A. PENDAHULUAN Optika adalah ilmu yang mempelajari tentang cahaya. Siatsiat cahaya: ) Memiliki cepat rambat 3,0 x 0 8 m/s 2) Merupakan gelombang transversal dan elektromagnetik 3) Merambat dalam arah lurus 4) Arah rambat tidak dapat dipengaruhi medan magnet atau listrik (tidak bermuatan) 5) Bagian dari spektrum matahari Siatsiat cahaya sebagai gelombang elektromagnetik adalah dapat mengalami: ) eleksi (pemantulan) 2) Dispersi/reraksi (pembiasan) 3) Diraksi (pelenturan) 4) ntererensi (perpaduan) 5) Polarisasi (pengkutuban) Cahaya terdiri dari: a. Bayangbayang (shadow), adalah daerah gelap di sekitar benda, yaitu: Umbra (bayangbayang inti), tidak mendapat cahaya sama sekali. Penumbra (bayangbayang tambahan), masih mendapat sedikit cahaya. b. Bayangan (image), adalah daerah terang yang berupa sinar pantul atau sinar bias. B. PEMANTULAN CAHAYA Pemantulan cahaya (releksi) adalah peristiwa perubahan arah rambat cahaya akibat menumbuk medium tertentu. Pemantulan cahaya pada bidang datar terdiri dari: a. Pemantulan baur/dius, terjadi pada permukaan tidak rata dan kasar, intensitas cahaya kurang. FS b. Pemantulan teratur, terjadi pada permukaan yang rata dan licin, intensitas cahaya tinggi. Hukum pemantulan cahaya: C. PEMANTULAN CAHAYA PADA CEMN Pemantulan cahaya pada cermin terbagi menjadi tiga, yaitu pada cermin datar dan cermin lengkung. Pemantulan cahaya pada cermin menghasilkan dua jenis bayangan: a. Bayangan sejati/nyata, yaitu bayangan yang berada di depan cermin, dapat ditangkap layar dan terbalik. b. Bayangan maya/semu, yaitu bayangan yang berada di belakang cermin, tidak dapat ditangkap layar dan tegak/sejajar. Cermin datar adalah cermin yang permukaannya tidak melengkung (datar). Siat bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar: a. Sama besar dengan benda asli b. Jarak benda sama dengan jarak bayangan c. Posisi bayangan tertukar secara horizontal d. Maya/semu e. Tegak/sejajar garis normal i r i = r Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) cahaya sama dengan sudut pantul (r).
Apabila terdapat dua cermin datar yang diapit membentuk sudut, akan terbentuk lebih dari satu bayangan. Jumlah bayangan yang dapat terbentuk: n = 360 α x n = jumlah bayangan α = sudut apit cermin x =, jika hasil bagi genap x = 0, jika hasil bagi ganjil FS a. Penjumlahan ruang benda dengan ruang bayangan adalah 5. b. Jika ruang bayangan > ruang benda, maka bayangan diperbesar, dan sebaliknya. Sinarsinar istimewa cermin cekung: Apabila seseorang ingin bercermin sehingga seluruh bagian tubuhnya terlihat, maka tinggi cermin minimal adalah: hcermin = / 2 x hbenda Cermin lengkung terdiri dari cermin cekung dan cermin cembung. Pada cermin lengkung, terdapat beberapa titik, yaitu titik okus () dan pusat kelengkungan (). Kedua titik tersebut terletak pada sumbu utama. Nilai jarak okus dan jarijari kelengkungan adalah: akan dipantulkan menuju. b. Sinar yang datang melalui akan dipantulkan sejajar sumbu utama. c. Sinar yang datang melalui akan dipantulkan kembali ke tempat awal. Cermin cembung adalah cermin yang permukaannya melengkung ke luar dan menyebarkan berkas sinar (divergen). uangan pada cermin cembung: = 2 = 2 Cermin cekung adalah cermin yang permukaannya melengkung ke dalam dan mengumpulkan berkas sinar (konvergen). uangan pada cermin cekung: Siat bayangan yang dihasilkan cermin cekung dapat bermacammacam. Siat bayangan ditentukan oleh ruangan cermin. Siat bayangan: Benda Bayangan Siat bayangan maya, tegak, diperbesar sejati, terbalik, diperbesar sejati, terbalik, diperkecil sejati, terbalik, sama besar Karena benda selalu berada pada satu ruangan, maka siat bayangan tidak bermacammacam. Siat bayangan adalah maya/semu, tegak/sejajar dan diperkecil. Sinarsinar istimewa pada cermin cembung: akan dipantulkan seolaholah dari. b. Sinar yang datang menuju akan dipantulkan sejajar sumbu utama. c. Sinar yang datang menuju akan dipantulkan kembali ke tempat awal. 2
Persamaan cermin lengkung adalah: = s s' Pada cermin cembung, nilai dan s adalah negati, sehingga persamaan cermin lengkungnya menjadi: = s s' Perbesaran benda pada cermin lengkung dapat dirumuskan: M = s' s = h' h D. PEMBASAN CAHAYA = jarak okus s = jarak benda s = jarak bayangan M = perbesaran benda h = tinggi benda h = tinggi bayangan Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya jika cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda kerapatannya. Hukum pembiasan cahaya (Snellius): garis normal FS a. Bayangan sejati/nyata, yaitu bayangan yang berada di belakang lensa, tidak dapat ditangkap layar dan tegak/sejajar. b. Bayangan maya/semu, yaitu bayangan yang berada di depan lensa, dapat ditangkap layar dan terbalik. Jadi, siat bayangan dari sinar bias berlawanan dengan siat yang bayangan dari sinar pantul. Jarak okus lensa dipengaruhi oleh nilai jarijari kelengkungan dan indeks bias medium dan lensa. Jarak okus lensa dapat dihitung: = [ n L n M ] [ 2 ] = jarak okus lensa nl = indeks bias lensa nm = indeks bias medium = jarijari kelengkungan sisi depan 2 = jarijari kelengkungan sisi belakang Lensa cembung/positi adalah lensa yang setidaknya memiliki satu sisi cembung dan dan bersiat mengumpulkan berkas sinar (konvergen). Macammacam lensa cembung: i bidang batas r bikonveks plankonveks konkakonveks Sinar datang, garis normal dan sinar bias terletak pada satu bidang datar. Sinar datang dari medium kurang rapat ke lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, dan sebaliknya. E. PEMBASAN CAHAYA OLEH LENSA Pembiasan cahaya oleh lensa terbagi menjadi dua, yaitu lensa cembung (positi) dan lensa cekung (negati). Pembiasan cahaya pada lensa menghasilkan dua jenis bayangan: uangan pada lensa cembung/positi: 2 depan Siat bayangan: a. Penjumlahan ruang benda dengan ruang bayangan adalah 5. b. Jika ruang bayangan > ruang benda, maka bayangan diperbesar. belakang 2 3
Benda Bayangan Siat bayangan maya, tegak, diperbesar sejati, terbalik, diperbesar sejati, terbalik, diperkecil sejati, terbalik, sama besar Sinarsinar istimewa pada lensa cembung: 2 dibiaskan ke. b. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan. c. Sinar datang melalui utama dibiaskan sejajar sumbu utama. Lensa cekung/negati adalah lensa yang setidaknya memiliki satu sisi cekung dan bersiat menyebarkan berkas sinar (divergen). Macammacam lensa cekung: 2 FS Sinarsinar istimewa pada lensa cembung: dibiaskan seolaholah dari utama. b. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan. c. Sinar datang menuju dibiaskan sejajar sumbu utama. Lensa dapat disusun menjadi tiga: ) Lensa tunggal 2) Lensa gabungan berjarak 3) Lensa gabungan tidak berjarak Persamaan lensa adalah: 2 = s s' Pada lensa cekung, nilai dan s adalah negati, sehingga persamaan lensanya menjadi: = jarak okus s = jarak benda s = jarak bayangan 2 = s s' bikonka plankonka konkakonveks uangan pada lensa cembung/positi: 2 depan belakang 2 Perbesaran benda pada lensa dapat dirumuskan: M = s' s = h' h M = perbesaran benda h = tinggi benda h = tinggi bayangan Daya lensa adalah ukuran kemampuan dan kekuatan lensa untuk menyebarkan atau mengumpulkan berkas sinar, dapat dirumuskan: Siat bayangan adalah maya/semu, tegak/sejajar dan diperkecil. P = P = daya lensa (Dioptri) = jarak okus lensa (m) 4
d FS ' 2 2 ' 2 Dua lensa berjarak yang dijajarkan akan membentuk persamaan lensa baru. Persamaan lensa untuk lensa gabungan berjarak: Lensa Lensa 2 = = s s' 2 s 2 s' 2 Panjang tubus atau jarak antar lensa dapat dihitung: d = s ob sok Perbesaran lensa untuk lensa gabungan berjarak: Lensa Lensa 2 M = s' s M2 = s' 2 s 2 Perbesaran total M = M x M2 5