optik geometri

KONSEP OPTIK DAN
PERAMBATAN CAHAYA
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
• Optika = llmu yang membahas tentang cahaya.
• Optik terbagi menjadi 2: optika geometris dan
optika fisis.
• Optika Geometris membahas tentang
pemantulan dan pembiasan. Sedangkan
Optika Fisis membahas tentang Sifat-sifat
cahaya, interferensi cahaya, hakikat cahaya
dan pemanfaatan sifat-sifat cahaya.
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Sejarah
Pendapat para ahli tentang cahaya, diawali dengan teori penglihatan.
Pada zaman yunani kuno. Phytagoras (580-500 SM) dan Democritus (460-370
SM) berpendapat bahwa kita dapat melihat benda karena benda itu
mengeluarkan butir-butir yang masuk ke dalam mata. Empedocles (484-424
SM) , Plato (427-347 SM) dan Euclides (± 300 SM) berpendapat bahwa kita
dapat melihat benda karena dari mata kita keluar sesuatu, kemudian
menumbuk butir-butir yang dikeluarkan benda yang kita lihat itu.
Al-Kindi, seorang ilmuwan muslim menolak konsep tentang penglihatan
yang dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan
merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat. Namun,
menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan yang
berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.
Kemudian Al-Hasan (965-1038) berpendapat bahwa kita dapat melihat karena
ada cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda itu.
Sir Isac Newton merupakan salah satu ilmuwan yang mendukung
pendapat dari Al-Hasan, beliau mengemukakan pendapat bahwa dari sumber
cahaya dipancarkan partikel-partikel yang sangat kecil dan ringan ke segala
arah dengan kecepatan yang sangat besar. Bila partikel-partikel ini mengenai
mata, maka manusia akan mendapat kesan melihat benda tersebut
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Apakah cahaya itu?
• Cahaya menurut
• Sementara menurut
Newton (1642 - 1727)
Huygens ( 1629 terdiri dari partikel1695), cahaya adalah
partikel ringan
gelombang seperti
berukuran sangat kecil
halnya bunyi.
yang dipancarkan oleh
Perbedaan antara
sumbernya ke segala
keduanya hanya pada
arah dengan
frekuensi dan panjang
kecepatan yang sangat
gelombangnya saja.
tinggi.
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Eksperimen yang dilakukan oleh para
ilmuwan :
Thomas Young (1773 - 1829) dan
Agustin Fresnell (1788 - 1827) :
berhasil membuktikan bahwa cahaya dapat melentur
(difraksi) dan berinterferensi
merupakan sifat
dasar gelombang bukan partikel.
Maxwell (1831 - 1874) :
Cahaya
gejala kelistrikan dan kemagnetan
sehingga tergolong gelombang elektromagnetik.
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Dua fisikawan pemenang hadiah Nobel :
Max Planck (1858 - 1947) dan
Albert Enstein (1879 – 1955) :
Planck
Einstein
teori foton
cahaya dipancarkan dalam bentuk
paket-paket kecil yang disebut
kuanta (teori Kuantum)
menjelaskan peristiwa yang
dikenal dengan nama efek foto
listrik, yakni pemancaran
elektron dari permukaan logam
karena logam tersebut disinari
cahaya.
Disimpulkan : Cahaya menunjukkan sifat sebagai
gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat
sebagai partikel. Hal ini disebut dualisme cahaya
Sifat Gelombang Cahaya
Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk
gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat
dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108 m/s.
Sifat2 cahaya :
•
Dapat mengalami pemantulan (refleksi)
•
Dapat mengalami pembiasan (refraksi)
•
Dapat mengalami pelenturan (difraksi)
•
Dapat dijumlahkan/dipadukan (interferensi)
•
Dapat diuraikan (dispersi)
•
Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)
•
Bersifat sebagai gelombang dan partikel
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Pemantulan cahaya
• Jika sebuah batu
dijatuhkan ditengah kolam,
maka akan muncul
gelombang lingkaran dari
titik dimana batu
dijatuhkan.
• Sinar gelombang tegak
lurus terhadap muka
gelombang, menyatakan
arah kemana gelombang
menyebar/merambat.
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Pemantulan Gelombang Datar
Gelombang tali merupakan gelombang yang paling sederhana (1 dimensi) ,
selanjutnya kita akan membahas gelombang yang kompleks, yaitu
gelombang datar (2 dimensi). Contoh gelombang datar adalah gelombang
air. Sifat-sifat gelombang air dapat diamati dengan alat yang disebut tangki
riak atau tangki gelombang.
Perhatikan animasi berikut ini!
klik
Klik disini
Jika benda dijatuhkan, maka akan
terbentuk gelombang transversal
pada permukaan air. Hal ini terlihat
dengan adanya bukit dan lembah
air. Bukit ditunjukkan oleh bagian
yang cembung, sedangkan lembah
ditunjukkan oleh bagian yang
cekung.
Perhatikan animasi berikut ini!
Klik disini
bukit / cembung
lembah / cekung
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Pemantulan Gelombang Datar
Jika gelombang disinari dengan lampu, akan tampak bayang gelang dan
terang secara silih berganti. Bagian yang cembung menghasilkan
bayangan terang sedangkan bagian cekung menghasilkan bayangan
gelap. Jarak antara garis terang dengan garis terang berikutnya
merupakan panjang gelombang ().
Perhatikan animasi berikut ini!
sumber
gelombang
Klik disini
cembungan
arah
rambatan
play
cekungan
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Semakin jauh dari titik sumber gelombang,
muka gelombang menjadi lebih datar.
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
Pemantulan dari bidang rata disebut pemantulan
specular (biasa) ;
Jika permukaan bidang kasar disebut
pemantulan diffuse (baur)
Irnin Agustina D.A,M.Pd.
• Hukum pemantulan (snellius) :
1. Sinar datang, garis normal dan sinar pantul
terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut datang = sudut pantul
Irnin Agustina D.A,M.Pd.