JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

Transkripsi

1 FIIKA OPTIK Diuu oleh : Dr. Dr. Jaja Kutija, M.c. JUUAN TEKNIK ELEKTO UNIVEITA PENDIDIKAN INDONEIA 04

2 DAFTA II Halama DAFTA II... i Modul I Teori Tetag Cahaya... Modul II Pematula da Pembiaa berdaarka teori Huyge... 9 Modul III Pematula da Pembiaa Cahaya... 6 Modul IV pektrum Gelombag Elegtromagetik da pektrum Wara... 3 Modul V Fotometri Modul VI Pembiaa da Pematula Permukaa Bola Modul VII Pembiaa Oleh Pla Pararel da Prima Modul VIII Lea Modul IX Pembetuka Bayaga Lea & uua Lea Modul X Lea Gabuga & Kekuata Lea Modul XI Alat Alat Optik I Modul XI Alat Alat Optik II i

3 MODUL I FIIKA OPTIK TUJUAN: Mejelaka tetag eomea cahaya da pegujia terhadap teori cahaya. Pokok - pokok Bahaa:. Teori-teori tetag cahaya Teori Newto ( Partikel ) Teori Huyge ( Gelombag Memerluka Medium ) Teori Plack ( Paket Eergi ) Teori Maxwell ( Gelombag Elektro magetic ). Percobaa-percobaa utuk membuktika kebeara Teori: Percobaa Foucoult Percobaa Youg & Freel Percobaa Michelo & Morley Percobaa. Hertz Percobaa Zeema Percobaa tark Percobaa Photo Litrik 3. Pegertia Muka gelombag & iar Cahaya

4 MODUL I iat Cahaya Cahaya adalah uatu zat yag agat bayak membatu kehidupa mahluk hidup atara lai:. Proe malihat beda. Membedaka wara beda 3. Proe photo itei 4. Proe photo litrik 5. Db Feomea cahaya telah dipelajari oleh mauia da meghailka berbagai teori atara lai :. Teori Emii dari Newto Cahaya diaggap terdiri dari partikel-partikel yag agat kecil da riga ( yag diebut Korpukul ) yag dipacarka dari umberya ke egala arah meurut gari luru dega kecepata ya agat tiggi. Litaalitaa partikel beraal dari umber itu diebut iar cahaya.. Teori gelombag dari Huyge Cahaya adalah gejala gelombag eperti halya buyi cahaya merambat dega perataraa gelombag yag diebut gelombag cahaya. Meurut teori ii cepat rambat cahaya memeuhi peramaa: C = λ* C = Cepat rambat λ = Pajag gelombag = Frekwei ( Hz atau cp ). Meurut teori ii cahaya marambat melalui medium utuk mejelaka cahaya dapat megalir melalui ruag hampa maka dibuat hypotea bahwa dieruh ruaga terdapat medium yag diamaka Eter

5 3. Teori kuatum cahaya dari Max Plack Cahaya dipacarka dari umberya dalam betuk paket-paket eergi yag diebut kuatu. Paket-paket eergi ii yag dipacarka ecara periodic dari umberya. Bearya kuatum eergi cahaya adalah: E = h. Dimaa: h = Kotata Plack = Frekwei ( cp ) J. Utuk meguji kebeara teori-teori diata dilakuka percobaa-percobaa atara lai:. Percobaa Foucoult Dalam percobaaya Foucoult berhail meghitug da meetuka kecepata rambat cahaya dalam berbagai medium. Kecepata rambat cahaya diudara yag dihitug medekati 8 30 m/. lebih bear dari kecepataya didalam zat cair. Hail percobaa ii teryata telah melemahka teori Newto.meurut Newto keccepata rambat cahaya dalam zat cair lebih bear kecepataya diudara.. Percobaa Youg da Freel percobaa ii membuktika bahwa cahaya dapat beritererei da megalami diaki. Percobaa ii memperkuat teori gelombag cahaya. Huyge memperlemah teori partikel Newto karea meurut teori Newto cahaya merambat melalui gari luru. 3. Percobaa meurut Michaelo da Moreley Percobaa ii dilakuka utuk membuktika ada atau tidak adaya eter dieluruh ruag dijagat raya ii, karea medium eter terdapat dimaa-maa maka bumi yag berputar pada poroya dega kecepata tralai ekitar 30 km/ da ekitar bumi terdapat eter maka aka terjadi agia eter Michaelo da Moreley melakuka pegujia terhadap agia eter maka mereka 3

6 berkeimpula bahwa agi eter tidak ditemuka, percobaa ii memperlemah teori gelombagya Huyge. 4. Percobaa Maxwell da udolp Hertz Maxwell megaalia da meramalka bahwa cahaya merupaka bagia dari gelombag elektromagetik yag dipacarka akibat dari terjadiya meda maget atau meda litrik yag tidak kota ( berubah terhadap waktu ). Aalia Maxwell ii diuji oleh.hertz dega membuat perubaha meda litrik. Gambar Percobaa.Hetz Pada percobaa ii epaag lilita dega N (jumlah lilita kuder) jauh lebih bayak dibadig N ( lilita primer ) pada lilita kuder dipaag bola koduktor da ditempat lai diimpa paaga bola koduktor juga ketika aklar ( ) ditutup-buka pada bola koduktor ebelah kiri terdapat percika buga api da teryata pada paaga koduktor yag lai terjadi pula percika buga api. Gelombag yag dihailka oleh percobaa ii meujuka iat-iat pematula ( releki ), diraki da polariai dapat diukur pula cepat rambat gelombag terebut ama dega cepat rambat 8 gelombag cahaya yaitu 3 0 m/ 5. Percobaa Zeema Percobaa ii meujuka adaya pegaruh meda maget terhadap cahaya, artiya cahaya dapat dibeloka oleh meda maget yag kuat (Eek Zeema ). 6. Percobaa tark Percobaa ii cahaya dilewatka pada meda meget yag kuat da teryata cahaya megalami pembeloka akibat meda litrik yag kuat. 4

7 Percobaa Zeema da ark meujuka bahwa cahaya mempuyai iat kelitrika da kemageta hal ii membuktika bahwa cahaya merupaka gelombag elektromagetik. 7. Percobaa Eitei Dalam tahu 905 Eitei memperlua gagaa yag diutaraka oleh Plack lima tahu ebalumya da mempotulatka bahwa eergi dalam berka cahaya tidak terditribui ecara merata didalam gelombag elektromagetik, tetapi terkoetrai dalam paket-paket kecil yag diamaka oto. Eitei berhail meujuka percobaa yag dapat membuktika teoriya yaki eek photo litrik, keta dari percobaa photo litrik adalah ebagai berikut: Cahaya dega rekwei tertetu dikeaka pada plat yag terdapat pada tabug hampa teryata pada ampere meter meujuka adaya aru litrik yag megalir, kemudia beda poteial kawa diberika pada paaga plat da pada poteial tertetu aru aka berheti. 5

8 Percobaa dilakuka dega meambah iterita cahaya dua kali dega rekwei tetap da teryata aru berheti pada poteial kawat yag ama tetapi aru yag terjadi dua kali lipat. Poteial kawat aka aik ketika rekwei cahaya aik. Peritiwa photo litrik ii haya bia dijelaka megguaka teori kuatum cahaya-cahaya berupa paket eergi ( photo ) ebear E = h. Eergi terebut jika meumbuh plat ebagia eergi diguaka utuk melepaka electro dari ikataya da iaya ebagai eergi kietic h = ho + Ek ho = eergi utuk melepaka elektro dari ikataya. Jika h < ho tidak aka terjadi aru litrik karea electro tidak empat keluar dari ikataya utuk melawa EK dari umber yag rekweiya tetap diperluka harga yag ama iteita cahaya yag emaki bear dapat dijelaka dega jumlah partikel yag emaki bayak, hal ii bertetaga dega teori gelombag mekaik dimaa eergi berbadig luru dega iteitaya. Gelombag, Muka gelombag da iar Gelombag adalah rambata eergi atau eergi yag merambat dari atu tempat ke tempat lai. Parameter-parameter gelombag atara lai : Perioda (T) dari uatu gelombag adalah waktu yag diperluka utuk atu gelombag peuh. Frekwei ( ) adalah jumlah getara yag dihailka per detik (=/T). Pajag gelombag ( λ ) adalah jarak yag ditempuh gelombag dalam atu periode. Amplitudo ( A ) adalah impaga makimum dari gelombag. Kecepata ( V ) adal;ah jarak yag ditempuh gelombag dalam tiap atua waktu. 6

9 Jika dalam T detik ditempuh λ meter Maka V = = T Jika dalam T detik ditempuh λ meter Maka V = = T Maka gelombag dideiiika ebagai tempat keduduka emua titik dimaa ae getara da ae geerak elara uatu beara iika adalah ama. Priip Huyge merupaka metoda geometri utuk meetuka betuk muka gelombag pada uatu aat bila diketahui muka gelombag ( ebagiaya ) pada aat ebelumya. Meurut Priip Huyge etiap titik pada uatu muka gelombag, dapat dipadag ebagai puat gelombag kuder yag memacarka gelombag baru ke egala arah dega kecepata yag ama dega kecepata rambat gelombag. Muka gelombag yag baru diperoleh dega cara meluki ebuah permukaa yag meyiggug ( meyelubagi ) gelombag-gelombag kuder terebut Gambara priip Huyge utuk gelombag ieri 7

10 Gambar diata melukika gelombag cahaya yag dipacarka oleh ebuah titik M ke egala arah, pada uatu aat muka gelombag digambarka ebagai permukaa bola AB, aka dicari muka gelombag baru pada t detik kemudia. Meurut priip Huyge, etiap titik pada muka gelombag AB merupaka puat gelombag baru ( gelombag kuder ) mialya titik PQ, dega titik terebut diluki ebagai puat gelombag baru dega jari-jari yag ama ebear = ct. maka gelombag baru yag berpuat di M adalah uatu permukaa yag meyelubagi emua gelombag-gelombag kuder terebut yaitu permukaa A B. iar gelombag adalah gari khayal yag ditarik dalam arah gerak gelombag. Utuk gelombag ieri ( bola ) eperti gambar diata adalah geri PP ; ; atau jika dilihat dari umber MP; MQ; M gari-gari terebut elalu tegak luru muka gelombag utuk gelombag yag berumber dari jauh ekali dapat digambarka ebagai gelombag datar ebagai berikut P Q cc P Q PQ adalah muka gelombag P Q adalah muka gelombag baru Gambara priip Huyge utuk gelombag datar 8

11 MODUL II FIIKA OPTIK Pematula da pembiaa berdaarka teori Huyge. II. Peurua hukum pematula berdaarka Priip Huyge Meurut priip Huyge etiap titik,pada uatu gelombag dapat dipadag ebagai uatu puat gelombag ekuder yag memacarka gelombag baru ke egala arah dega kecepata yag ama pada uatu rambat gelombag. Priip diata jika diguaka utuk mejelaka hokum pematula cahaya,dapat dij,ela,ka ebagai berikut: Perhatika gambar dibawah ii. Medium Q A B Medium Gambar..Tetag proe pematula cahaya. Jika medium beriat relektor gelombamg yag datig,ke bata medium da adalah iar cahaya yag datig ejajar keti,ka udah mecapai bata medium yaki titik A baru ampai dittk B.Titik A merupaka umber cahaya ekuder yag diata dari A udah mecapai titik B,maka umber cahaya ekuder yag diata dari A udah mecapai titik A karea dicapai pada titik A pada maktu yag ama yaki waktu yag di tempuh AA da BB elama t detik. AA =BB =Vt. 9

12 Dapat dilihat dari gambar bawah bahwa: BB Vt i...() AA AB edagka, AA Vit i r...() AB AB ehigga i i atau i r i r Pada,pematula gelombag dikeal udut datag ama dega udut patul. udut datag yaki udut yag dibetuk atara iar datag da gari i r ormal udut yag dibetuk atara gari ormal da gari gari yag dipatulka II. Peurua hukum pembiaa berdaarka priip Huyge. Priip Huyge juga dapat diguaka utuk mejelaka hukum pembiaa,gelombag.jika gelombag datag dari uatu medium ke medium lai yag dapat meeruka gelombag.utuk mejelaka pertiwa pembiaa dapat dilihat pada gambar dibawah ii. Normal B AA =Vt Gambar. peritiwa pembiaa gelombag cahaya. 0

13 Pejelaa dari peritiwa bahwa pembaa gelombagg cahaya adalah ebagai berikut: Pembaa adalah peritiwa ebuah,gelombagg yag datag dari uatu mediumke medium lai yag berbeda. eperti dilihat pada gambar da adalah,dua iar ejajar ketika mecapai bata me,dium dititik A iaar mecapai titik B.Pada waktu I detik medium gelombag mecapai jarak AA =Vt i i BB AA AA AB V t... AB V t... AB ( 3).( 4) Dari peramaa 3 da 4 : i i v t AB. AB V t i v i v Hukm pembiaa. Perbadiga V terhadap V elalu kota da dapat dideiiika ebagai uatu idek bia relative atau : Idek bia relative atara dua medium dapat dideiiika yaitu perbadiga kecepata gelombag cahaya dalam medium-medium terebut. v v v v N adalah idek bia utuk iar cahaya datag dari medium ke medium v v

14 Idek bia abolut Jika kecepata cahaya udara atau ruag hampa (c) diguaka ebagai acua maka idek bia uatu medium atau idek,bia abolute uatu medium a,dalah perbadiga aatara kecepata cahaya diudara atau vakum da kecepata cahaya dimedium terebut. c v...(5) N adalah idek bia relat jika cahaya datag dari medium ke medium ehigga i v i v atau v v i c / c / i t ( Peramaa o 7 dikeal ebagai hokum elliu utuk pembiaa Dari peramaa o 7 dpat terjadi beberapa kemugkia hubuga atara i da dega aumi gelombag datag dari medium ke medium ebagai berikut :. Bila v<v atau >,atau >,aka diperoleh dega kata kata ebagai berikut: Jika gelombag datag dari medium reggag ke medium yag lebih padat maka aka dibiaka medekati gari ormal.. Bila v > v atau > atau <,aka diperoleh i r atau dega kata kata : jika gelombag datag dari medium yag lebih reggag ke medium yag lebih padat maka gelombag aka dibiaka mejauhi gari ormal. 3. Bila v > v atau < udut datag θi udut bia ebear 90 di ebut eagai udut krii jika v >v atau < udut datag lebih bear dari udut kriti maka aka terjadi releki total. 6)

15 Gambar.3, yag meyataka kodii diata.iar bia utuk > θ θ Gambar.3.. iar datag dari ke dimaa > Gambar.4. 3

16 3. Utuk θ>θ utuk iar datag dari ke,dimaa > & dim aa i i i c c c iv i( / i / / ) 4. Utuk θ>θ utuk iar datag dari ke & > terjadi releki total θ θ Gambar.5 4

17 MODUL III FIIKA OPTIK PEMANTULAN DAN PEMBIAAN CAHAYA Tujua umum : etelah membaca modul ii diharapka dapat memahami Hukum Pematula da Pembiaa Cahaya berdaarka Priip Fermat Tujua Khuu : Peurua hukum Pematula Cahaya berdaarka Priip Fermat Peurua hukum Pembiaa Cahaya berdaarka Priip Fermat. 5

18 III. Priip Fermat Dalam tahu 650 PIEE Fermat megugkapka uatu priip tetag perjalaa cahaya ebagai berikut : iar cahaya yag mejalar dari uatu titik ke titik lai aka melalui litaa dega waktu tempuh terpedek Priip ermat utuk meuruka titik pematula Jika cahaya datag dari uatu medium ke medium lai yag berwara megkilat maka cahaya megalami pematula, jika kita guaka priip ermat dapat di tujukka pada gambar bb : Gambar 3. iar dari titik A dipatulka di P ampai di B Meurut ermat dari APB aka melalui litaa dega waktu tempuh terpedek. L = AP + PB t = tab + tpb a x d x / b t Letak titik P haru edemikia rupa ehigga v v waktu tempuh dari APB adalah miimum dega yarat dt/dx = 0 0 dx dt ( a x ) / (x) ( b ( d x) ) / ()( d x)( ) 6

19 ehigga didapat x d x a x / b ( d x) / Dilihat dari gambar ecara geometri dapat ditairka : ii i r maka i i r Ii tidak lai adalah hukum pematula : Dimaa : i r, terbukti = udut datag yaki udut yag dibetuk atara iar datag da gari ormal = udut patul yaki udut yag dibetuk atara iar datag da gari ormal III. Priip Fermat utuk meuruka titik pembiaa iar datag dari udut medium ke medium lai yag diteruka dega megalami pembeloka karea terjadi perubaha kecepata mialka iar cahaya datag dari kemedium. Normal Gambar 3. iar datag dari A ke P lalu dibiaka ehigga mecapai titik B Waktu yag ditempuh iar APB adalah : t = tap + tpb I t v I v I I ci ci I c I c t 7

20 euai dega priip ermat dx dt 0 c( a atau c / / a x.( d x)( )( b ( d x) 0 ( ) ) x X x ) / c( b ( d x) ( d x) ) c / x ( d x) / / ( a x ) ( b ( d x) ) Jika diperhatika gambar.8 diata terlihat ecara geometri i t i t Peramaa terebut diata tidak lai adalah Hukum ell utuk pembiaa. Cotoh da Peyeleaia. Cari idek bia uua medium ebagai berikut : Udara (u = ) Jawab : au a u 4 / 3 4 3,33. Cari idek bia utuk uua medium ebagai berikut : udara Air a Gela g Jawab : au gu a u g u ug u g 8

21 au X ga x ug = a u x g a x u g 3. Cari idek bia jika cahaya datag air (a = 4/3) ke gela (g = 3/) Jawab : Na Ng ga g a 3/ 4/3 3 x Berka iar dari kaca (k =.5) jatuh pada medium air (a = 4/3) jika udut datag 30 0 Cari udut bia Jawab : ii a i t 0 i30 i t k i 30 0 = 8/9 4/ 3/ i x 9 /8 i 34, x 3 iv i(0.565) Cahaya yag mauk dari udara dega rekuei 5 x 0 4 Hz mauk ke air (a = 4/3). Tetuka : a. Pajag gelombag cahaya diudara (dihitug dalam atua Agtrog) b. Pajag gelombag cahaya di air c. Cepat rambat cahaya di air 9

22 Jawab : a. c 3x0 5x0 x 7 0,6x0 6x x0 m A b. au u a u a 6x0 a 7 4/3 6x0 a 7 a 3/ 4 x6x0 7 4,5x0 7 c. v a a. = 4,5 x 0-7 x 0 4 =,5 x 0 7 =,5 x 0 8 m/ 6. a. Apa yag dimakud dega udut kriti b. Tetuka udut kriti utuk cahaya yag datag dari kaca (k =,5) ke air (a = 4/3) Jawab : a. udut kriti terjadi jika iar datag dari medium padat ke medium reggag b. dega udut bia mecapai 900. k i c a i 90,5 i c = 4 / 3 i c c 4/3 3/ 4 3 x 0 3 iv i(0.8888) Jika cahaya datag dari udara ke air (a = 4/3) a. Apakah udut bia lebih bear atau lebih kecil dibadig udut datag (jelaka)? b. Mugkikah terjadi releki total, (jelaka)? 0

23 Jawab : a. Karea a > u maka udut bia elalu lebih kecil dari udut datag (cahaya datag dari medium reggag ke medium yag lebih padat ehigga udut bia lebih kecil dari udut datag). b. eleki total terjadi karea udut padag melebihi udut bata (udut kriti) Karea cahaya datag dari medium reggag ke medium yag lebih padat maka tidak aka terjadi udut kriti dega ediriya tidak aka releki total.

24 MODUL IV FIIKA OPTIK PEKTUM GELOMBANG ELEKTOMAGNETIK DAN PEKTUM WANA Tujua : etelah meyeleaika modul diharapka dapat memahami pektrum Gelombag Elektromagetik Da pektrum Wara Pokok-pokok pembahaa : pektrum gelombag elektromagetik Phyic Kaiter Heim Uiverity Phyic Fraci Wetoear

25 4. pektrum gelombag electromaget Gelombag elektromaget terjadi akibat meda maget atau meda litrik yag berubah terhadap waktu gelombag elektromaget yag dipacarka oleh umber aka merambat ke egala arah oleh kareaya aka membetuk muka gelombag berbetuk tertutup Gambar 4. Tempat keduduka dega ae yag ama Muka gelombag merupaka tempat keduduka titik-titik dega ae yag ama eperti terlihat pada gambar diata. Dari peburua peramaa Maxwell dapat diketahui cepat rambat gelombag elektromagetik haya bergatug pada iat kemageta da kelitrika media C = C = Cepat rambat gelombag = Pemerbilita ruag maget medium = Pemerbilita litrik medium 3

26 Gelombag electromaget mempuyai pektrum yag agat lua dega pegguaa yag agat bayak eperti terlihat pada table 4. Pajag gel. (m) Frekuei (Hz) Klaiikai Pegguaa ( ) 0-0 (m) 0-9 ( m) (EHz) 0 5 (PHz) Ultraviolet iar - X Ultraviolet x 0 4 Cahaya tampak 4.64 x 0 4 Iradiai Makaa, terapi kaker Diagoa medi teriliai E P T G M K *h *da *d *c m P F A (*) 0 8 exa 0 5 peta 0 tera 0 9 giga 0 6 mega 0 3 kilo 0 hecto 0 deca 0 - deci 0 - ceti 0-3 milli 0-6 micro 0-9 ao 0 - pico 0-5 emto 0-8 atto Utuk pajag, lua da ii (mm) 0-3 (cm) (m) 0 0 (km) (Mt) (THz) 0 9 (GHz) 0 6 (MHz) 0 3 (KHz) 50 (Hz) (Hz) Ira merah Gelombag mm EHF ( GHz) HF (3 30 GHz) UHF ( MHz) VHF ( MHz) HF (3 30 MHz) MF ( KHz) LF ( KHz) VLF (3 30 KHz) ULF ( Hz) LF ( Hz) ELF (3 30 Hz) Pegideraa/ peglihata malam hari adar, explorai luar agkaa adar, komuikai atelit adar, TV, avigai TV, FM, Polii, radio mobil, air traic cotrol Facimilie, radio gel. Pedek (W), citize bad AM, radio maritim, pecari arah (DF) Navigai, beaco radio Navigai, oar Telepo daerah audio Komuikai dega kapal elam, litrik daya (PLN) Deteki baha baha metal terkubur Daerah pajag gelombag tampak bagi mauia : 750 (m) 380 (m) (Deep red) (Violet) 4

27 4. pektrum wara eperti terlihat pada table 4. cahaya tampak adalah bagia dari pektrum gelombag elektromagetik yag dapat ditagkap oleh mata ormal mauia diebut cahaya tampak da mempuyai pejag gelombag diatara 4000 A ampai dega 7000 A igkata dari Agtrom yaki 0 0 m mata mauia mempuyai eitivita tertetu terhadap gelombag cahaya eperti ditujukka pada gambar Ugu Biru Hijau Kuig Orage Merah eitiita relati A 4500A 5000A 5500A 6000A 6500A 7000A Gambar 4. eitivita mata mauia Dari gambar terebut eitivita mata relative dari eorag pegamat tadard memperhatika puat daerah tampak kira-kira 5550 A (eai kuig da hijau). ecara gari bear pektrum wara dapat dibagi eperti gambar 4.3 pektrum pektrum Emii pektrum Aborbi pektrum Kotiu pektrum Dikotiu pektrum gari pektrum pita Gambar 4.3 5

28 pektrum Emii Adalah cahaya yag dipacarka oleh beda-beda (cair, padat, ga) dalam keadaa meyala Cotoh : pektrum emii terjadi mialya bei dipaaka ampai pada temperatur tertetu da pada tekaa tertetu berpijar merah. pektrum Emii kotiu Adalah pektrum emii yag dapat memacarka cahayaya tidak terdapat gari-gari hitam. pektrum demikia tidak uah megadug wara yag legkap merah ampai dega ugu cukup beberapa wara aja pektrum Emii Dikotiu pektrum emii dikotiu adalah pektrum emii yag pada aat meyalaya terdapat gari atau pita hitam yag buka pada peyerapa pektrum abopi Apabila cahaya putih mauk melalui zat terjadi peyerapa alah atu atau beberapa waraya. Cotoh : Cahaya Putih gela M e r a h Gambar 4.4 merah Cahaya putih adalah cahaya polikromati terdiri beberapa wara etelah melewati gela emua waraya dierap kecuali wara merah da wara merah diteruka. Laruta KMO4 Kehilaga wara hijau Cahaya putih Prima Layar Gambar 4.5 6

29 Cahaya putih yag dilewatka melalui laruta etelah melalui prima teryata wara yag ditagkap layer tidak legkap yaki kehilaga wara hijauya. Laruta Na Cahaya putih Prima Layar Gambar 4.6 Kehilaga wara Kuig 4.3 Hukum Kircho da Bue Dari hail pegamata Kircho da Bue didapat uatu hail ebagai berikut : Bila berka cahaya melalui euatu ga atau uap maka ga atau uap aka meyerap wara-wara euai dega wara yag dipacarkaya ketika ga atau uap terebut meyala Cotoh :. Na ketika meyala meghailka wara kuig, Maka jika cahaya putih melalui ga Na aka kehilaga wara kuigya karea dierap oleh ga Na terebut. Ga H ketika meyala meghail wara merah, hijau da ugu maka jika cahaya putih dilewatka melalui ga H aka kehilaga wara merah, hijau, da ugu karea dierap oleh ga H Gari Frauhoer Matahari terdiri dari ga-ga yag beruhu tiggi ga terebut memacarka pektrum kotiu bagia luar matahari uhuya lebuh redah da ga yag ada di bagia luar meyerap wara-wara ehigga terjadi garigari hitam yag diebut gari Frauhoer pektrum matahari terhadap ekitar 8000 Frauhoer. 7

30 Wara beda Wara yag terlihat pada beda dibedaka dalam jei yaitu:. Wara beda tembu cahaya Wara yag tampak tergatug dari wara cahaya yag diteruka. Wara beda tak tembu cahaya. 3. Wara yag tampak bergatug dari wara yag dipatulkaya. 8

31 MODUL V FIIKA OPTIK FOTOMETI Tujua Itrukioal Umum : etelah mempelajari bahaa ii mahaiwa diharapka dapat megaalia Fotometri. Tujua Itrukioal Khuu :. Mempelajari Pegertia Fluk cahaya.. Mejelaka tadard da Lume. 3. Mejelaka Iteita cahaya dari ebuah umber titik. 4. Mejelaka tetag cahaya. Datar Putaka :.Kae & temheim.giacolli 3.utrio Phyic 3 rd Editio Phyic Fiika Daar IV ITB 9

32 5. Fluk Cahaya Eergi radiai (erig diebut eergi radia) yag dipacarka peratua waktu tergatug pada temperatur da iat permukaa beda yag memacarka, da pacara terebut meliputi epajag gelombag yag berbeda-beda. Pada temperatur 3000 o C C, beda yala berwara merah, tetapi bagia terbear eergi yag dipacarka berda pada gelombag ira merah. Pada uhu C, eergi radia megadug bayak gelombag yag ampak, yaitu atara 400 mµ da beda kelihata hampir putih. Priip bekerjaya umber cahaya (lampu-lampu) pada daarya teaga litrik yag diguaka ebagia hilag (berubah) mejadi eergi kalor da ebagia mejadi eergi radia. Eergi radia yag dipacarka peratua waktu diebut daya radia atau luk radia. Bagia dari luk radia yag dapat mempegaruhi idra peglihata diebut luk cahaya. Idra peglihata yag timbul karea luk cahaya mempuyai tiga ciri, yaitu wara, pemjeuha da teragya cahaya. Idra wara memugkika kita membeda-bedaka maa yag merah, hijau, biru, da ebagaiya. Yag dimakud dega pejeuha adalah ampai berapa jauh peglihata itu meyimpag dari wara abu-abu yag etral. Idra peglihata mata terhadap terag cahaya dilukika pada gambar (5.), yag memperlihatka euruta eg iempat-egi empat yag berwara abu-abu etral, yaitu atara egi empat berwara putih ampai hitam. egi empat putih meimbulka peraaa terag palig kuat terhadap cahaya, egi empat hitam meimbulka raa terag yag palig kurag, da egiempat laiya memberika raa terag yag terletak atara kedua raa terag tadi. Dari hail ekperime teryata bahwa jumlah luk radia yag ama tetapi pajag gelombagya berbeda, tidak meghailka kea terag cahaya yag ama. Gambar 5. 30

33 kala wara abu-abu utuk meggambarka raa terag cahaya. Kea terag terbear oleh peregi empat palig kiri da terkecil oleh peregiempat yag terakhir. 5. umber tadard da Lume Mula-mula ebagia atua luk cahaya (yag berkaita dega terag cahaya) dipakai lili, kemudia digati dega ejumlah lampu karbo, elajutya dega peretujua iteraioal, ecara gari bear terlihat pada gambar (5.). Fluk cahaya yag dipacarka umber tadard tergatug pada lua ujug yag terbuka da ukura kerucut radiai yag diebut udut ruag. platia tabug peglihata iolai paa thoria lebur Gambar 5. umber cahaya tadard iteraioal Pada gambar 5.3a diperlihatka uua gari-gari yag diradiaika dari uatu titik P ebagai puat permukaa bola dega jari-jari. uua gari-gari radiai memotog permukaa bola A. Ukura udut dideiiika ebagai perbadiga A dega kuadrat jari-jari atau ecara matemati. A Q dega atua et radia Bila lua A dapat ama dega maka Ω = (gambar IV.9a) 3

34 A A= θ θ A A Gambar 5.3a udut ruag da b. Deeii et-radia Lua permukaa bola eluruhya adalah 4π,maka udut ruag total pada uatu titik: 4 Qtotal =4π et-radia atua luk cahaya adalah lume,dideeiika ebagai berikut atu lume adalah cahaya yag dipacarka dari /6 cm ujug terbuka umbu tadard da megadug udut ruag dari te-radia. Perbadiga atara luk cahaya da luk radia diebut eeiei cahaya da diyataka dega lume per watt. Dega pertologa Flicter oto meter, dapat dibadigka kea teragya cahaya yag diragag oleh umbu cahaya, umpamaya atu watt cahaya dari uatu wara, dega kata lai dapat diukur luk cahaya dalam lume dari atu watt cahaya berwara ebagai cotoh (berdaarka percobaa), atu watt cahaya hijau dega pajag gelombag 555mµ mempuyai luk cahaya 685 lume, edag atu watt cahaya kuig dega pajag gelombag 600 mµ mempuyai luk cahaya 4 lume. Dari hail percobaa teryata bahwa ormal agat peka terhadap cahaya kuig-hijau dega pajag gelombag 555mµ 3

35 Gambar 5.4 Eeiei cahaya ebagai ugi pajag gelombag 5.3 Ilumia (peeraga) Bila luk cahaya megeai atu permukaa, dikataka permukaa itu diteragi. Perhatika gambar (5.4) Pada uatu permukaa dibuat uatu daerah kecil da, da daerah ii dikeai luk cahaya df, ilumia E pada titik terebut dideeiika ebagai df E da Jadi ilumia adalah luk cahaya yag meyiari peratua lua. Dalam tekik peeraga diyataka dalam lume permeter kuadrat atau lux. Jika peeraga dietiap titik permukaa yag luaya A ama dega F adalah luk cahaya yag megeai permukaa terebut,maka peramaa diata mejadi: E F A df da Gambar 5.5 Fluk cahaya df jatuh pada permukaa elua da 33

36 5.4 Iteita Cahaya dari uatuumber Titik Perhatika gambar (5.6) adalah umber titik cahaya yag memacarka luk cahaya keegala arah Ambilah luk df dari uatu kerucut dega udut ruag dω te-radia yag pucakya di. df dω Gambar 5.6 Iteita umber titik Iteaita cahaya dalah arah kerucut dideeiika ebagai perbadiga luk df dega udut dω atau ebagai luk cahaya yag dipacarka peratua udut ruag. ecara matemati iteita cahaya diyataka: df I d atua iteita cahaya adalah lume per et-radia, atua ii diebut juga lili atau (cadle). Biaaya uatu umber cahaya tidak memacarka jumlah luk peratua udut ruag yag ama keemua arah, jadi umumya iteita cahaya uatu umber berbeda utuk arah yag berlaia. uatu umber titik (ideal) yag memacarka luk cahaya merata keemua arah diebut umber titik uirom (erba ama). Jika umber terebut mempuyai iteita cahaya adalah I lili (lume per etradia). udut ruag total titik adalah 4π et-radia, maka umber titik terebut memacarka luk total 4π I lume. 34

37 5.5 Ilumia yag Dihailka oleh ebuah umber Titik Perhatika gambar (4.), da adalah lume lua uatu permukaa yag ormalya membetuk udut θ daco d r ormal θ r dω da da co θ Gambar 5.7 Ilumia uatu permukaa oleh ebuah umber titik Dari peramaa: df IdAco I, maka df= Id d r emua luk df terebut megeai eleme lua da ehigga ilumia E adalah: df I co E da r bila bagia permukaa diteragi oleh lebih dari atu umber titik, maka ilumia total adalah jumlah aljabar dari ilumia yag dihailka oleh maig-maig umber titik. Cotoh 5. ebuah umber titik cahaya diletaka meter dari ebuah layar. Pada layar terebut terdapat ebuah lubag berbetuk ligkara dega diameter 0 cm da letak layar tegak luru pada gari yag meghubugka puat lubag umber cahaya dari umber yag melalui lubag adalah 0,05 lume a. Berapakah udut ruag dibetuk oleh lubag dega umber? 35

38 b. Berapakah iteita umber arah lubag? c. Jika umber memacarka ecara merata keemua arah, hituglah jumlah lume total yag dipacaraka umber. Peyeleaia: a. Dega peramaa 8.70, bearya udut ruag adalah Aco (0 / ) cm r (00) cm 0,0097teridia b.iteita umber dalam arah lubag: F 0.05lume I 5.4lume / teradia 5. 4lili teridia c.f total = 4 39lume Terag Cahaya (Brige) Terag cahaya (e) dideeiika ebagai iteita cahaya yag meembu tiap atua lua permukaa ecara tegak leru. ecara matemati ditulika: I e A Dalam atua I terag cahaya diyataka dalam atua lili/m. Dalam praktek, jika iteita cahaya diyataka dega atua lili da lua permukaa diyataka dalam atua cm, terag cahaya diyataka dalam atua tilb. Jika umber berupa titik cahaya dega luk tertetu,iteita cahaya yag dihailka tertetu pula. Cahaya yag dipacarka umber terebut meyebar keegala arah, ehigga permukaa-permukaa yag ditembu ecara tegak luru permukaa-permukaa bola koetri yag berpuat pada umber titik terebut. Dalam hal demikia, terag cahaya diuatu titik yag berjarak r dari umber yag dihailka iteita I adalah: I e 4r Dari peramaa diata dapat diimpulka bahwa titik, yag dekat dega umber mempuyai terag cahaya yag lebih bear dari pada titik yag jauh dari umber. 36

39 Cotoh 4. ebuah lampu pijar 60 watt tergatug pada ketiggia 3 m diata pertegaha latai peregi pajag yag berukura 8m x 0m. Kuat peeraga makimum yag dihailka lampu pada latai adalah 00 lux. a. Hitug iteita lampu pijar terebut b. Tetuka titik pada latai yag mempuyai kuat peeraga 80 lux c. Hitug kuat peeraga pada titik udut latai d. Hitug terag cahaya pada puat latai da pada titik udut latai Peyeleaia: a. Kuat peeraga pada latai berharga makimum dipuat latai (karea palig dekat terhadap umber). Pada titik terebut r = 3m da θ=0, ehigga dega peramaa (8.7) diperoleh: Er 00.3 I 900lili co b. Mialka titik yag diyataka berjarak r dari puat latai, maka jarak titik terebut ke umber adalah: r 3 d da co θ = 3 / r I co 3I E 3 r r r 3 r r 33.75m m 3 d d. m 37

40 Jadi titik pada latai yag berjarak d. m dari puat latai atau titik-titik pada kelilig ligkara puatya berhimpit dega puat latai da berjari-jari.m merupaka titik yag mempuyai kuat peeraga 80 lux. c. Jarak titik udut latai ke puat latai d 4 m, ehigga r = d + 3 = 50 da co 3/ r 3/ 50 I co E 7. 6lux r d.dega megaggap lampu ebagai umber titik, maka: Pada puat latai : e I lili / m atau. 0 4r 4.3 3tilb Pada udut latai : e I lili / m atau lili / m. 0 4r tilb 38

41 MODUL VI PEMBIAAN DAN PEMANTULAN PEMUKAAN BOLA Tujua Itrukioal Umum : etelah membaca modul ii mahaiwa diharapka dapat megaalia pembiaa da pematula cahaya pada permukaa bola. Tujua Itrukioal Khuu. Meghitug jarak bayaga da pembeara bayaga utuk beda yag berada di depa permukaa bola dega idek bia medium yag didalam bola da di luar bola berada.. Meghitug jarak ocu dari keadaa Tlk! 3. Meetuka hubuga jarak beda, jarak bayaga da jari-jari kelegkuga pada pematula cermi bola. Buku ujuka :. Giacoli Phyic. Kae & terheim Phyic 3 rd Editio 3. ear & Zemaky Uiverity Phyic 39

42 6. Pembiaa Pada Permukaa Bola Pada bagia ii aka diuraika hubuga atara jarak beda (), jarak bayaga ( ), idek bia medium ( da ) da jari-jari kelegkuga bola. Perhatika gambar (6.) P adalah umber cahaya titik beda pada jarak, diebelah kiri permukaa bola MM yag berjari-jari da puatya di C, idek bia diebelah kiri da diebelah kaa dega harga <. Gambar 6. Litaa iar pada pembiaa permukaa bola iar cahaya yag dari PVC diteruka tapa megalami pembiaa titik V pada diebut vertikal dab gari CV diamaka umbu utama. iar yag datag dari P ke B dibiaka da perpotoga iar yag diteruka berada dititik P diamaka titik bayaga. Terdapat beberapa ketetua atara lai :. emua jarak diukur dari titik P.. Arah iar datag diebut ebelah depa permukaa da belakag permukaa 3. Arah iar datag dibiaka diebut ebelah belakag permukaa. 4. Jarak poiti jika berada di depa permukaa 5. Jari-jari poiti bila puat kelegkuga ada di belakag permukaa 6. Tiggi beda (Y) da tiggi bayaga (Y ) poti bila beda/bayaga di ata umbu utama. Perhatika gambar 6. Dari BCP = u + Dari BCP = u + 40

43 Da jika jarak B V diaggap agat kecil (legkuga bola medekati datar) maka. tgu = h tgu = h tg = r h da berlaku Hukum elliu i = i Utuk udut da kecil maka harga iu medekati harga udutya (dalam atua radia) tg i ehigga = (u + ) = ( - u ) u + = - u jika diambil pedekata maka h tgu + tg = tg - tgu h h maka aka didapat : h peramaa di ata berlaku utuk iar-iar parakial (iar yag berdekata dega umbu utama) 6. Pembeara Literal (Liear) Pembeara lateral atau liear dideiiika ebagai perbadiga tiggi bayaga terhadap tiggi beda m = y y utuk lebih jelaya perhatika gambar dibawah ii : 4

44 Gambar 6. Gambar 6. litaa iar pada pembetuka bayaga emua beda karea pembiaa permukaa bola. Perhatika PQV y tg = da dari PQ V tg = y meurut hokum ell utuk iar parakial i = i, dega megguaka pedekata udut kecil tg = tg y y aka diperoleh rumu : y m y 6.3 Foku da Jarak Foku Permukaa Bola Bila iar datag dari uatu titik F yag berjarak dari vertical permukaa bola, aka dibiaka ejajar dega umbu utama maka F diebut titik ocu pertama. Jarak atara titik F ke permukaa bola diebut jarak (pajag) ocu pertama. Perhatika gambar berikut ii : 4

45 43 Gambar 6.3 titik ocu pertama atau dapat ditulika ebagai dega = jarak ocu pertama Demikia pula jika iar datag ejajar umbu utama da dibiaka ehigga iar bia berkumpul di uatu titik F maka titik F diamaka ocu kedia edag jarak dari permukaa bola terhadap ocu kedua diamaka jarak ocu kedua. lihat gambar dibawah ii : Gambar 6.4 titik oku utama Dari peramaa diperoleh : atau

46 Cotoh 6. ebuah ilider gela yag ujuga meyerupai bola dega jari-jari = 0 mm idek bia =,5 jika beda bercahaya berada di depa permukaa 80 mm. Jawab a. Tetuka jarak bayagaya b. Jika tiggi beda 5 mm tetuka pembeara da tiggi bayaga a.,5,5 80mm 0 mm,5 0,5 0mm 80mm, =,5. 80 = 0 mm.0 b. m,5.80 y m = ehigga y = -y = -5 mm (bayaga terbalik) y 6.4 Pematula Pada Permukaa Bola (Cermi Bola) Cermi dega permukaa berbetuk bola dapat berupa cermi cekug atau cermi cembug. Cermi cekug jika bagia yag mematulka iarya adalah bagia dalam bola, ebalikya adalah cermi cembug. Cermi cekug dapat digambarka ebagai berikut : 44

47 45 Jika jarak PV adalah jarak beda = Jika jarak CV adalah jari-jari = Jika P V adalah bayaga = Dega meerapka hukum pembiaa pada permukaa bola da meerapka deiii/ketetua tada. = - = - = - ) ( ehigga dapat dirumuka ebagai peramaa Jika berjarak tak terhigga yaitu =, maka ehigga

48 Pejelaa tada poiti da egati. Keapa = -? Kita megaggap iar yag dipatulka aalog dega pembiaa dega V = -V c v c v v v c c. euai dega ketetua pada pembiaa permukaa bola poiti da egati, egati utuk meggambarka bayaga yag ecara grai diguaka 3 iar utama : ) iar datag ejajar umbu utama dipatulka melalui ocu cermi ) iar datag melalui ocu cermi dipatulka ejajar umbu utama 3) iar datag melalui puat legkuga dipatulka kembali ama dega iar datag. 6.5 Perbeara Lateral (Liear) Cermi Bola Perbeara lateral (liear) cermi dideiiika : y m y Dega megguaka rumu perbeara pada pembiaa bola maka perbeara lateral utuk pematulak oleh cermi bola dapat dituruka dega meggati = - ehigga diperoleh peramaa ebagai berikut : 46

49 y m. jadi dapat dirigka mejadi : y ( ) m Utuk medapatka peramaa yag berkaita dega jarak beda, jarak bayaga da jari-jari pada cermi cembug dapat diguaka peramaa pembiua pada permukaa bola dega ketetua yag berlaku ebagai berikut : = - bertada egati yag laiya yaki da bertada poiti ehigga : ( ) Aka diperoleh peramaa akhir mejadi : atau Cotoh 6. ebuah beda tiggiya 5 cm di depa cermi cekug yag berjari-jari 40 cm. Jika jarak beda 00 cm tetuka : a. Letak bayaga beda b. Perbeara da tiggi bayaga Jawab : a Jadi = 9/00 cm

50 00 / 9 b m = kali atau perbeara /9 da arahya terbalik 00 9 ehigga y = my = /9.5 = 5/9 cm Cotoh 6.3 ebuah beda tiggiya 3 cm diletakka 0 cm dari cermi cembug dega pajag ocu 0 cm. Tetuka poii da pajagya bayaga beda terebut : Jawab : 0 0 = cm egati berarti terletak di belakag cermi atau maya. Perbeara liier 0 m 3 0 x 3 ehigga y = m y = /3.3 = cm y berarti poiti berarti bayaga tidak terbalik. 48

51 MODUL VII FIIKA OPTIK PEMBIAAN OLEH PLAN PAALEL DAN PIMA Tujua Itrukioal Umum : etelah membaca modul ii diharapka mahaiwa apat megaalia pembiaa oleh medium pla paralel. Tujua Itrukioal Khuu : Megaalia pergeera akibat pembiaa pla paralel Megaalia pembiaa akibat prima Diperi cahaya polikromatik oleh prima Buku rujuka :. Giacoli Phyic. Kae & terheim Phyic 3 rd Editio 3. ear & Zemaky Uiverity Phyic 49

52 7. pektrum gelombag electromaget Gelombag elektromaget terjadi akibat meda maget atau meda litrik yag berubah terhadap waktu gelombag elektromaget yag dipacarka oleh umber aka merambat ke egala arah oleh kareaya aka membetuk muka gelombag berbetuk tertutup Gambar 7. Pejalara iar cahaya etelah melewati medium ii dapat ditujuka pada gambar dibawah ii : i t Gambar 7. KEtebala medium adalah P.Q = d meter edag pergeera iar cahaya t meter terlihat dari gambar bahwa i t P t P..i () Dimaa i ) () ( t Da P. Q P. = co t d co t (3) 50

53 Dari ketiga peramaa diata dapat diimpulka ebagai d t i( i t ) co t Dega megetahui idek bia medium, ketebala da udut dega iar cahaya maka pergeera dapat dihitug. Cotoh : Berka cahaya didatagka dari udara ke permukaa kaca yag tebalya 0 mm dega udut datag Jika idek bia kaca,5 berapa pergeera etelah melalui gari? Peyeleaiaya : ii i i,5 i i t i 30 0,5i t i t 0,5,5 t 0,33333 t vi( 0,3333) 9, ,47 0 t d i( i t ) co t = 0 0 i(30 9,47 0 ) 0 co9, i(0,53 ) 0,64.0,8,9mm 0,94 7. Pembiaa Oleh Prima ebuah prima egi empat jika diiri aka membetuk ebuah egitiga, da jika cahaya didatagka ke prima atara iar yag datag da iar yag meiggalka prima megalami peyimpaga (deviai). Perhatika gambar berikut : 5

54 Gambar 7.3 Idek bia prima, da idek bia diluar prima. udut datag, udut peyimpaga yaki udut yag dibetuk atara iar datag yag datag ke prima da udut yag meiggalka prima. udut pembia prima / udut apekya =. udut peyimpaga pertama & udut peyimpaga kedua, maka dega memperhatika gambar diperoleh peramaa : da ; maka ) ( ) ( () ( ) ( ) dari gambar didapat pula terlihat bahwa : 0 80 () 0 80 maka diperoleh (3) Dari peramaa () da (3) ) ( 5

55 7.3 Deviai Miimum Dari teori variabel beba adalah. Jika bertambah bear maka mula mula megecil lalu mecapai miimum, da etelah itu bertambah bear. Maka utuk meetuka miimum dicari dega peramaa matematik : d 0 d Tetapi karea adalah ugi dari utuk = da = pembiaa pertama pembiaa kedua i i arci( ) i i tetapi karea maka diperoleh peramaa Karea maka d 0 d arci( i ) arci( i( )) oleh karea itu arci( i ) arci( i( )) da 0 co i co( ) i ( ) yag berarti deviai miimum karea lihat peramaa (3) maka ehigga deviai miimum 53

56 juga da dalam keadaa ii diebut miimum ( m) dari m da i ( m ) i m i i atau ( ) m utuk medium luar da medium prima aka didapat m 7.4 Diperi Cahaya adalah gelombag elektromagetik yag kaat mata (dapat ditagkap mata) mempuyai pajag gelombag 400 m higga 700 m, cepat rambat cahaya di ruag hampa adalah ama utuk emua rekuei atau pajag gelombag tetapi pada medium lai cepat rambat dipegaruhi oleh rekuei atau pajag gelombag. Dega demikia idek bia uatu zat (medium) tergatug pada pajag gelombag cahaya yag beragkuta. Jika cahaya datag mempuyai pajag gelombag yag berbeda-beda (berbagai pajag gelombag) maka etiap pajag gelombag aka dibiaka melalui udut yag berbeda-beda, gejala ii diebut diperi. Idek bia uatu cahaya pada uatu zat (medium) aka emaki bear jika rekueiya emaki bear atau pajag gelombagya emaki pedek. Cahaya wara merah mempuyai idek bia terkecil edagka wara ugu mempuyai idek bia terbear da wara kuig kira kira ditegah-tegah atara merah da ugu maka udut deviai cahaya polikromatik dipilih deviai utuk cahaya kuig. Ukura diperi adalah udut yag dibuat oleh iar merah da ugu (violet) utuk jelaya dapat dilihat pada gambar berikut ii. 54

57 Gambar 7.4 diperi cahaya oleh prima 55

58 MODUL VIII FIIKA OPTIK LENA Tujua iterakioal umum : etelah membaca pokok bahaa,ii diterapka dapat megaalia pembiaa oleh permukaa gada. Tujua itrukioal khuu :. Dapat meghitug,biaa pada dua,bidag legkug yag dipiahka oleh jarak tertetu ( lea tebal ). Dapat meghitug biaa pada lea tipi. 3. Megeal jei jei lea 4. pembetuka bayaga oleh lea Buku rujuka :. Gacoli Phyic. kae & terheim Phyic 3 rd Editio 3. ear & Zemaky Uiverity Phyic 56

59 8..Biaa pada dua bidag legkug etelah membaha biaa pada permukaa legkug pada modul ebelumya peramaa pada permukaa legkug dapat diguaka utuk paaga dua bidag legkug.dapat ditujuka pada gambar dbawah ii. Bidag legkug oleh jarak d meter da kelegkuga pertama mempuya jari-jar kelegkuga kedua mempuyai jari-jari idek,bia didalam paaga bidag legkuga adalah edag idek bia diluar adalah maka berlaku peramaa berikut : Utuk permukaa legkuga pertama :...8. Da utuk permukaa legkug kedua beda adalah hail bayaga permukaa legkug pertama yag diebut,beda maya,berlaku peramaa i...8. Negati (,karea berlawaa dega kelegkuga pertama ) Negati ( Beda maya ) Dari gambar terlihat = `-d Karea maya maka = - ( `-d ) Utuk lebih jela dapat dilihat dari cotoh bb: ebuah titik cahaya terlihat pada jarak 00 cm didepa ebuah bola gela yag berjari-jari 40 cm da idek bia,5.jika bola terletak diudara tetu,ka titik cahaya terebut. Peyeleaia : Dapat,ditetuka bahwa ==40 cm ( Betukya bola ) da d = = 80 cm 57

60 = udara = = q =,5 = 00 cm,5,5 i 00 40,5 0,5 i 40 00,5,5 i 00 00,5 0,5 i 00 i cm 0,,5 i ( d) (600 80) 50 40cm i,5 50,5 50,5 50 i i 0,5 40 i i i,5 40,5 40,5 50 0,5 40 6,5, i 50 65cm 8 8. Lea Tipi Dari peramaa biaa pada dua bidag legkug dapat diguaka utuk meemuka lea tipi dega ketetua dapat diguaka utuk meetuka lea 58

61 59 tipi dega ketetua bahwa d 0 atau jarak atara dua legkug pembia agat dekat.dari peramaa Da d 0 = - Pada legkug 8.3 Pada legkug i Atau Jika peramaa 8.3 da 8.4 dijumlahka i i i i 8.5 karea d 0 = = Da utuk diberi otai egative karea berlawaa dega ehigga peramaa akhir bagai berikut bb: 8.6 Pegguaa peramaa 8.6 utuk permukaa cekug bb: i i i i i

62 gambar 8..Lea double cekug da,diberi otai egative Utuk permukaa Gambar 8.3 Lea Cekug Cembug Gambar 8.4 Lea Cembug Cekug Cotoh : ebuah beda terlatak pada jarak 0,cm,didepa lea tipi y,ag berjari jarilegkug 60 cm da 40 cm keduaya cembug,lea tere,but diletakka,diudara,edag idek bia,5 Peyeleaia : i 60

63 ) (,5 0 i ,5 i 0,5 0 0,5 = cm 80,5 0 Jarak ocu lea tipi Jarak ocu lea tipi dideiiika ebagai : Objek titik pada,umbu utama beda terletak pada jarak tak higga da bayaga dititik ocu = da i = Utuk deiii a diebut ocu kedua Utuk deiii b diebut ocu pertama Dari peramaa 8.6 : ` ocu lea kedua Focu pertama 0

64 Dari uraia diata mak peramaa 8.6,dapat,dituli mejadi : ` Lea poiti da lea egative Utuk medium lea,lebih bear dari medium luar ( > ) elalu berharga poiti dega demikia pajag ocu egative da poiti tergatug pada betu,k kedua permukaa,lea cembug atau cekug ditijau dari iar datag. uatu lea yag pajag ocu poiti diebut lea poiti da beri,at megumpulka iar datag edagka lea yag pajag,okuya egative da beriat memacarka ( meyebarka ),iar datag dapat,dilihat gambar dibawah ii Gambar 8.5a Lea Poiti Gambar 8.5b Lea Negati 6

65 MODUL IX FIIKA OPTIK PEMBENTUKAN BAYANGAN LENA & UUNAN LENA Tujua itrukioal umum: etelah mempelajari pokok bahaa ii diharapka dapat memahami pembetuk bayaga oleh uatu lea da uua lea. Tujua itrukioal khuu:. dapat mejelaka iat-iat iar itimewa. dapat meerapka iat-iat iar itimewa utuk membetuk bayaga 3. dapat meghitug kuat aru 4. dapat meghitug pembeara bayaga 5. dapat meghitug pembeara bayaga akibat uua lea 63

66 9. Jei Lea Walaupu permukaa lea dapat membatuk bola, parabola atau elider dalam pembahaa ii dibatai pada lea tipi dega permukaaya merupaka permukaa bola. ecara umum ada dua lea:. Lea cembug (lea poiti/lea koverge) yaitu lea yag beriat megumpulka iar, cirri lea ii adalah tebal ditegah. a. lea cembug ragkap b. lea cembug datar c. lea cembug cekug. Lea cekug atau lea egative/lea diverege yaitu lea yag beriat meyebarka iar, cirri lea ii adalah tebal diujug-ujugya. a. lea cekug gada b. lea cekug datar c. lea cembug cekug Bagia-bagia lea Gambar

67 . Aperature: diameter lea. Puat optic: titik pada lea dimaa uatu iar yag melewatiya tidaka aka dibiaka 3. umbu lea: umbu yag memiahka dua bagia lea da melewati puat optic. 4. umbu utama: gari luru yag melewati puat optic da tehak luru dega umbu utama. 5. Focu utama: titik dimaa iar ejajar umbu utama aka dikumpulka atau titik dimaa eolah-olah iar mulai diebarka. Letak ocu dapat digambarka ebagai berikut: Gambar Pembetuka bayaga oleh lea Utuk megambarka bayaga oleh lea diperluka iar-iar itimewa utuk memudahka pegambara uatu lea poiti digambarka ebagai gari luru dega tuli plu diataya. edag utuk lea egative diberi tada miu. Ada tiga iar itimewa: Gambar 9.5a Keteraga : iar ejajar umbu utama aka diteruka melalui ocu. 65

68 Gambar 9.5b Keteraga : iar yag meujuka ocu diteruka ejajar umbu utama. Gambar 9.5c Keteraga : iar optic tidaka aka dibiaka. edag iar-iar itimewa utuk lea egative adalah ebagai berikut: Gambar 9.5c Keteraga gambar 9.5 d: iar ejajar umbu utama dibiaka eolah-olah datag dari ocu. Gambar 9.5e Ket gambar 9.5 e: iar yag meujuka ocu dibiaka ejajar umbu utama. 66

69 Gambar 9.5 Keteraga gambar 9.5 : iar datag melalui puat optic tidak aka dibiaka. Dari iat-iat iar itimewa yag telah dijelaka maka dapat dibut bayaga dari beda didepa lea. Dapat dilihat cotoh bb : Gambar 9.6 Peramaa yag berlaku utuk ii eperti yag telah diuraika pada pembahaa ebelumya yaki : Da terlihat pada gambar bahwa h tg h tg ehigga: h h h atau h Dega perkataa lai pembeara bayaga h M h 67

70 Bayaga yag dibetuk oleh lea cembug tidak emuaya eperti pada gambar 9.6 tergatug dari pada lokai dimaa itu berada ada 6 tempat dimaa beda dapat diletaka yaki bb:. Beda dititik yag jauh ekali (tak berhigga) bayaga beda ii berupa titik ocu utama. Gambar 9.7. Beda terletak atara (ebelah kiri) da F poii bayaga digambarka pada 9.8 iat bayaga ejati terbalik da diperkecil. Gambar beda terletak di F poii digambarka pada gambar 9.0 iat bayaga ejati, terbalik, da ama bear. Gambar Beda terletak atara F da F poii bayaga digambarka pada gambar 9. iat bayaga : ejati, terbalik da diperbear 68

71 Catata : emaki dekat dega beda dega ocu emaki jauh terletak bayagaya. Gambar Beda terletak di F tidaka ada bayaga terbetuk karea etelah pembiaa emua iar ejajar. Gambar Beda terletak atara umbu optic da F diii iar-iar meyebar etelah melewati lea. iaar-iar ii tidak dapat meghailka bayaga yata karea mereka tidak berpotoga. iar-iar ii tampak megumpul dititik yag terletak pada ii yag ama dega ii beda, ehigga terbetuk bayaga maya (bayaga ii tidak dapat ditagkap oleh layar). Poii bayaga digambarka pada gambar 9.. bayaga beriat maya, tegak da diperbear. Gambar 9. 69

72 Pembetuka bayaga lea egative Lea egative atau lea cekug tidak mampu meghailka bayaga ejati karea etelah melewati lea emua iar terebar (iar-iar tidak berpotoga). Utuk emua poii beda, lea egative aka meghailka bayaga maya, tegak da diperkecil. Gambar 9.3 uua dua lea dega umbu utama berimpit Orag jarag ekali megguaka tuggal. Biaaya orag meggabugka dua lea tuggal ebagai alat optic. Gambar 9.4 Aggap dua lea poiti berada pada jarak diatu ama lai. ebuah beda diletaka pada jarak dari lea pertama. Lea pertama aka membetuk bayaga ii pada jarak dari lea ii. Bayaga ii merupaka beda bagi lea kedua. Lea kedua aka membetuk bayaga akhir. Pada oembetuka bayaga akhir oleh lea. jarak beda meurut lea adalah yag dapat dihitug dega rumu jarak dua lea: d = + (jarak dua lea) d = jarak dua lea = jarak meurut lea = jarak bayaga meurut lea 70

73 Bayaga akhir yag dibetuk lea aka terletak pada jarak dari lea kedua. Perbeara bayaga pada uua dua lea merupaka perkalia atara perbeara maig-maig lea. Mtotal = M x M M = perbeara lea M = perbeara lea Mtot = Perbeara lea gabuga Cotoh : Aggap uatu ytem terdiri dari dua lea poiti yag pajag okuya maigmaig 5cm da 0cm. Jarak kedua lea 00cm. ebuah beda diletaka pada jarak 50cm dari lea pertama hituglah perbeara ytem. Peyeala : Diketahui = 5cm = 0cm d = 00cm = 50cm ditaya Mtot? Pembiaa lea : cm Pembiaaya lea : d = + = d- 7

74 cm Pembeara total Mtot = M x M x x 50 3 Kuat lea Utuk emyataka daya kumpul da daya ebear uatu lea orag megguaka itilah kuat lea, p dideiiika ebagai kebalika dari jarak ocu. Utuk lea poiti (okuya poiti) kuat leaya poiti da utuk lea egative (okuya egative) kuat lea juga egative. emaki bear kuat poiti emaki daya kumpul lea itu da emaki bear kuat lea egative emaki kuat daya ebarya. atua kuat lea adalah dioptri jika diyataka dalam m. Cotoh : hitug kuat lea yag okuya : d. 0cm e. 40cm peyeleaia : kuat lea merupaka kebalika jarak ocu P=/ tapi haru diigat bahwa jarak ocu lea diyataka dalam m. diketahui: = 0cm = 0. m = -40cm = -0.4cm ditaya P da P 7

75 73 jawab: P = / = /0. = +5 dioptri P = /-0.4 = -.5 dioptri Lea Gabuga uatu lea gabuga merupaka dari dua leda atau lebih yag diuu berdekata ekali (d = 0) dega umbu utama berdekata ama lai. Aggap dua buah lea dega jarak ocu da diletaka berdekata ekali d = 0. ebuah beda diletaka pada jarak dari lea pertama, meurut rumu pembuata lea kita dapat meghitug jarak bayaga. Jika d =0 maka d = + = - dega rumu pembuata lea kita peroleh rumu berikut

76 Gambar 9.5a Gambar 9.5b ekarag perhatika gambar 9.5a-b. pada gambar tampak bahwa merpaka letak beda da merupaka letak byaga akhir. Jika kedua lea kita aggap ebagai atu lea (lea gabuga) maka kita boleh megataka = (jarak beda utuk lea gabuga) dari = (jarak bayaga utuk lea gabuga) Dega meguaka peramaa kita peroleh: gab Dega demikia kita medapatka jarak ocu gabuga utuk dua buah leda yag diletaka berdekata. gab 74

77 75 Jarak ocu gabuga dari buah lea adalah: gab... 3 Kuat lea gabuga: gab gab P N P P P P

78 MODUL X FIIKA OPTIK LENA GABUNGAN DAN KEKUATAN LENA Tujua itrukioal umum `etelah mempelajari pokok bahaa ii diharapka dapat memahami peramaa peramaa gabuga. Tujua itrukioal khuu:. Dapat meggabarka bayaga akibat uua lea dega umbu berimpit. dapat meghitug jarak bayaga oleh uua lea da pebeara bayaga 3. Dapat meghitug kuat lea 4. Dapat meghitug parameter pada lea gabuga BUKU UJUKAN :. Giacoli Phyic. Kae & terhiem Phyic 3 rd Editio 3. ear & Zemaky Uiverity Phyic 76

79 0. uua dua lea dega umbu utama terhimpit Dalam pegguaa lea ebagai alat optik erig kali merupaka gabuga dari beberapa lea. Pada gambar 0. dibawah ii megambarka dua buah liier dega umbu utama berimpit Gambar 0. Dua buah lea poiti dipiahka oleh jarak atu ama lai.ebuah beda diletaka pada jarak dari lea petama aka membetuk bayaga pada jarak dari lea pertama da merupaka beda bagi lea kedua aka membetuk bayaga akhir. Dari gambar terlihat bahwa d= jarak dua lea =jarak beda meurut lea =jarak bayaga meurut lea Peramaa yag berlaku adalah peramaa lea biaa yaki Lea dega megguaka jarak dua lea d = + = d maka peramaa pembiaa oleh dua lea 77

80 ( d ) edag pembeara bayaga adalah ebagai berikut: oleh lea M = Oleh lea M = da pembeara bayaga totol adalah: M = M x M Cotoh : uatu item terdiri dari dua lea poiti yag pajag okuya maig- maig 5 cm da 0cm. Jarak kedua lea 00cm dari lea pertama hituglah a. Jarak bayaga dari lea da pembeara bayaga oleh lea pertama b. Jarak bayaga lea kedua da pembeara lea dua c. Pembeara totol Peyeleaia : F=5cm F=0cm D=00cm =50cm Dit =? a. ;M b. ;M c. Mtot 78

81 a. Pembiaa lea = 50 cm M = 50 x 50 b. d = + 00 = 50 + =00 50 = 50cm Pembiaa oleh lea 50 0 = M = cm x 3 c. Mtot = MxM = -x{- 3 }= 3 x 79

82 0. Kuat Lea Utuk meyataka daya kumpul da daya ebar uatu lea orag megguka itilah kuat lea. Kuat lea P dideiiika ebagai kebalika dari jarak oku. P = P = Kuat lea F = Jarak oku Utuk lea poiti ( okuya poiti ) kuat lea poiti da utuk lea egati ( okuya egati ) kuat leaya egati emaki kuat lea poiti emaki kuat daya kumpul lea itu da emaki bear kuat lea egati emaki kuat daya ebarya. Yag haru diperhatika didalam perhituga kuat lea adalah atua okuya haru dihitug dalam meter. Cotoh : Hitug kuat lea yag okuya a) 0cm b) -40cm Peyeleaia a. =0,m P = = 5 dioptri 0. b. = -0,4m P = =. 5 dioptri Lea Gabuga Lea gabuga yag dimakudka dalam hal ii adalah lea yag diuu berdekata ekali ( d = 0 ) dega umbu utamaya berimpit atu ama lai.mialka dua buah lea digabug dega jarak oku da ebuah beda ditetuka pada jarak dari lea pertama. 80

83 8 jika d = 0 d = + = - - Dari peramaa da Gambar 0. Lea gabuga Pada gambar 0. a-b tampak bahwa merupaka letak beda da letak bayaga akhir. Jika kedua lea kita aggap ebagai atu lea ( Lea gabuga ) maka kita boleh yataka. = (jarak beda lea gabuga) = (jarak bayaga utuk lea gabuga)

84 ehigga peramaa lea gabuga adalah: gab gab Dega demikia kita medapat jarak oku gabuga utuk dua buah lea yag diletaka berdekata. ( oku gabuga ) gab Jarak oku gabuga dari ebuah lea gab 3... kuat lea gabuga : Pgab gab 3... Pgab = P+P+P3+.P Cotoh : uatu item terbuat dari 3 lea poiti maig- maig okuya 0cm, 5cm da3cm. Hitug : a. oku gabuga, kuat lea gabuga b. Jarak bayaga jika beda diimpa 5cm dari item lea terebut Peyeleaia : F= 0cm F = 5cm F3 = 30cm = 30cm Hitug; a. gab da pgab c. 8

85 83 Jawab: 3 gab gab gab = cm gab Pgab dioptri b. gab ,5 cm

86 MODUL XI FIIKA OPTIK ALAT-ALAT OPTIK I. LUP Utuk megamati beda lebih teliti biaaya orag beruaha memperbear bayaga tajam yag terbetuk diretia dega medekatka heda itu pada mata. emaki dekat beda itu dega mata, emaki bear bayaga tajam yag terbetuk diretia. Namu haru diigat bahwa beda tidak boleh diletaka lebih dekat dari titik dekat mata orag itu jika tidak bayaga yag terbetuk tidak aka tajam lagi. Jika kita igi memperbear lagi ukura bayaga yag terbetuk diretia, kita membutuhka uatu alat yag diamaka lup atau kaca pembear, alat ii agat ederhaa ekali yaitu haya terdiri dari atu ea poiti. Lea poiti iilah yag membetuk bayaga lebih bear ehigga mata medapat kea melihat beda ampak bear. Alat ii udah dipakai ejak lama ekali. Pada tahu 885 telah ditemuka uatu lup direrutuha itaa kaiar aherib dari yiria ( M) Gb..a-c. Melukika bayaga yag dibetuk oleh lea mata telajag. Bayaga kecil terbalik ii aka diterjemahka oleh otak edemikia ehigga kita medapat kea melihat beda tegak yag bearya ebear ukura aliya. Gb.. b-c melukika bayaga yag terbetuk diretia dega batua ebuah lup. Terlihat.babwa bayaga diretia lebih bear, ii aka diiterpretaika oleh otak ehigga kita medapat kea beda tampak lebih bear dari ukura aliya. Pada Gb..b-c beda diletaka dioku lup, ehigga bayaga beda aka tampak tak higga. Mata ormal dapat melihat bayaga ii ecara tajam tapa 84

87 akomodai edagka pada Gb..c-c heda diletaka atara oku da puat optik Lup. Bayaga yag dibetuk Lup adalah maya, tegak da diperbear. Jika bayaga ii jatuh dititik dekat da titik jauh mata (5 cm), mata ormal dapat melihat bayaga ii ecara tajam dega berakomodai makimum. Da jka bayaga ii jatuh diatara titik dekat da titik jauh mata bayaga aka tampak jela ketika mata berakomodai ebagia. Tetapi jika bayaga ii jatuh diatara mata da titik dekat, bayaga ii aka tampak kabur. Karea itu orag yag megguaka lup haru meletakka beda atara titik ocu lup dega puat optik lup da jaga diletaka terlalu dekat dega puat optic. PEBEAAN UDUT ebagaimaa dilihat melalui lup terhadap perbadiga bayaga ebagaimaa dilihat mata tapa alat (dega berakomodai makimum) Utuk meghitug perbeaa udut lup perhatika Gb..a-b Gb..a-b Gb..a-b melukika pembetuka bayaga yag dilihat dega mata telajag. Letak bayaga udah diketahui yaitu diretia. jadi utuk membetuk bayaga kita cukup mcmbutuhka atu iar aja yaitu yag meuju puat optik. h = Tiggi beda diamaka udut peglihta atau ukura aguler. = jarak beda Ketika = p (p = jarak titik dekat) mata berakomodai makimum tapi ketika = ( jarak titik jauh) mata tidak berakomodai. Utuk meuruka rumu perbeara kita ambil ama dega p (perhatika deiii rumu perbeara).edagka Gb..b melukika pembetuka bayaga 85

88 beda di retia dega batua Lup. Mula-mula Lup membetuk bayaga titik. Kemudia lea mata membetuk bayaga di retia.perhatika bahwa utuk membetuk bayaga di retia kita haya perlu atu iar yag meuju puat optic aja.. h = tiggi beda h = tiggi bayaga yag di betuk oleh lup. d = jarak mata lea. = jarak bayaga yag di betuk oleh lea. (perhatika diii berilai egati karea letak bayaga epihak dega letak beda). F=jarak oku lea poiti. Perhatika bahwa L - + d aka ama dega p ketika mata berakomodai makimum (megapa?) da aka ama dega ketika mata tidak berakomodai (megapa?). euai dega deimi. perbeara udut My lup adalah: M y Utuk udut kecil berlaku ta da ta ehigga kita peroleh ta M y ta Catata: ta h h (mata berakomodai makimum). Dari Gb..b kita p lihat bahwa h ( igat berilai egati). Dega megguaka rumu h pembuat lea kita peroleh M y h. p h d. p d 86

89 87 d d d p p p. ) (. ) (. ) ( d d d M p y.() Ii adalah rumu umum perbeara Lup! Ketika orag melihat dega batua Iup, mata orag itu dapat berakomodai makimum, berakomodai pada jarak x (berakomodai ebagia) atau tidak berakomodai. Mari kita baha kau ii atu peratu:. Mata berakomodai makimum Pada waktu mata berakomodai makimum berarti bayaga yag dibetuk lea haru terletak pada titik dekatya. Karca titik dekat diukur dari mata maka: - + d = p Gambar.3 umu perbeara lup mejadi: ) ( d d d M p y d d d p p p p p p p p p...

90 88 jika d diabaika maka: M p y.() Ii merupaka makimum lup.. Mata berakomodai pada jarak x: Pada waktu mata berakomodai pada jarak x, berarti bayaga yag dibetuk lea haru terletak pada jarak x dari mata, x d umu perbeara lup mejadi: x d x M d d d M p y p y ) ( Jika d diabaika maka: x M p p y (3) 3. Mata tidak berakomodai Pada waktu mata tidak berakomodai (orag melihat melalui lup dega tidak berakomodai utuk mecegah kelelaha pada mata), bayaga yag membetuk lea haru terletak pada titik jauh mata, d Gambar.4

91 89 Dega yarat rumu perbeara lup mejadi: ) ( d d d M p y p d d. Jika d diabaika maka: M p p y (4) Utuk mata ormal ehigga perbeara lup mejadi:.(5) Catata: kita tidak perlu meghapal rumu (), (3), (4). da (5). Yag perlu kita igat haya rumu () aja kemudia coba guaka logika da koep tetag akomodai mata utuk medapaka rumu-ruiu yag lai Perhatika juga hahwa pada lup perbeara agat dipegaruhi oleh oku lea utuk medapat perbeara yag tiggi kita haru guaka lea dega oku kecil. Namu haru diigat bahwa kita tidak bia membuat lea agat kecil karea aberai eri da aberai-aberai lai aka memberika eek yag domia. Cotoh 6: eorag tukag jam merpuyai ebuah lup yag okuya 5 Cm. Hitug perbeara makimum yag dapat diperoleh da lup ii! Hitug juga perbeara lup jika mata tidak berakomodai. Abaika jarak mata-lup da aggap mata ormal. M M p y p p y

92 Peyeleaia: a. Perbeara makimum aka dapat diperoleh ketika mata berakomodai makimum ebab pada waktu iilah lea mata agat bulat (kuat leava bear). Perbeara makimum terjadi ketika - + d = p = 5 cm (mata ormal). Mauka yag ditayaka. M y p d d ( d) x Catata : Karea jarak lea mata diabaika maka d = 0 b. Utuk mata tidak berakomodai bayaga yag dibetuk lea haru jauh di ( ) utuk mata ormal, maka perbearaya : 90

93 Tuga: Hitug perbearaya jika berakomodai pada jarak 40 cm. (petujuk: guaka + d 40) Mikrokop Mikroop merupaka uatu alat optik utuk melihat beda-beda kecil dega perbeara yag lebih bear dari perbeara lup (dapat mecapai lebih dari 00 kali ipat dari bear beda). Mikrokop pertama kali ditemuka oleh Zacharia Jae dari Belada pada tahu590. Mikrokop terdiri da lea. Lea pertama diamaka lea obyekti yag diletaka dekat dega beda yag aka diamati. edagka lea kedua yag diletaka dekat dega mata pegamat diamaka lea okuler. Lea okuler diii bertidak ebagal lup. Gb..7a melukika cbuah beda PQ yag diletaka di depa ebuah lea obyekti uatu mikrokop. Beda ii haru diletaka di atara Oby da Oby, agar bayaga (P Q ) beda dibelakag lea obyekti di perbear (jika beda diletaka atara Oby da tak higga, maka bayaga aka diperkecil, buktika!) pada gambar ii bayaga beda jatuh di oku lea okuler. Bayaga ii merupaka beda bagi lea okuler da lea okuler aka da lea okuler aka membetuk bayaga beda ii tak higga. Mata kita (ormal) maupu melihat bayaga ii tapa akomodai. edagka pada Gb.7b bayaga beda jatuh di titik dekat mata, bayaga ii dapat terlihat jela oleh mata yag berakomodai makimum. 9

94 Perbeara udut pada ebuahmikrokop merupaka perbeara yag diebabka oleh lea obyekti da lea okuler Perbeara obyekti merupaka perbeara lea poiti biaa M y Oby Oby (6) 9

95 edagka perbeara oleh lea okuler ama dega perbeara lup yaitu dega regguaka peramaa (). Namu diii d dapat diambil ama degari ol (karea ketika orag melihat melalui mikrokop biaaya mataya agat dekat dega lea okuer). M ok M y p ok (7) Catata : Jika mata berakomodai makimum maka da jika mata tidak ok p berakomodai ok Perbeara total mirokop M M xm..(8) tot Oby ok Pajag Mikrokop Pajag mikrokop yag merupaka jarak atara lea okuler dega ea obyekti, pada umumya ekitar 8-5 cm yaitu agar memudahka pegamata ketika kita melakuka. mikrokop diata meja. Pada Gb..8. pajag mikrokop ditetuka oleh letak bavaga yag dibetuk oleh lea obyekti Oby da jarak beda pada ea okuler Ok. L = + Ok. Cotoh 7: ebuah mikrokop mempuyai lea obyekti dega oku cm da lea okuler dega oku 4 cm. Aggap jarak kedua lea L = cm. Hitug perbeara mikrokop ketika: A) Mata tidak berakomodai B) Mata berakomodai makimum. 93

96 Mata diaggap ormal dega p = 5 cm da = Peyeleaia: Perbeara mikrokop diebabka oleh perbeara obyekti da perbeara okuler. a) Utuk mata tidak berakomodai bayaga akhir beda haru jatuh pada titik jauh mata Ok = Perbeara okuler dapat dicari dega rumu (7) dimaa kita ambil Ok =. M Ok p Ok p 5 Ok 5x 0 Utuk mecari perbeara Iea obyekti kita haru cari dulu Oby da Oby Keduaya dapat dicari dega mecari dulu jarak Ok, dega rumu pembuat lea lalu guaka rumu pajag mikrokop. Lea Okuler: Ok Ok Ok Ok cm umu pajag mikrokop L Oby Oby L Ok Ok 0cm 94

97 Lea Obyekti 4 Oby Oby Oby Oby Oby 0cm 4cm 0 Oby 5cm Oby 4 0 Oby 4 0 Perbeara lea Obyekti M Oby Oby Oby 0 4x 5 Tada miu meujukka bayaga-bayaga terbalik) Perbeara total: M M tot Oby xm Ok 4x5 00x Tada miu meujukka bayaga akhir terbalik. 95

98 The liked image caot be diplayed. The ile may have bee moved, reamed, or deleted. Veriy that the lik poit to the correct ile ad locatio. MODUL XII FIIKA OPTIK ALAT-ALAT OPTIK II Alat-Alat Optik. Mata ecara ii mata rerupaka alat optik yag lerdiri da lea mata dilegkapi oleh dega diaragma da etia () Diaragma berugi utuk regatur iteita yag mauk, makudya aka meyempit jika cahaya yag mauk / datag terlalu bear da ebalikva. etia berugi ebagai layar peagkap bayaga yag dihailka oleh mata. Dega derikia agar uatu beda dapat dilihat oleh mata dega jela bayaga yag dihailka oleh lea mata haru tepat pada retia. uua mata ecara gari bearya dapat dilihat pada gambar dibawah ii. Gambar. Mata Dalam bata-bata tertetu variai jarak beda terhadap lea mata dapat diimbagi oleh otot mata yag megatur ketebala (yag berarti pula jarak oku) mata agar bayaga beda tepat pada retia proe peyeuaia ii diebut akomodai. Bata-bata yag dimakud adalah titik dekat mata (puctum proximum) da titik jauh :ata (puctum remotum). 96

99 Titik dekat mata adalah larak terdekat kemata yag maih dapat dilihat dega jela (mata berakomodai makimum), edagkari titik jauh mata adalah jarak terjauh yag maih dapat dilihat dega jela (mata berakomodai miimum atau tidak berakomodai). Karea mata dapat berakomodai miimum da makimum maka mata dapat melihat beda-beda diatara titik jauh da titik dekat. Jarak diatara objek yag diamati ke mata erig diebut ebagai jarak akomodai mata Kemampua mata utuk megubah oku karea lea mata elati, proe ii dilakuka oleh otot-otot iliar ( Cilliary mucle ) da edi pegikat atau edi perekat yag meggatug lea pada poiiya. Gambar.a Gambar.b a. Melihat tapa akomodai lea pipih b. Melihat dega akomodai lea mecembug Pada mata ormal titik dekat mata ekitar 5 cm, edag titik jauh dapat diaggap tak berhigga. Jika kita bear-bear megukur jarak retia dega Iebih teliti kita aka memperoleh kuat lea mata ormal (tidak berakomodai) ekitar 60 dioptri da mata berakomodai makimum 64 dioptri. Karea pegaruh uia atau kelaia betuk bola mata, titik dekat, atau titik jauh mata berbeda harga-harga terebut ecara gari bear, berdaarka titik dekat da titik jauhya, maka dibedaka: Mata emmetrop Mata Normal Mata Prebiop 97

100 Mata emmitrop Mata Miop Mata Hipermetrop. Mata Prebiopi da Lea yag diguaka Akibat bertambahya uia mejadika lea kita bertambah (kurarg kuat) akibatya tidak dapat melihat jarak jauh. Diampig itu lea bertambah kera da kaku erta otot-otot iliar mejadi lemah akibatya daya akomodaiya berkurag ehigga ukar meihat jarak dekat. Mata jei ii haru dibatu oleh kaca mata dua oku. Kaca mata bagia ata utuk melihat jarak jauh (miu) da bagia bawah megguaka kaca mata utuk melihat jarak dekat (kaca mata plu). Cotoh: eorag mata prebiopi mempuyai titik dekat da titik jauh maig-maig 60 cm da 3 cm. Berapakah omor kaca mata biokal (dua oku) yag haru dipakai agar dapat melihat ormal. = 5cm = -60 cm (tada egatip meujuka bayaga epihak dega dega beda) 98

101 cm 7 P ( cm) dioptri Agar dapat melihat dega jarak dekat ormal Melihat jauh (kaca mata ata ) beda diletaka pada jarak tak higga da bayagaya haru pada titik jauhya 3 m = ~ = -3, (tada miu karea bayaga pada pihak yag ama dega beda). 3 = -3 m (kaca mata miu) P dioptri 3. Miopi Mata ormal mampu melihat pada jarak 5 cm ampai jarak tak higga mempuyai kuat lea ekitar dioptri amu ada lea yag terlalu kuat megumpulka iar ehigga iar da beda yag jauh tak higga dikumpulka di depa retia. Mata demikia diamaka mata miopi. Mata miopi tidak dapat melihat beda jauh yaitu baaga elalu jatuh di depa retia. Titik jauhya ha.ya beberapa 99

102 meter aja (tidak tak higga eperti pada mata ormal). Beda yag terletak lebih jauh da titikjauh tidak dapat dilihatya. Gambar.3 a Gambar 3 b Beda yag terletak atara titik dekat mata dega titik jauhya dapat dilihat dega berakomodai ebagia titik dekatya (titik dekat miopi ama dega titik dekat mata ormal yaitu 5 cm). Beda dapat dilihat jela jika mata berakomodai makimum. Utuk meaggulagi mata miopi diperluka alat batu kaca yag mempuyai lea beriat meyebarka iar kaca mata beroku egati. Cotoh:.. Lea mata eeorag miopi terlalu kuat ehigga ketika tidak berakomodai kuat leava 63 dioptri kuat lea mata ormal ketika melihat tidak berakomodai 60 dioptri. hitug berapa kuat lea kaca mata yag haru diguaka agar mata miopi ii dapat melihat ormal. Peyeleaia: Lea yag diguaka adalah lea egati ehigga kuat lea total ama dega kuat lea mata ormal (60 dioptri). 60 dioptri = 63 + P kacamata P kaca mata = = -3 dioptri Cotoh.. eorag aak tidak dapat melihat dega jela pada jarak lebih jauh da 80 cm. Berapa ukura kaca mata yag haru dipakal aak terebut. Peveleaia: Jarak beda = ~ 00

103 Jarak bayaga -80 cm (bayaga pada pihak yag ama dega beda) =.? P =.? 80cm 0.8m P dioptri.3 Mata Hipermetropi Kebalika da mata miopi adalah mata hipermetropi yag diebabka karea mata terlalu lemah kuat Leaya, dalam keadaa tidak berakomodai kurag da 60 dioptri, katakalah 57 dioptri utuk melihat beda jauh tak higga ia dapat meaika dega berakomodai ebagia (tidak makimum) ehigga kuat leaya aik da 57 dioptri mejadi 60 dioptri. Namu utuk melihat beda di titik dekatya, mialya padajarak 5 cm dibutuhka kuat lea 64 dioptri (utuk mata ormal ) padahal ia makimum haya bia meambah ampai = 6 dioptri, ii tidak cukup utuk melihat pada jarak 5 cm ia butuh tambaha 3 dioptri lagi yag diperoleh da lea poiti Cotoh.3. eorag tidak dapat melihat dega jela pada jarak lebih kecil dari 75 cm berapa ukura kaca mata agar dapat melihat daya ormal. Peyeleaia: = 5 cm (tempat meletaka beda) = -75 (bayaga dapat dilihat dari lea mata epihak dega beda) 0

104 0 dioptri m ehiggap m cm cm ) (