yaitu jika selisih lintasannya sama dgn nol atau bilangan bulat kali panjang gelombang λ. d sin m ; 0,1,2,... Bilangan m disebut orde terang. Untuk m=0 disebut terang pusat, m=1 disebut terang ke-1, dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l, dgn demikian pd l m Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. m

14 Syarat intererensi minimum Intererensi minimum terjadi jika beda ase kedua gel 180 o, yaitu jika selisih lintasannya sama dgn bilangan ganjil kali setengah λ. d sin ( m 1 2) ; m 1,2,3,... Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebut gelap ke-1, dst. Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka pd l ( m 1) 2 Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. Jarak antara dua garis terang yg berurutan sama dgn jarak dua garis gelap berurutan. Jika jarak itu disebut Δp, maka pd l

15 Soal Pada suatu percobaan YOUNG, jarak antara 2 celah d = 0,25 mm sedangkan jarak celah ke layar l = 1 m. Jarak garis gelap kedua ke pusat pola interernsi pada layar adalah p = 3 mm. Tentukan: a. Panjang gelombang cahaya yg digunakan b. Jarak garis terang ketiga dari pusat c. Jarak garis terang ketiga dari pusat jika percobaan Young dicelupkan dalam air yg indeks biasnya 4/3.

16 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Releksi, Reraksi, Intererensi gelombang optik Eksperimen Young Prinsip Huygen Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik

17

18

19 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Releksi, Reraksi, Intererensi gelombang optik Eksperimen Young Prinsip Huygen Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik

20 Prinsip Huygens Semua titik pada muka gelombang dapat dipandang sebagai sumber titik yang menghasilkan gelombang speris (bola) sekunder. Setelah selang waktu t posisi muka-gelombang yang baru adalah permukaan selubung yang menyinggung semua gelombang sekunder.

21 Prinsip Huygens Gambar Prinsip Huygens untuk gelombang sieris

22 Prinsip Huygens Gambar melukiskan gelombang cahaya yang dipancarkan oleh sebuah titik M ke segala arah, pada suatu saat muka gelombang digambarkan sebagai permukaan bola AB, akan dicari muka gelombang baru pada t detik kemudian

23 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Releksi, Reraksi, Intererensi gelombang optik Eksperimen Young Prinsip Huygen Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik

24 Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan Cahaya Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

25 Pemantulan Cahaya Fenomena pemantulan cahaya ada dua jenis, yaitu : a. Pemantulan diuse (membaur) : pemantulan cahaya ke segala arah Pemantualan baur b. Pemantulan teratur : pemantulan cahaya dengan arah teratur Pemantualan teratur

26 Pemantulan Cahaya Macam-macam pemantulan Pemantulan teratur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang datar Pemantulan baur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang tidak rata

27 Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan Cahaya Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

28 Bayangan pada cermin datar h h S S S S Dari gambar di atas, siat bayangan pada cermin datar adalah: - tegak - sama besar - sama jarak - terbalik kiri-kanan - maya

29 Siat cermin datar

30 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.

31 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: 360 n = - 1 α n = banyaknya bayangan α = besar sudut

32 Cermin Cekung Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan mengkilap pada bagian dalam. Cermin cekung memiliki siat mengumpulkan cahaya R

33 Tiga sinar utama pada cermin cekung R R R

34 Pembentukan bayangan pada cermin cekung R

35 Persamaan Cermin Cekung Cermin cekung memiliki okus positi Cermin cekung memiliki persamaan: = + s s s M = = s h h Ket. = okus s = letak benda s = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h = tinggi bayangan

36 SOAL Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cekung yang memiliki okus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan

37 Penggunaan cermin cekung Kaca rias Cermin cekung dengan okus yang besar dapat dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar Parabola Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena siatnya yang mengumpulkan gelombang Teropong Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler

38 Cermin Cembung Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar. Cermin cembung bersiat menyebarkan cahaya. R

39 Tiga sinar utama pada cermin cembung R R R

40 Pembentukan bayangan R Siat bayangan: tegak maya diperkecil

41 Persamaan Cermin Cembung Cermin cembung memiliki okus dan jarak bayangan negati. Cermin cembung memiliki persamaan: = + s s s s M = = Ket. = okus (selalu negati) s = letak benda s = letak bayangan (selalu negati) M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h = tinggi bayangan h h

42 SOAL Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cembung yang memiliki okus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan

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

44 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Releksi, Reraksi, Intererensi gelombang optik Eksperimen Young Prinsip Huygen Releksi total internal Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik

45 Alat-alat Optik 1. Mata 2. Lup 3. Mikroskop 4. Teropong 1. Mata Memiliki sebuah lensa yg berungsi sbg alat optik. Mata mempunyai penglihatan yang jelas pada daerah yang dibatasi oleh dua titik yaitu titik dekat/ punctum proximum (titik terdekat yg masih dapat dilihat jelas oleh mata yg berakomodasi sekuat2nya) dan titik jauh/punctum remotum (titik terjauh yg masih dapat dilihat jelas oleh mata yg tak berakomodasi)

46 Lup Menggunakan sebuah lensa cembung. Untuk melihat benda2 kecil sehingga tampak lebih besar dan jelas. Siat Bayangan : Maya (didepan lup), tegak, diperbesar. Perbesaran Anguler : - mata tak berakomodasi - mata berakomodasi maks S n 1 γ = perbesaran anguler S n = titik dekat orang normal = jarak okus lup S n

47 Mikroskop Untuk melihat detail benda lebih jelas dan lebih besar. Menggunakan 2 lensa positi, sebagai lensa objekti dan lensa okuler. Melihat bayangan benda tanpa akomodasi Perbesaran bayangan : m S S ob ob ' x S n ok Melihat bayangan benda dengan berakomodasi S ob = jarak benda ke lensa objekti S ob' Sn m x 1 S ob = jarak bayangan ke lensa objekti Sob ok S n = jarak titik dekat mata normal ok = jarak okus lensa okuler

48 SOAL Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objekti dari sebuah mikroskop. Jarak okus lensa objektinya 0,9 cm, jarak okus lensa okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan perbesaran oleh mikroskop tsb.

49 Teropong Bintang Menggunakan 2 lensa positi. Beda teropong bintang dg mikroskop : mikroskop : ob < ok letak benda dekat dg lensa objekti teropong bintang: ob >> F ok letak benda di jauh tak berhingga Untuk mata tanpa akomodasi ob m ok Untuk mata berakomodasi maksimum m s ob ok ob ok S n S n ok

50 Teropong Bumi Menggunakan 3 lensa positi, sebagai lensa objekti, pembalik dan okuler. Utk mata tanpa akomodasi m ob ok Utk mata akomodasi maks m s ob ok ob ok S n S n ok Teropong Panggung Menggunakan 2 lensa; lensa objektinya positi, lensa okulernya negati. Utk mata tanpa akomodasi m ob ok Utk mata akomodasi maks m s ob ok ob ok S n S n ok

51