File

Optika
Geometri
Optika geometri mempelajari tentang pemantulan dan pembiasan
P pada cermin
datar
Pemantulan bahaya
P cermin
cekung
P pada cermin
lengkung
P cermin
cembung
OPTIKA GEOMETRI
Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat
gelombang akibat melewati bidang batas dua medium yang berbeda
Pembiasan pada lensa
lensa
lengkung
lensa
cekung
lensa
cembung
Standart Kompetensi
3. Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik
Kompetensi Dasar
3.1 Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan kuantitatif.
Indikator
1.
Mendefinisikan pengertian optika geometri
2. Menyelidiki pemantulan cahaya dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin
3. Menyelidiki pembiasan cahaya dan hubungannya dengan lensa
1|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
OPTIKA GEOMETRI
 Definisi Optike Geometri
Optika geometri mempelajari tentang pemantulan dan pembiasan.
 Pemantulan Cahaya (Refleksi)
Pemantulan adalah pembalikan arah gelombang karena mengenai sebuah permukaan.
Hukum Snellius tentang pemantulan:

Sudut datang, sudut pantul, dan garis normal terletak pada satu
bidang datar

Sudut datang = sudut pantul
Sudut datang (i) adalah sudut yang dibentuk antara
sinar datang dengan garis normal dan sudut pantul (r)
adalah sudut yang dibentuk antara sinar pantul
dengan garis normal.
 Pemantulan pada cermin datar
Sifat bayangan pada cermin datar:
a. Maya
b. Sama besar dengan bendanya (perbesaran
sama dengan 1)
c. Tegak
dan
berlawanan
arah
(terbalik)
terhadap bendanya
d. Jarak benda ke cermin sama dengan jarak
bayangan ke cermin
 Pemantulan pada cermin lengkung

Pemantulan pada cermin cekung (Konvergen/Positif)
Pembagian ruang pada cermin cekung
F = titik fokus/titik api
FO = jarak fokus
M = titik pusat lengkung cermin
O = titik tengah/pusat optik
MO = jari-jari lengkung cermin (R)
f = ½ R
2|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:

Pemantulan pada cermin cembung (Divergen/Negatif)
Pembagian ruang pada cermin cembung
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:
Dengan pembagian ruang, sifat-sifat bayangan yang terjadi pad cermin
lengkung dapat ditentukan dengan mudah. Sistem penentuan sebagai berikut:
No ruang benda + No ruang bayangan = 5
Bayangan yang terletak di depan cermin adalah nyata dan terbalik
Bayangan yang terletak di belakang cermin adalah maya dan tegak
Bila no ruang bayangan lebih besar daripada no ruang benda, maka
bayangan diperbesar
Bila no ruang bayangan lebih kecil daripada no ruang benda, maka
bayangan diperkecil
 Rumus-rumus cermin lengkung

Hubungan jarak benda, jarak fokus dan jarak bayangan
𝟏
𝐟
𝟏
𝟏
𝐬
𝐬′
= +
s = jarak benda ke cermin
3|Fisika
SMA
X
(2)/MA
s’ = jarak bayangan ke cermin
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika

Geometri
Perbesaran bayangan
ℎ′
𝑠′
𝑀 = |ℎ | = |𝑠|
M = perbesaran
h’ = tinggi bayangan

h = tinggi benda
Perjanjian tanda untuk menggunakan rumus umum cermin lengkung:
s bertanda (+) jika benda terletak di depan cermin (benda nyata)
s bertanda (–) jika benda terletak di belakang cermin (benda maya)
s’ bertanda (+) jika bayangan terletak di depan cermin (benda nyata)
s’ bertanda (–) jika bayangan terletak di belakang cermin (benda maya)
f dan R bertanda (+) jika pusat lengkung cermin terletak di depan cermin
(cermin cekung)
f dan R bertanda (–) jika pusat lengkung cermin terletak di belakang cermin
(cermin cembung)
Contoh Soal
1. jarak fokus sebuah cermin cekung 8 cm, dan benda diletakkan di depan cermin
sejauh 20 cm. Tentukan:
a. letak bayangan
b. perbesaran
c. sifat bayangan
2. sebuah benda yang tingginya 5 cm diletakkan tegak pada jarak 30 cm di depan
cermin cembung yang jari-jarinya 40 cm. Tentukan letak bayangannya....
(12 cm di belakang cermin)
Kaji Soal
1. Suatu benda setinggi 8 cm diletakkan 15 cm di depan cermin cembung yang
memiliki jari-jari kelengkungan 45 cm. Tentukan:
a. Letak bayangan
b. Perbesaran
c. Tinggi bayangan
d. Sifat-sifat bayangan
2. Bila sebuah benda diletakkan sejauh 15 cm dari cermin cekung dengan titik fokus 10
cm, maka di mana bayangan akan tercipta dan bagaimana sifatnya?
4|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
 Pembiasan Cahaya (Refraksi)
Pembiasan adalah peristiwa pembelokan arah rambat gelombang akibat melewati
bidang batas dua medium yang berbeda.
Hukum Snellius tentang pembiasan:
Hukum I Snellius “sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu
bidang datar”
Hukum II Snellius
“jika sinar datang dari medium kurang
rapat ke medium lebih rapat (misal
udara ke air atau udara ke kaca) maka
sinar
dibelokkan
mendekati
garis
normal”
“Jika sinar datang dari medium lebih
rapat ke medium kurang rapat (misal
dari air ke udara) maka sinar dibelokkan
menjauhi garis normal.
Persamaan Snellius
𝒏=
𝒔𝒊𝒏 𝜽𝒊
𝒔𝒊𝒏 𝜽𝒓
Keterangan:
𝜃𝑖 = sudut datang
𝜃𝑟 = sudut bias
𝑛 = indeks bias
Indeks bias mutlak adalah ukuran kemampuan suatu medium untuk membelokkan
cahaya.
Secara umum, untuk dua medium (medium 1 dan medium 2) persamaan snellius
berbentuk:
n1 sin 𝜽𝟏 = n2 sin 𝜽𝟐
𝒏𝟐𝟏 =
𝒏𝟐
𝒏𝟏
=
𝐬𝐢𝐧 𝜽𝟏
𝐬𝐢𝐧 𝜽𝟐
5|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
Keterangan:
n1, n2 = indeks bias mutlak medium 1, medium 2
𝜃1 , 𝜃2 = sudut datang dalam medium 1, dalam medium 2
n21 = indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1
Hubungan cepat rambat, frekuensi, panjang gelombang cahaya dengan indeks bias
v1 n1 = v2 n2
𝝀𝟏 n 1 = 𝝀𝟐 n 2
Kesimpulan:
Ketika cahaya merambat dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat (n 1 < n2),
maka:

Cepat rambat cahaya dalam medium kedua lebih kecil daripada medium pertama
(v2 < v1)

Frekuensi cahaya sama dalam kedua medium (f1 = f2 = f)

Panjang gelombang cahaya dalam medium kedua lebih kecil daripada medium
pertama (𝜆2 < 𝜆1)
Cepat rambat cahaya memiliki nilai terbesar dalam vakum/udara, yaitu c = 3 x 10 8 m/s.
Contoh Soal
1. Jika indeks bias kaca 3/2 dan indeks bias air 4/3 tentukan indeks bias kaca relatif
(9/8)
terhadap air?
2. Cepat rambat cahaya di udara 3 x 108 m/s dan frekuensinya 6 x 1014 Hz, hitung:
a. Cepat rambat cahaya dalam kaca (indeks bia 3/2)
(2 x 108 m/s)
b. Panjang gelombang cahaya di udara
(5 x 10-7 m)
c. Panjang gelombang cahaya dalam kaca
(𝟑 x 10-7 m)
𝟏
Kaji Soal
1. Jika indeks bias kaca 3/2 dan indeks bias air 4/3 tentukan indeks bias air relatif
terhadap kaca?
2. Seberkas sinar cahaya lewat dari udara menuju ke kaca (indeks bias kaca 3/2). Jika
sudut antara sinar datang dan bidang batas udara-kaca 60o, hitung besar sudut bias
dalam kaca?
6|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
 Pembiasan Cahaya pada Lensa
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh
dua bidang lengkung.
Dalam subbab ini kita batasi pembahasan kita
pada lensa bola (lensa sferik) yang tipis.
Lensa tipis adalah lensa dengan ketebalan yang
dapat diabaikan terhadap diameter lengkung
lensa.
Lensa Cembung (Konveks/Positif)
Lensa Cekung (Konkaf/Negatif)
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung
Rumus untuk Lensa Tipis
𝟏
𝒇
𝟏
𝟏
𝒔
𝒔′
= +
7|Fisika
𝒉′
𝒔′
𝒉
𝒔
𝑴=| |=| |
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
Perjanjian tanda untuk menggunakan rumus lensa tipis:
s bertanda (+) jika benda terletak di depan lensa (benda nyata)
s bertanda (–) jika benda terletak di belakang lensa (benda maya)
s’ bertanda (+) jika bayangan terletak di belakang cermin (bayangan nyata)
s’ bertanda (–) jika bayangan terletak di depan cermin (bayangan maya)
f bertanda (+) untuk lensa cembung/konveks/konvergen
f bertanda (–) untuk lensa cekung/konkaf/divergen
Contoh Soal
1. sebuah benda diletakkan 30 cm di depan lensa konvergen dengan jarak fokus 15
cm. Tentukan:
a. letak bayangan
(30 cm di belakang lensa)
b. perbesaran bayangan
(1)
c. sifat-sifat bayangan
(nyata, terbalik, sama besar)
Kaji Soal
1. sebuah benda diletakkan 30 cm di depan lensa divergen (cekung) dengan jarak
fokus 15 cm. Tentukan:
a. letak bayangan
b. perbesaran bayangan
c. sifat-sifat bayangan
2. bila benda berada pada ruang I dari suatu lensa cembung, maka sifat-sifat
bayangan adalah......
a. nyata, tegak, diperkecil
c. nyata, terbalik, diperbesar
b. maya, terbalik, diperkecil
d. maya, tegak, diperbesar
Kaji Soal UN
1. seberkas cahaya sejajar dijatuhkan pada sebuah lensa cekung. Pada lensa berkas
cahaya tersebut mengalami.... (UAN 2003)
a. pembiasan sehingga sinar menyebar
b. pemantulan sehingga sinar menyebar
c. pembiasan sehingga sinar mengumpul
d. pemantulan sehingga sinar mengumpul
e. pembiasan tetapi sinarnya tetap sejajar
8|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari
Optika
Geometri
2. sebuah benda diletakkan pada jarak 15 cm di depan lensa cembung yang jarak titik
apinya 20 cm bayangan dan sifat bayangannya adalah..... (UAN 2004)
a. 15 cm di belakang lensa, maya, terbalik
b. 30 cm di depan lensa, maya, diperbesar
c. 30 cm di belakang lensa, nyata, diperbesar
d. 60 cm di depan lensa, tegak, diperbesar
e. 60 cm di depan lensa, tegak, diperkecil
3. Bayangan yang terbentuk oleh cermin cekung dari sebuah benda setinggi h yang
ditempatkan pada jarak lebih kecil dari f (f = jarak fokus cermin) bersifat ... (UAN
2001)
a. maya, tegak, diperkecil
d. nyata terbalik, diperbesar
b. maya, tegak, diperbesar
e. nyata, terbalik, diperkecil
c. nyata, tegak, diperkecil
4. Jika benda diletakkan pada pertengahan di antara titik api dan permukaan cermin
cekung, maka bayangan yang terbentuk :
(1) diperbesar dua kali
(2) tegak
(3) mempunyai jarak bayangan = jarak fokus
(4) maya
Pernyataan yang benar adalah ... (UAN 2004)
a. 1, 2 dan 3
d. 4
b. 1 dan 3
e. semua benar
c. 1 dan 4
Daftar Pustaka
 Banun, Choirul dan Supriyana. 2013. Fresh UpdateTop No 1 Fisika SMA/MA untuk
Kelas 1, 2 & 3. Jakarta: Wahyumedia.
 Kanginan, Marten. 2007. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta. Erlangga.
 Sulistyahadi. 2010. Bahas Tuntas 1001 Soal Fisika SMA. Jakarta. Pustaka
Widyatama.
 http://www.drzpost.com/reading-315-Cermin-Cekung-dan-Cermin-CembungFisika.html
 http://kanggurufisika.com/?p=564
9|Fisika
SMA
X
(2)/MA
Nurul
Huda/BY
Triyanti
Mandasari