mitrayana@ugm.ac.id 3. Cahaya; Optika geometri 9/7/202 Benda terlihat Benda tersebut sumber cahaya: bola lampu, matahari, bintang dll Benda terlihat dari cahaya yang dipantulkannya
. Model Berkas Cahaya mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Model berkas cahaya Cahaya merambat dalam lintasan garis lurus yang disebut berkas cahaya 2
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 2. Pantulan; Pembentukan bayangan oleh cermin datar Garis normal permukaan θ I = Sudut datang θ r = sudut pantul θ i θ r Sudut datang = sudut pantul Hukum pantulan d 0 = d i h = o h i O d d i O i 3
9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 4
Contoh. mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Berapa seharusnya tinggi cermin? Seorang wanita dengan tinggi,60 m berdiri di depan cermin datar vertikal. Berapa tinggi cermin minimum, dan seberapa tinggi bagian bawahnya dari lantai agar wanita tersebut dapat melihat seluruh tubuhnya? (Anggap matanya berada 0 cm di bawah bagian atas kepalnya). Penyelesaian. G F H E B A D C 5
Karena sudut pantul = sudut datang, mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 BD = AE 2 2 (,6 0,) 0,75 m = = DF = AE + GE =,50 + 0,05 = 2,55 m Jadi tinggi cermin minimum adalah: BF = DF BD =,55 0,75 = 0,8 m Sisi bawah cermin harus minimum 0,75 m di atas lantai. 6
mitrayana@ugm.ac.id 3. Pembentukan bayangan oleh cermin sferis 9/7/202 Cermin cembung Cermin cekung 7
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 C F A Sumbu utama f f = r 2 r 8
9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 9
(a) Berkas berasal dari O paralel terhadap sumbu utama dan dipantulkan melalui F mitrayana@ugm.ac.id O 9/7/202 C O F A (b) Berkas 2 melalui F dan kemudian terpantul paralel dengan sumbu utama O C O F 2 2 A (c) Berkas 3 tegak lurus terhadap cermin dan terpantul pada dirinya sendiri dan melalui C (pusat kelengkungan) I I 3 O C O F 2 2 3 A 0
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 3 O h I I 3 h C O F 2 2 A d 0 d i d 0 d + = o d f i di f Jarak benda Jarak bayangan Jarak fokus lensa
m h d m i i = = h o d 0 + Bila tegak mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 + Bila tegak Bila terbalik h i d i d o Bila terbalik + Bila pada sisi cermin yang memantulkan Bila di belakang cermin + Bila di depan cermin Bila di belakang cermin 2
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 O A I F C d O d i 3
9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 4
9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 5
9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 6
Contoh 2. mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Bayangan pada cermin cekung. Sebuah cincin berlian yang tingginya,50 cm diletakkan pada jarak 20,0 cm dari cermin cekung yang radius kelengkungannya adalah 30,0 cm. Tentukan (a) posisi bayangan, dan (b) besarnya. Penyelesaian. (a) f = r 2 = 5 cm = = = 0,067 cm d i f d 0 5 20 d i = 0,067 cm = 60 cm 7
(b) mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 d m = i d 0 = 60 20 = 3 h i = mh ( 3)(,5 cm) 4,5 cm = = 0 Bayangan terbalik 8
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Contoh 3. Kaca spion yang cembung. Kaca spion mobil yang cembung memiliki radius kelengkungan 40 cm. Tentukan lokasi bayangan dan perbesaran untuk benda yang terletak 0 m dari cermin. Penyelesaian. r = 40 cm f = 20 cm d i = f d 0 = 0,2 0 = 5 0 m d i = 0 5 = 0,96 m (di belakang cermin) 9
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 m = d d i ( 0,96 m) ( 0 m) 5 = = 0 20
4. Indeks Bias mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 n = c v c = 3 0 8 m/det Laju cahaya di udara hampa v Laju cahaya dalam materi 2
Medium Indek Bias (n = c/v) Udara hampa,0000 Udara (pada STP),0003 Air,333 Alkohol etil,36 Kaca Kuarsa lebur Kaca korona Api cahaya,46,32,58 Lucite atau pleksiglass,5 Garam dapur (Natrium Klorida),53 Berlian 2,42 9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 22
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Contoh 4. Laju cahaya pada berlian. Hitung laju cahaya dalam berlian. Penyelesaian. v c c = = = 0,43 c atau n 2,42 v = 3 8 8 0 m/det 2,42 =,24 0 m/det. 23
5. Pembiasan: Hukum Snell mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Sinar datang n θ Sinar pantul Sinar θ bias 2 n 2 n 2 n Sinar bias θ 2 Sinar pantul θ Sinar datang n = sinθ n sin 2 θ 2 24
Contoh 5. mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Pembiasan pada kaca datar. Cahaya jatuh pada potongan kaca yang rata dengan sudut datang 60 o. Jika indeks bias kaca sebesar,5 (a) berapa sudut bias θ A pada kaca; (b) berapa sudut θ B dari berkas yang muncul dari kaca? Penyelesaian. sin θ n = sin 60 = sin 60 = A n,5 n 2 0,577 θ A = 35,2 o 25
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202,5 sinθ = sinθ = B A 0,866 θ = 60 B o 26
mitrayana@ugm.ac.id 6. Pantulan Internal Sempurna; Serat optik 9/7/202 n 2 (n 2 <n ) J K L n 27
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Contoh 6. Pemandangan dari bawah air. Deskripsikan apa yang akan dilihat orang yang memandang dunia dari bawah permukaan danau atau kolam renang yang sangat tenang. Penyelesaian.,00 sin θ C = =,33 0,75 θ C = 49 o 28
7. Lensa Tipis mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 h o F F h i d o d i d i 29
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 P d 0 + f = Kekuatan lensa (Dioptri); D = m - d i = f f + Untuk lensa konvergen Untuk lensa divergen 30
d o + Jika benda disisi lensa yang yang sama dengan datangnya cahaya + Jika berada disisi lensa yang berlawanan dengan datangnya cahaya d i + Jika bayangan tegak, - jika bayang terbalik h i m = h h i o = d i d 0 9/7/202 mitrayana@ugm.ac.id 3
Contoh 7. mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Bayangan yang dibentuk oleh lensa konvergen. (a) Di mana posisi, dan (b) berapa ukuran, bayangan bunga besar yang tingginya 7,6 cm yang diletakkan m dari lensa kamera dengan panjang fokus +50 mm? Penyelesaian. (a). d i = f d 0 = 5 cm 00 cm = 20 00 cm d i 00 = = 9 5,26 cm 32
(b) d m = i d o = 5,26 cm 00 cm mitrayana@ugm.ac.id = 0,0526 9/7/202 h i = mh ( 0,0526)( 7,6 cm) = 0,40 cm 0 = 33
mitrayana@ugm.ac.id 9/7/202 Contoh 8. Lensa divergen. Di mana seekor serangga harus diletakkan agar lensa divergen dengan panjang fokus 25 cm membentuk bayang maya yang terletak 20 cm di depan lensa? Penyelesaian. d = f d 0 d i = 25 cm + 20 cm = 4 + 5 00 cm = 00 cm d o = 00 cm 34