Uploaded by rifkidwianisa15

CAHAYA

advertisement
CAHAYA
Disusun Oleh :
1. Indira Anggraeni Santosa
2. Ratih Perwitasari
3. Reefa Qudsiya
4. Septiana Anggraini
PENDIDIKAN BIOLOGI ROMBEL 1
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
TAHUN PELAJARAN 2014/2015
Kelajuan Cahaya

Kelajuan cahaya dalam ruang vakum (kecepatan
cahaya) adalah sebuah konstanta fisika yang
disimbolkan dengan huruf c (celeritas dari bahasa
Latin) yang berarti "kecepatan“
c = 299.792.458 m/s ≈ 3 x 108 m/s
Semakin jauh dari titik sumber gelombang,
muka gelombang menjadi lebih datar.
Macam-macam pemantulan
Pemantulan teratur,
yaitu bila cahaya
mengenai
permukaan yang
datar
Pemantulan baur, yaitu
bila cahaya
mengenai
permukaan yang
tidak rata
Pemantulan cahaya
Cahaya sebagai gelombang
dapat memantul bila mengenai
suatu benda.
Pemantulan cahaya sesuai
dengan hukum pemantulan yang
dikemukakan oleh Snellius
yaitu:
1.Sinar datang, sinar pantul dan
garis normal terletak pada satu
bidang datar
2.Sudut
datang sama dengan
sudut pantul
i=r
i
r
PEMANTULAN SEMPURNA
Jika sinar D dengan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis (i>ik), tidak
mungkin dihasilkan sinar bias dengan sudut bias > 90⁰. Jadi, sinar D tidak dapat
meninggalkan air. Dengan kata lain sinar D akan dipantulkan seluruhnya oleh
permukaan air kembali ke dalam air. Di sini, bidang batas air-udara
(permukaan air) bertindak seperti cermin datar sempurna. Peristiwa inilah
yang disebut pemantulan sempurna.
PEMANTULAN SEMPURNA
Syarat Terjadinya Pemantulan Sempurna
Dua syarat terjadinya pemantulan sempurna pada bidang batas
antara dua medium.
1.Sinar harus datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat.
2.Sudut datang lebih besar daripada sudut kritis.
.
CONTOH SOAL PEMANTULAN
SEMPURNA
Sebuah bak air mempunyai
kedalaman 1 m. Sebuah
benda titik terletak di dasar
bak. Agar benda tidak terlihat,
tentukan jejari bidang
lingkaran penghalang
cahaya yang harus diletakkan tepat di permukaan air sedemikian hingga benda
tidak tampak dari permukaan. Anggap indeks bias air
.
CONTOH SOAL PEMANTULAN
SEMPURNA
Penyelesaian:
Agar benda tidak tampak dari udara, sinar yang akan mengalami
pembiasan harus dihalangi. Untuk itu diperlukan bidang lingkaran
berjejari R seperti pada gambar. Untuk menentukan R, harus dihitung
dulu sudut kritis
sebagai berikut.
Sekarang perhatikan segitiga
Hukum pemantulan (snellius) :
1. Sinar datang, garis normal dan sinar
pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut datang = sudut pantul
Cermin Datar :
bentuk permukaannya datar
Pemantulan cahaya dari obyek (bunga
dan vas) pada cermin datar.
Bayangan pada cermin datar
h
S
S’
h’
S
S’
Dari gambar di atas, sifat bayangan pada cermin datar adalah:
- tegak
- sama besar
- sama jarak
- terbalik kiri-kanan
- maya
Sifat bayangan yang dibentuk oleh
cermin datar :
a. maya
b. jarak benda-cermin =
jarak bayangan-cermin
c. tegak
Sifat cermin datar
Panjang cermin minimum
Berapakah panjang
minimum cermin yang
diperlukan untuk
melihat bayangan
seluruh badan kita?
Perhatikan gambar!
Panjang minimum cermin
yang dibutuhkan adalah
setengah dari tinggi
badan kita.
½h
h
Jumlah bayangan
Berapakah banyaknya
bayangan yang
terbentuk bila kita
berada di depan dua
buah cermin yang
membentuk sudut α ?
Banyaknya bayangan yang
terbentuk dapat kita
hitung dengan
persamaan:
n=
360
-1
α
n = banyaknya bayangan
α = besar sudut
Cermin Lengkung
Cermin lengkung merupakan bagian bentuk bola.
Jika
bagian luar yang menjadi cermin,
disebut cermin cembung (convex);
Jika
maka
bagian dalam, cermin cekung (concave).
Pemantulan pada Cermin
Jenis: cermin cekung dan
cermin cembung.
 Garis yang melewati O:
sumbu utama cermin.
 Titik R : jari-jari kelengkungan
cermin.
 Jarak OF: panjang fokus

Cermin lengkung mempunyai sumbu
utama dan pusat kelengkungan (jari-jari
kelengkungan).
Hubungan radius cermin dengan panjang fokus:
R2f
1
f  R
2
Cermin Cekung
Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan
lapisan mengkilap pada bagian dalam.
Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya
R
f
Cermin cekung
Sinar-sinar istimewa :
Pemantulan pada Cermin Cembung
•
•
•
•
Cermin cembung (konveks) banyak
digunakan pada spion mobil atau motor,
memonitor pembeli beberapa toko besar.
Permukaan yang memantulkan cahaya
adalah permukaan bagian luar yang
cembung.
Bersifat menyebarkan cahaya disebut
divergen.
Titik fokus dan titik pusat kelengkungan
cermin berada di belakang cermin.
Pembentukan bayangan pada cermin cembung
objek
bayangan
F
Sifat bayangan: maya, diperkecil, tegak
C
Rambatan Cahaya (Prinsip Huygens)
Prinsip Huygens
“Setiap titik pada suatu muka gelombang dapat
dipandang sebagai pusat gelombang sekunder
yang memancarkan gelombang baru ke segala
arah dengan kecepatan yang sama dengan
kecepatan rambat
gelombang. Muka
gelombang yang baru diperoleh dengan cara
melukis sebuah permukaan yang menyinggung
(menyelubungi) gelombang – gelombang
sekunder tersebut.”
PEMBIASAN
Pengertian Pembiasan Cahaya :
Pembiasan cahaya merupakan peristiwa
pembelokan gelombang cahaya ketika melewati
bidang batas antara dua medium yang berbeda.
Pembiasan cahaya disebabkan adanya perubahan
kelajuan gelombang cahaya ketika cahaya
merambat melalui dua zat yang indeks biasnya
berbeda. Dengan demikian, pembiasan cahaya ini
sangat ditentukan oleh indeks bias bahannya.
Hukum Pembiasan
Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda
bernama Willebrord Snell (1591 -1626)
melakukan eksperimen untuk mencari
hubungan antara sudut datang dengan sudut
bias. Sudut bias adalah sudut antara sinar
bias dengan garis normal. Sedangkan sudut
datang adalah sudut antara sinar datang dan
garis normal. Oleh karena itu, pernyataan
tersebut dinamakan hukum Snell, atau lebih
dikenal dengan hukum Snellius
Hukum Snellius
Hukum Snellius 1 : “sinar datang, sinar bias,
dan garis normal terletak pada satu bidang
datar,dan ketiganya saling berpotongan.”
Adapun bunyi Hukum Snellius II adalah :
“Sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium
yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal.
Sebaliknya, sinar datang dari medium yang lebih rapat
menuju medium yang kurang rapat dibiaskan menjauhi
garis normal.”
Hukum pembiasan snellius dengan bentuk
persamaan matematis sebagai berikut :
sinθ1
v1
n1
sinθ2
v2
n2
Atau
n1 sinθ1 = n2 sinθ2
Atau
v1 sinθ2 = v2 sinθ1
Lambang θ1,θ2 merujuk pada sudut datang dan
sudut bias, dan pada kecepatan cahaya sinar
datang dan sinar bias. Lambang n1 merujuk pada
indeks bias medium yang dilalui sinar datang,
sedangkan n2 adalah indeks bias medium yang
dilalui sinar bias.Hukum Snellius dapat digunakan
untuk menghitung sudut datang atau sudut bias,
dan dalam eksperimen untuk menghitung indeks
bias suatu bahan
Indeks Bias
Kecepatan merambat cahaya pada tiap
medium berbeda-beda tergantung pada
kerapatan medium tersebut. Perbandingan
perbedaan kecepatan rambat cahaya ini
selanjutnya disebut sebagai indeks bias.
Ada dua macam indeks bias yaitu indek
bias mutlak dan indeks bias relatif.
Indeks Bias Mutlak
Indeks bias mutlak adalah perbandingan
kecepatan cahaya di ruang hampa dengan
kecepatan cahaya di medium tersebut.
Keterangan:
n : indeks bias mutlak medium
c : cepat rambat cahaya di ruang hampa
v : cepat rambat cahaya di suatu medium
Indeks bias mutlak medium yaitu indeks bias
medium saat berkas cahaya dari ruang hampa
melewati medium tersebut. Indek bias mutlak
suatu medium dituliskan n. Indeks bias mutlak
kaca dituliskan nkaca, indeks bias mutlak air
dituliskan nair dan seterusnya. Oleh karena c
selalu lebih besar dari pada v maka indeks bias
suatu medium selalu lebih dari satu (nmedium >1)
Indeks Bias Relatif
Indeks bias relatif adalah perbandingan indeks
bias suatu medium terhadap indeks bias
medium yang lain.
n1,2 = n1
atau
n2,1 = n2
n2
n1
 keterangan :
 n1,2 : indeks bias relatif medium 1 terhadap medium 2
 n2,1 : indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1
 n1 : indeks bias mutlak medium 1
 n2 : indeks bias mutlak medium 2
Setiap medium memiliki indeks bias yang
berbeda-beda, karena perbedaan indeks
bias inilah maka jika ada seberkas sinar
yang melalui dua medium yang berbeda
kerapatannya maka berkas sinar tersebut
akan dibiaskan.
Pada peristiwa pembelokan cahaya dari
medium 1 ke medium 2 ini besaran frekuensi
cahaya tetap atau tidak mengalami
perubahan.
Karena v = λf maka berlaku pula, dimana di
misalkan
sinθ1 =
λ1
sinθ2
λ2
Sehingga berlaku persamaan pembiasan:
sinθ1 = n2 = v1 = λ1
sinθ2 n1 V2 λ2
Keterangan:
n1 : indeks bias medium 1
n2 : indeks bias medium 2
v1 : cepat rambat cahaya di medium 1
v2 : cepat rambat cahaya di medium 2
λ1 : panjang gelombang cahaya di medium 1
λ2 : panjang gelombang cahaya di medium 2
PEMBIASAN PADA PRISMA
Bahan bening yang dibatasi oleh dua bidang permukaan
yang bersudut disebut prisma. Besarnya sudut antara
kedua permukaan itu disebut sudut pembias (β). Apabila
seberkas cahaya masuk pada salah satu permukaan prisma,
cahaya akan dibiaskan dari permukaan prisma lainnya. Karena
adanya dua kali pembiasan, maka pada prisma terbentuklah
sudut penyimpangan yang disebut sudut deviasi. Sudut deviasi
adalah sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari
perpanjangan cahaya datang dengan perpanjangan cahaya bias
yang meninggalkan prisma. P, Q, R, dan S menyatakan jalannya
cahaya dari udara masuk ke dalam prisma kemudian
meninggalkan prisma lagi
.
Persamaan sudut puncak prisma
β = sudut puncak atau sudut pembias prisma
r1 = sudut bias saat berkas sinar memasuki bidang
batas udara-prisma
i2 = sudut datang saat berkas sinar memasuki bidang
batas prisma-udara
Persamaan sudut deviasi prisma :
Keterangan :
D = sudut deviasi
i1 = sudut datang pada bidang batas pertama
r2 = sudut bias pada bidang batas kedua
berkas
sinar keluar dari prisma
β = sudut puncak atau sudut pembias prisma
Hasilnya disajikan dalam bentuk grafik
hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut
datang pertama :
dalam grafik terlihat deviasi
minimum terjadi saat i1 = r2
Persamaan deviasi minimum :
a. Bila sudut pembias lebih dari 15°
Keterangan :
n1 = indeks bias medium
n2 = indeks bias prisma
Dm = deviasi minimum
β = sudut pembias prisma
b. Bila sudut pembias kurang dari 15°
Keterangan
δ = deviasi minimum untuk b = 15°.
n2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap
medium
β = sudut pembias prisma
PRINSIP FERMAT
Pierre de Fermat (1601-1665)
matematikawan Perancis.
 Isi : Lintasan yang dilalui oleh cahaya untuk
merambat dari satu titik ke titik lain
adalah sedemikian rupa sehingga waktu
perjalanannya minimum

Maksudnya, ketika sinar cahaya merambat
antara dua titik, lintasannya pastilah yang
membutuhkan selang waktu terkecil.
 Atau : bahwa lintasan-lintasan dari sinar
cahaya yang merambat dalam medium
yang homogen adalah garis lurus, karena
suatu garis lurus adalah jarak terpendek
antara dua titik.

Hukum Pembiasan Snellius
n1 sin ϑ1 = n2 sin ϑ2
POLARISASI
Merupakan salah satu sifat cahaya yang
bergerak secara osilasi dan menuju arah
tertentu.
 Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan
arah getar gelombang pada cahaya yang acak
menjadi satu arah getar
 Polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah
bidang getar dari gelombang.

Mempunyai medan listrik  termasuk
gelombang elektromagnetik.
 Hanya dapat dialami oleh gelombang
transversal saja, sedangkan gelombang
longitudinal tidak.
 Pada umumnya, gelombang cahaya yang
mempunyai banyak arah getar  gelombang
tak terpolarisasi
 Gelombang yang hanya memiliki satu arah
getar  gelombang terpolarisasi

Gejala Polarisasi
Penjelasan :
Gejala polarisasi dapat digambarkan dengan
gelombang yang terjadi pada tali yang
dilewatkan pada celah.
 Apabila tali digetarkan searah dengan celah
maka gelombang pada tali dapat melewati
celah tsb.
 Sebaliknya jika tali digetarkan dengan arah
tegak lurus celah maka gelombang pada tali
tidak bisa melewati celah tsb.

Jenis Polarisasi Cahaya
Polarisasi linier  cahaya merambat
hanya dengan satu arah yang tegak lurus
terhadap arah rambatan atau bidang
medan listriknya.
Getaran yang dihasilkan : linier
 Polarisasi sirkuler  dapat diuraikan
menjadi 2 gelombang dengan polarisasi
linier
Getaran yang dihasilkan : melingkar


Polarisasi elips  dapat diuraikan menjadi
2 gelombang dengan polarisasi linier.
Getaran yang dihasilkan : elips
Ada 4 Fenomena
1.
2.
3.
4.
5.
Absorpsi selektif
Hamburan
Pemantulan
Pemantulan dan pembiasan
Pembiasan ganda (Birefringence)
1. Polarisasi karena Absorpsi

Selektif polaroid adalah suatu bahan yang
dapat menyerap arah bidang getar
gelombang cahaya dan hanya melewatkan
salah satu bidang getar yang disebut 
sinar yang terpolarisasi
Polarisator  untuk menghasilkan cahaya
terpolarisasi linier dari cahaya alami tak
terpolarisasi.
 Analisator  untuk mengubah arah
polarisasi & mengatur besar intensitas
cahaya yang akan diteruskan ke pengamat.
 Aplikasi pada kehidupan sehari-hari : sbg
pelindung pada kacamata dari sinar
matahari dan polaroid untuk kamera.

2. Polarisasi karena Hamburan
Terjadi pada peristiwa terhamburnya cahaya
matahari oleh partikel-partikel debu di
atmosfer yang menyelubungi bumi.
 Cahaya dapat terpolarisasi oleh partikel debu.

KENAPA LANGIT BERWARNA
BIRU YAK ????
3. Polarisasi karena Pemantulan
Penjelasan
Cahaya yang datang ke cermin dengan sudut
datang sebesar 57°, maka sinar yang terpantul
akan merupakan cahaya yang terpolarisasi.
 Cahaya yang berasal dari cermin I adalah cahaya
terpolarisasi yang akan dipantulkan ke cermin II.
 Apabila cermin II diputar sehingga arah bidang
getar antara cermin I dan cermin II saling tegak
lurus, maka tidak akan ada cahaya yang
dipantulkan oleh cermin II.

Peristiwa diatas menunjukkan terjadinya
peristiwa polarisasi.
 Cermin I  polarisator
 Cermin II  analisator
 Polarisator menyebabkan sinar yang tak
terpolarisasi menjadi sinar yang terpolarisasi
 Analisator akan menganalisis sinar tersebut,
merupakan sinar terpolarisasi atau tidak.

4. Polarisasi karena Pemantulan dan
Pembiasan

Polarisasi karena pemantulan dan
pembiasan dapat terjadi apabila cahaya
yang dipantulkan dengan cahaya yang
dibiaskan saling tegak lurus atau
membentuk sudut 90°.
Dimana cahaya yang dipantulkan
merupakan cahaya yang terpolarisasi
sempurna.
 Sedangkan sinar bias merupakan sinar
terpolarisasi sebagian.
 Sudut datang sinar yang dapat
menimbulkan cahaya yang dipantulkan
dengan cahaya yang dibiaskan merupakan
sinar yang terpolarisasi.

Sudut datang seperti ini dinamakan sudut
polarisasi (ip)  sudut Brewster.
 Pada saat sinar pantul dan sinar bias saling
tegak lurus (membentuk sudut 90°) akan
berlaku ketentuan bahwa :

i + r = 90°
atau
r = 90° - i
5. Polarisasi karena Bias Kembar
(Pembiasan Ganda)

Dapat terjadi apabila cahaya melewati
suatu bahan yang mempunyai indeks bias
ganda atau lebih dari satu, misalnya pada
kristal kalsit.
Cahaya lurus  cahaya biasa 
memenuhi hukum Snellius  cahaya ini
tidak terpolarisasi
 Cahaya dibelokkan  cahaya istimewa 
tidak memenuhi hukum Snellius  cahaya
yang terpolarisasi

Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

sport and healty

2 Cards Nova Aulia Rahman

Secuplik Kuliner Sepanjang Danau Babakan

2 Cards oauth2_google_2e219703-8a29-4353-9cf2-b8dae956302e

Tarbiyah

2 Cards oauth2_google_3524bbcd-25bd-4334-b775-0f11ad568091

Create flashcards