A. Mengenal
cahaya
1. Pengertian
cahaya
Cahaya adalah energi
berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang
sekitar 380-750 nm. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak
memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa
memerlukan medium.
Cahaya yang biasa kita lihat merupakan
kelompok-kelompok sinar cahaya atau disebut berkas cahaya. Berkas cahaya dapat
digolongkan atas :
a) Berkas
cahaya menyebar (divergen), yaitu berkas cahaya yang berasal dari satu titik
kemudian menyebar ke segala arah.
b) Berkas
cahaya sejajar, yaitu berkas cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain.
c) Berkas
cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.
2. Cahaya
merambat lurus
Cahaya merambat lurus
tanpa medium, dapat melewati ruang hampa dan
memiliki kecepatan 300000000 nm. Salah satu bukti cahaya merambat lurus
diantaranya adalah lampu yang menempati ruang ke segala arah. Yaitu sumber
cahaya memancarkan cahaya ke segala arah.
3. Bayang-bayang
benda
Bayang-bayang merupakan
suatu daerah gelap yang terbentuk pada saat sebuah benda menghalangi cahaya
yang mengenai suatu permukaan. Apabila bayang-bayang tersebut terhalang
seluruhnya, terbentuklah umbra, yaitu bagian pertama bayang-bayang yang sangat
gelap. Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra,
yaistu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan tampak
berwarna abu-abu kabur.
umbra
Sumber gbr: dok. Penulis
B. Pemantulan
cahaya
1. Hukum
pemantulan cahaya :
a. Sinar
datang, garis normal, dan sinar pantul, terletak dalam satu bidang.
b. Besarnya
sudut datang sama dengan sudut pantul (i=r).
Garis normal
Sinar
datang
Sinar pantul
Bidang datar
rata
Sumber gbr: dok penulis
Beberapa pengertian yang berkaitan dengan
pemantulan cahaya antara lain :
a. Sinar
datang atau sinar jatuh, yaitu sinar yang datang lurus menuju permukaan benda.
b. Sinar
pantul, yaitu sinar yang dipantulkan dari permukaan benda.
c. Titik
datang atau titik jatuh sinar, yaitu titik pada permukaan benda dimana sinar
itu jatuh dan dipantulkan.
d. Garis
normal, yaitu garis yang dibuat melalui titik jatuh sinar dan tegak lurus
dipermukaan benda.
e. Sudut
datang atau sudut jatuh sinar, yaitu sudut yang dibentuk antara sinar jatuh
atau sinar datang dan garis normal.
f. Sudut
pantul, yaitu sudut yang dibentuk antara sinar pantul dan garis normal.
2. Jenis-jenis
pemantulan cahaya
Berdasarkan keadaan permukaannya, pemantulan
cahaya dibagi menjadi :
a. Pemantulan
difus atau pemantulan baur, yaitu pemantulan cahaya ke segala arah yang terjadi
karena bekas sinar datang jatuh pada permukaan kasar atau tidak rata.
Pemantulan ini akan memberi kesan menyilaukan mata.
b. Pemantulan
teratur, yaitu pemantulan yang terjadi karena berkas sinar datang jatuh pada
permukaan halus atau rata. Pada pemantulan teratur, cahaya akan dipantulkan ke
satu arah. Pemantulan ini akan menyejukkan mata.
C. Cermin
cermin adalah benda padat
yang salah satu sisinya halus dan mengkilap yang dilapisi amalgam perak
sehingga memantulkan seluruh cahaya yang datang. Cermin dibedakan menjadi 3,
yaitu : cermin datar, cermin cekung , dan cermin cembung.
1. Cermin
datar
Pemantulan cahaya pada cermin datar :
Sumber gbr: dok. penulis
Sifat bayangan yang
dibentuk oleh cermin datar adalah sama besar, tegak, berkebalikan, jarak benda
ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin, maya. Rumus banyaknya bayangan
dari beberapa cermin datar (n) yang membentuk sudut tertentu (α) adalah :
n = 360/a - 1
Dimana :
n=banyaknya bayangan
α=sudut yang dibentuk
2. Cermin
cekung
Cermin cekung adalah
cermin yang bentuknya melengkung seperti bagian dalam bola. Cermin cekung
bersifat konvergen (mengumpulkan sinar). Cermin cekung disebut juga cermin
positif karena jari-jari cermin berada di depan cermin.
Sinar istimewa pada
cermin cekung yaitu :
• Sinar
datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
• Sinar
datang melalui titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
• Sinar
datang melalui titik pusat kelengkungan cermin (M) akan dipantulkan kembali
melalui titik pusat kelengkungan itu juga.
Ruang pada cermin cekung dibagi menjadi
empat, yaitu : ruang I, ruang II, runag III, dan ruang IV. Ruang I-III berada
didepan cermin, sedangkan ruang IV dibelakang cermin.
Lukisan pembentukan bayangan pada cermin
cekung :
1) Benda
di ruang I (di antara F dan O) ; sifat bayangan : maya, tegak, diperbesar,
berada di belakang cermin (di ruang IV).
2) Benda
di ruang II (diantara F dan M); sifat bayangan : nyata, terbalik diperbesar (di
ruang III).
3) Benda
di ruang III (di belakang M); sifat bayangan : nyata, terbalik, dan diperkecil.
Bayangan berada di ruang II.
4) Benda
di pusat kelengkungan cermin (di titik M). sifat bayangan : nyata, terbalik,
sama besar. Bayangan di titik M juga.
Rumus cermin cekung :
1/f = 1/So + 1/Si , M=hi/ho=si/so
Keterangan
M=perbesaran bayangan
Si=jarak bayangan
So=jarak benda
R=jari-jari kelengkungan cermin, dimana R=2F
F=jarak fokus (pada cermin cekung nilainya
+)
hi=tinggi bayangan
ho=tinggi benda
3) Cermin
cembung
Cermin cembung bersifat
divergen (menyebar sinar). Titik fokusnya bernilai negative (-).
Sinar-sinar istimewa dari
cermin cembung :
· Sinar
datang sejajar sumbu utama cermin akan dipantulkan seolah-olah berasal dari
titik F.
· Sinar
datang seolah-olah menuju titik F akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
· Sinar
datang ke titik M dipantulkan kembali ke titik M itu juga.
Sifat bayangan yang terbentuk dari cermin
cembung : selalu maya/semu, tegak dan diperkecil dan selalu berada diruang I.
Rumus cermin cembung
f = -(R/2), 1/f = 1/So+1/Si, M=Si/So atau
M=hi/ho
Dimana :
F= fokus atau titik api (bernilai negatif)
R= jari-jari atau pusat kelengkungan
M=perbesaran
hi=tinggi bayangan
ho=tinggi benda
si=jarak bayangan
so=jarak benda
D. Pembiasan
cahaya
1. Pengertian
pembiasan cahaya
Pembiasan cahaya
(refraksi) adalah pembelokan arah rambatan cahaya pada saat cahaya penembus dua
medium yang berbeda kerapatan optiknya.
2. Hukum Snellius
Hukum Snellius
menyatakan :
a. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias
terletak pada satu bidang datar.
b. Sinar
datang dari medium rapat ke medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis
normal, dan sinar datang dari garis renggang ke medium rapat dibiaskan
mendekati garis normal.
3. Pembiasan
dalam kehidupan sehari-hari
Adapun contoh pembiasan dalam kehidupan
sehari-hari :
a. Pensil
yang dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air tampak membengkok.
b. Dasar
kolam yang airnya bening lebih dangkal dari pada kedalaman sebenarnya.
c. Pada
siang hari yang panas di jalan aspal seolah-olah ada genangan air.
d. Pada
malam hari yang cerah, bintang di langit terlihat berkelap-kelip.
e. Intan
tampak berkilau.
E. Lensa
Lensa adalah benda bening
yang dibatasi oleh dua bidang kelengkungan. Ada 2 macam lensa, yaitu lensa
cembung dan lensa cekung.
1. Lensa
cembung
Ciri-ciri lensa cembung
di antaranya: mengumpulkan cahaya (konvergen) dan fokusnya bernilai positif
(+). Ada 3 macam lensa cembung :
a. Lensa
bikonveks (cembung dua)
b. Lensa
konkaf-konveks (cembung cekung)
c. Lensa
plan bikonveks (datar cembung)
Sumber: Buku IPA Wasis SMP kelas 8.2008
Pemanfaatan lensa cembung
dalam kehidupan sehari-hari, yaitu sebagai kaca mata, mikroskop, kamera,
teropong, dan lup.
Gambar sinar istimewa
dari lensa cembung
Sumber: Buku IPA Wasis SMP kelas 8.2008
Sifat-sifat bayangan yang
dibentuk oleh lensa cembung tergantung dari letak bendanya terhadap lensa.
2. Lensa
cekung
Ciri-ciri lensa cekung:
sifatnya menyebarkan berkas sinar (divergen) dan fokusnya bernilai negatif atau
minus (-). Ada 3 macam lensa cekung, yaitu :
a. Lensa
cekung-cekung (bikonkaf)
b. Lensa
cekung-cembung (konveks-konkaf)
c. Lensa
datar cekung (plan-konkaf)
Sumber: Buku IPA Wasis SMP kelas 8.2008
Gambar sinar istimewa dari lensa
Sumber: Buku IPA Wasis kelas 8.2008
a. Sinar
datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah dari titik fokus.
b. Sinar
datang menuju ke titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.
c. Sinar
datang menuju titik O tidak dibiaskan, tetapi diteruskan.
Bayangan pada lensa cekung:
Bayangan yang dibentuk lensa cekung selalu
maya/semu, diperkecil dan tegak.
Rumus lensa cekung:
f = 1/f(m), 1/f = 1/So+1/Si, M=Si/So,
M=hi/ho
F. Kekuatan
lensa
Daya atau kekuatan lensa
adalah kemampuan lensa untuk memancarkan atau mengumpulkan berkas cahaya.
Kekuatan lensa dapat dirumuskan dengan :
P=1/f(m) atau P=100/f(cm)
Dimana :
P: daya atau kekuatan lensa (dioptri)
f= fokus lensa
Catatan:
· Untuk
lensa cembung, P bernilai positif (+)
· Untuk
lensa cekung, P bernilai negatif (-)
· f(m)
untuk fokus lensa dengan satuan meter(m)
· f(cm) untuk fokus lensa satuan centimeter(cm)
Sumber From : http://johanespratomo.blogspot.co.id/2015/03/materi-cahaya-kelas-8.html
Materi IPA kelas 8 tentang Cahaya
4/
5
Oleh
Yussi's