Cahaya - WordPress.com

CAHAYA
Nama kelompok :
1.
2.
3.
4.
Orenta Ayu Retnani
Evi Khudriyah L.
Ike Desi Wulansari
Nur Azizah F.
14010644020
14010644022
14010644029
14010644035
PENDIDIKAN GURU SEKOLAH DASAR
FAKULTAS ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
A-2014
CAHAYA
Pengertian Cahaya
Sifat-Sifat Cahaya
Pemantulan Cahaya pada Cermin
Pembiasan Cahaya
Dispersi Cahaya
Penggunaan Cahaya
PENGERTIAN CAHAYA
Maxwell
menyatakan
bahwa sesungguhnya cahaya
merupakan
gelombang
elektromagnetik
karena
kecepatan
gelombang
elektromagnetik sama dengan
kecepatan
cahaya,
yaitu
sebesar 3 × 108 m/s.
Sebagai
sebuah
gelombang,
cahaya
dapat
dipantulkan dan dibiaskan,
serta mengalami polarisasi
dan interferensi.
Cahaya
dapat
merambat tanpa memerlukan
medium. Cahaya matahari
dapat sampai ke bumi dan
memberi
kehidupan
di
dalamnya.
Cahaya
merambat
dengan sangat cepat, yaitu
dengan kecepatan3 × 108
m/s, artinya dalam waktu
satu sekon cahaya dapat
menempuh jarak 300.000.000
m atau 300.000 km.
SIFAT-SIFAT CAHAYA
Cahaya
merambat
lurus
1. Cahaya Merambat Lurus
Cahaya merambat lurus dengan kecepatan
±300.000
km/detik.
Garis-garis
lurus
yang
menggambarkan cahaya disebut sinar cahaya.
Kumpulan sinar-sinar cahaya akan membentuk berkas
cahaya.
2. Cahaya dapat dipantulkan
Hukum pemantulan cahaya sebagaimana
dikemukakan oleh Snellius adalah sebagai berikut:
a. sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak
pada satu bidangdatar
b. sudut datang sama dengan sudut pantul.
Pemantulan Cahaya dibagi menjadi dua yaitu
pemantulan teratur dan pemantulan baur
Cahaya Merambat Lurus
PEMANTULAN CAHAYA pada CERMIN
1.
Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Cermin datar menghasilkan pemantulan teratur.
Oleh karena itu, bayangan yang dihasilkan dapat
digambarkan.
Sinar datang yang mengenai cermin datar akan
dipantulkan. Jika sinar datang tegak lurus terhadap
cermin akan dipantulkan tegak lurus cermin.
Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar
adalah sebagai berikut.
1) sama besar
2) tegak
3) berkebalikan
4) jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan
ke cermin
5) maya
2. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung
Pada cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa
seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah ini, yaitu
sebagai berikut.
- Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan
melalui titik fokus.
- Sinar datang melalui titik fokus, akan dipantulkan sejajar
sumbu utama.
-
Sinar datang melalui pusat kelengkungan akan
dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan
cermin.
Cermin cekung dibagi dalam empat ruang.
 Ruang yang terletak antara titik pusat optik (O)
sampai dengan ttitik fokus (F) disebut dengan ruang
I
 Ruang yang terletak antara titik fokus (F) sampai
dengan pusat kelengkungan cermin (M) disebut ruang
II
 Ruang yang berada di antara titik pusat
kelengkungan cermin (M) sampai tak terhingga
disebut ruang III
 Ruang antara titik pusatoptik (O) sampai tak
hingga disebut ruang IV
III
II
M
I
F
IV
O
Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung
 Jika benda berada di ruang I, maka bayangan
berada di ruang IV. Sifat bayangannnya adalah
maya, tegak, dan diperbesar.
 Jika benda berada di ruang II, maka bayangan
berada di ruang III. Sifat bayangannnya adalah
nyata, terbalik, dan diperbesar.
 Jika benda benda berada di ruang III, maka
bayangan berada di ruang II. Sifat bayangannya
adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.
2. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung
Cermin cembung mempunyai bagian-bagian sebagai berikut :
a. P : titik pusat kelengkungan cermin
b. F : titik fokus
c. O : titik pusat permukaan cermin
d. OF : jarak fokus, panjangnya ½ jari-jari kelengkungan cermin (
f)
e. OP : sumbu utama cermin
Ada tiga buah sinar istimewa pada cermin
cembung. Ketiga sinar istimewa tersebut dilukiskan
pada gambar berikut :
- Berkas sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan
dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F).
- Berkas sinar datang menuju titik fokus (F) akan
dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.
- Berkas sinar datang menuju pusat kelengkungan
(P) akan dipantulkan kembali seolah-olah berasal
dari pusat kelengkungan (P).
•
Untuk membentuk bayangan sebuah benda yang
terletak di depan cermin cembung, kita cukup
menggunakan 2 buah berkas sinar istimewa di atas.
Bayangan benda pada cermin cembung selalu
berada antara titik O dan F. Benda berada di
depan cermin cembung.
•
Sifat
bayangan
selalu
tegak,
maya,
diperkecil,terletak di antara titik O dan titik F.
Hubungan antara Jarak Benda, Jrak Bayangan
dan Jarak Titik Fokus
Persamaan yang berlaku pada cermin cembung
juga sama dengan persamaan pada cermin cekung,
yaitu:
Keterangan:
• f = jarak fokus
• s0 = jarak benda ke cermin
• si = jarak bayangan ke cermin
• M = perbesaran
• h0 = tinggi benda
• hi = tinggi bayangan
PEMBIASAN CAHAYA
Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan
atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium
yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan
cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :
1. Mendekati Garis Normal
Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika
cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke
medium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat
dari udara ke dalam air.
2. Menjauhi Garis Normal
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika
cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke
medium optik kurang rapat, contohnya cahaya
merambat dari dalam air ke udara.
A. Indeks Bias
Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya
pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil
dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat.
Menurut Christian Huygens (1629-1695) : “Perbandingan laju cahaya
dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks
bias.”
Secara matematis dapat dirumuskan :
Dimana :
n = indeks bias
c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 108
m/s)
v = laju cahaya dalam zat
b. Hukum Snellius
Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell
(1591 –1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut
datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum
Snellius yang berbunyi :
1. Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
2. Jika sinar datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih
rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Jika sinar datang dari
medium yang lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, sinar akan
dibiaskan mendekati garis normal.
1. Pembiasan Cahaya pada Lensa Cekung
Bentuk dan Sifat Lensa Cekung
• Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dari bagian
tepinya. Lensa cekung terdiri dari 3 macam yaitu :
1) Lensa bikonkaf (cekung ganda) yaitu lensa kedua permukaannya
cekung.
2) Lensa plankonkaf (cekung datar) yaitu lensa yang permukaannya
satu cekung dan yang lain datar.
3) Lensa konveks konkaf (meniskus cekung/cekung cembung) yaitu
lensa yang permukaannya satu cekung yang lainnya cembung.
• Lensa cekung bersifat divergen atau menyebarkan cahaya.
Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung.
• Lensa cekung bersifat seperti cermin cembung. Oleh karena itu, lensa cekung mempunyai
titik api (fokus) yang dinyatakan dengan negatif.
1) Tiga berkas cahaya/sinar istimewa pada lensa cembung
a. Sinar datang sejajar sumbu utama (SU) akan dibiaskan seolah-olah dari
titik api (f1)
b. Sinar datang seolah-olah menuju titik api (f2) akan dibiaskan sejajar
sumbu utama (SU).
c. Sinar datang melalui titik pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan melainkan
diteruskan.
Lensa cekung hanya dapat membentuk satu macam bayangan, yaitu bayangan maya dari
benda yang terletak di depan lensa dengan sembarang penempatan.
2) Pembentukan bayangan pada lensa cekung dan sifat bayangannya
• Sifat bayangan yang terjadi :
- maya (di depan lensa)
- tegak
- diperkecil
•
2. Pembiasan Cahaya pada Lensa Cembung
Bentuk dan Sifat Lensa Cembung (Positif)
• Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tebal
dari bagian tepinya. Lensa cembung terdiri dari 3 macam yaitu :
1. Lensa bikonveks (cembung ganda) yaitu lensa kedua
permukaannya cembung.
2. Lensa plankonveks (cembung datar) yaitu lensa yang
permukaannya satu cembung dan yang lain datar.
3. Lensa konkaf konveks (meniskus cembung/cembung cekung)
yaitu lensa yang permukaannya satu cembung yang lainnya cekung.
Lensa cembung bersifat konvergen atau mengumpulkan cahaya.
Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
SU
O
f1 dan f2
O - f1, O - f2 : f
R1 dan R2
I, II, III
(I), (II), (III), (IV)
: sumbu utama
: titik pusat optik lensa
: titik api (fokus) lensa.
: jarak titik api lensa.
: jari-jari kelengkungan lensa.
: nomor ruang untuk meletakkan benda
: nomor ruang untuk bayangan benda
1) Tiga berkas cahaya/sinar istimewa pada lensa cembung
a.Sinar datang sejajar sumbu utama (SU) akan dibiaskan melalui titi api (fokus/f)
b. Sinar datang melalui titik api (f) akan dibiaskan sejajar sumbu utama (SU)
c. Sinar datang melalui titik pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan melainkan diteruskan.
•
Lensa cembung mempunyai sifat seperti cermin cekung. Oleh karena itu
bayangan yang dibentukpun hampir sama, yaitu :
1. Bayangan nyata, terjadi dari perpotongan sinar-sinar bias yang
mengumpul. Bayangan nyata pada lensa cembung terjadi jika
benda terletak di ruang II dan III.
2. Bayangan maya, terjadi dari perpotongan perpanjangan sinarbias yang divergen (menyebar). Bayangan maya pada lensa
Cembung terjadi jika benda terletak di ruang I.
2) Pembentukan bayangan pada lensa cembung dan sifat
bayangannya
a. Benda terletak lebih jauh dari dua jarak fokus (di ruang III)
•
Sifat bayangan yang terjadi :
- nyata (dibelakang lensa)
- terbalik
- di ruang (II)
- diperkecil (dari III ke (II))
Hubungan antara Jarak Benda, Jarak Bayangan, dan
Jarak Titik Fokus
So = jarak benda ke lensa
Si = jarak bayangan ke lensa (bernilai negatif bila
bayangan yang dihasilkan
bersifat maya)
f = jarak titik api lensa (berharga positif)
M = perbesaran bayangan
ho = tinggi benda
hi = tinggi bayangan
DISPERSI CAHAYA
Apabila seberkas cahaya putih atau cahaya polikromatis
melewati sebuah prisma maka cahaya tersebut akan diuraikan
menjadi berbagai warna. Penguraian cahaya ini menjadi warnawarna cahaya monokromatis disebut dispersi (hamburan)
cahaya.
Terjadinya pelangi disebabkan oleh peristiwa dispersi
cahaya matahari melalui butiran air hujan di udara dan diurai
menjadi warna spektrum.
PENGGUNAAN CAHAYA
Sifat – sifat cahaya tersebut dapat
dimanfaatkan dalam pembuatan
berbagai
macam alat, diantaranya periskop, kaleidoskop,
dan lup.
1. Periskop
Awak kapal selam yang berada di kedalaman laut
dapat mengamati permukaan laut menggunakan
periskop. Periskop menerapkan sifat cahaya yang
berupa pemantulan. Cahaya dari atas permukaan laut
ditangkap oleh suatu cernin, kemudian dipantulkan
menuju mata pengamat di dalam kapal selam.
2. Kaleidoskop
Kaleidoskop adalah mainan yang dibuat
menggunakan cermin. Dengan alat ini, kamu dapat
membuat aneka macam pola yang mengagumkan. Pola
– pola ini diperoleh karena bayangan benda – benda
dalam kaleidoskop mengalami pemantulan berkali –
kali. Dengan demikian, jumlah benda terlihat lebih
banyak daripada benda aslinya.
3. Lup
Lup merupakan alat optic yang sangat sederhana.
Alat ini berupa lensa cembung. Lup berfungsi
membantu mata untuk melihat benda – benda kecil
agar tanmpak besar dan jelas.