Sifat-sifat gelombang elektromagnetik

Transkripsi

1 GELOMBANG II 1 MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Refleksi, Refraksi, Interferensi gelombang optik Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik 1

2 Sifat-sifat gelombang elektromagnetik Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium merupakan gelombang transversal tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi) Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 2

3 Gel. Radio : > 1 m Gel. Mikro : 1 mm > >1 m Gel. Inframerah : 700 nm > > 1000 nm Spektrum Elektromagnetik (Radiasi termal) suhu 3 K 3000 K atom/mol berubah energi dalam (vibrasi dan rotasinya) Cahaya tampak : 400 nm > > 700 nm, atom transisi dari energi tinggi ke rendah. Gel. UV : 1 nm > >400 nm, transisi elektron terluar atau dari termal matahari dgn suhu > 6000 K Sinar-X : 0,01 nm > >10nm, transisi elektron yang lebih dalam atau partikel diperlambat Sinar Gamma : < 10pm, transisi inti atom atau peluruhan radioaktif Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 10 8 m/s. Sifat2 cahaya : Dapat mengalami pemantulan (refleksi) Dapat mengalami pembiasan (refraksi) Dapat mengalami pelenturan (difraksi) Dapat dijumlahkan (interferensi) Dapat diuraikan (dispersi) Dapat diserap arah getarnya (polarisasi) Bersifat sebagai gelombang dan partikel 3

4 Refleksi, Refraksi, Interferensi gelombang optik Refleksi dan Refraksi Permukaan Datar Hukum Refleksi dan Refraksi Bidang Datar a. Sinar yang direfleksikan dan direfraksikan terletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas dititik datang. b. Untuk refleksi : 1 = 1 c. Untuk refraksi : Sin 1 = n 12 Sin 2 n 12 : indeks bias 4

5 Berdasarkan hukum ini dapat diturunkan persamaan indeks bias kaca prisma terhadap udara yaitu Interferensi Cahaya Adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya. Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap. Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif) Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau destruktif) 5

6 Paduan gelombang Pembentukan bayangan cermin dan lensa 6

7 Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan Cahaya Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) = sudut pantul (r) Pemantulan Cahaya Fenomena pemantulan cahaya ada dua jenis, yaitu : a. Pemantulan difuse (membaur) : pemantulan cahaya ke segala arah b. Pemantulan teratur : pemantulan cahaya dengan arah teratur 7

8 Pemantulan teratur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang datar Macam-macam pemantulan Pemantulan baur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang tidak rata Hukum Pemantulan Cahaya Pemantulan Cahaya Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) = sudut pantul (r) 8

9 Bayangan pada cermin datar h h S S S S Dari gambar di atas, sifat bayangan pada cermin datar adalah: - tegak - sama besar - sama jarak - terbalik kiri-kanan - maya Sifat cermin datar 9

10 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 = α - 1 n = banyaknya bayangan α = besar sudut Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan mengkilap pada bagian dalam. Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya Cermin Cekung 10

11 Tiga sinar utama pada cermin cekung Pembentukan bayangan pada cermin cekung 11

12 Cermin cekung memiliki persamaan: Persamaan Cermin Cekung = + f s s Ket. f = fokus s = letak benda s = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h = tinggi bayangan s M = = s h h Contoh: Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cekung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan s = -30 cm (maya, tegak) 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 b. M = s /s = 30/10 = 3 (diperbesar) c. M = h /h 3 = h /20 h =20 x 3 = 60 cm 12

13 Kaca rias Penggunaan cermin cekung Cermin cekung dengan fokus yang besar dapat dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar Parabola Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena sifatnya yang mengumpulkan gelombang Teropong Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler 13

14 Cermin Cembung Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya. Tiga sinar utama pada cermin cembung 14

15 Pembentukan bayangan f R Sifat bayangan: tegak maya diperkecil Cermin cembung memiliki persamaan: Persamaan Cermin Cembung 1 f = 1 s + 1 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 15

16 Contoh: Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cembung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. 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 /h 0,6 = 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 16

17 Lensa Lensa 17

18 Alat-alat yang menggunakan prinsip optik Mata Memiliki sebuah lensa yg berfungsi 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) 18

19 Lup Menggunakan sebuah lensa cembung. Untuk melihat benda2 kecil sehingga tampak lebih besar dan jelas. Sifat Bayangan : Maya (didepan lup), tegak, diperbesar. Perbesaran Anguler : mata tak berakomodasi S n f 1 mata berakomodasi maks S n f Mikroskop 19

20 Mikroskop Untuk melihat detail benda lebih jelas dan lebih besar. Menggunakan 2 lensa positif, sebagai lensa objektif dan lensa okuler. Melihat bayangan benda tanpa akomodasi S ob' Sn m x 1 Sob fok Melihat bayangan benda dengan berakomodasi m S S ob ob ' x S f n ok S ob = jarak benda ke lensa objektif S ob = jarak bayangan ke lensa objektif S n = jarak titik dekat mata normal f ok = jarak fokus lensa okuler Soal Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objektif dari sebuah mikroskop. Jarak fokus lensa objektifnya 0,9 cm, jarak fokus lensa okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan perbesaran oleh mikroskop tsb. 20

21 Teropong Bintang Menggunakan 2 lensa positif. Beda teropong bintang dg mikroskop : mikroskop : fob < fok, letak benda dekat dg lensa objektif teropong bintang: fob >> Fok, letak benda di jauh tak berhingga Untuk mata tanpa akomodasi f ob fob Sn m sok fok S Untuk mata berakomodasi maksimum m f f ob ok n f ok Kelas G Dian No Absen 14 21

22 TERIMA KASIH 22