GELOMBANG II

12/24/2013
GELOMBANG II
1
MATERI
Gelombang elektromagnetik (Optik)
Refleksi, Refraksi, Interferensi gelombang optik
Pembentukan bayangan cermin dan lensa
Alat-alat yang menggunakan prinsip optik
1
12/24/2013
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik
• Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa
medium
• merupakan gelombang transversal
• tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan
magnet maupun medan listrik
• dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi),
perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi)
• Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan,
sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding
lurus
SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
2
12/24/2013
Spektrum Elektromagnetik
•
•
•
•
•
•
•
•
Gel. Radio :  > 1 m
Gel. Mikro : 1 mm >  >1 m
Gel. Inframerah : 700 nm >  > 1000 nm
(Radiasi termal) suhu 3 K – 3000 K  atom/mol berubah energi dalam
(vibrasi dan rotasinya)
Cahaya tampak : 400 nm >  > 700 nm, atom transisi dari energi tinggi ke
rendah.
Gel. UV : 1 nm >  >400 nm, transisi elektron terluar atau dari termal
matahari dgn suhu > 6000 K
Sinar-X : 0,01 nm >  >10nm, transisi elektron yang lebih dalam atau partikel
diperlambat
Sinar Gamma :  < 10pm, transisi inti atom atau peluruhan radioaktif
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 (interferensi)
• Dapat diuraikan (dispersi)
• Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)
• Bersifat sebagai gelombang dan partikel
3
12/24/2013
Refleksi, Refraksi, Interferensi
gelombang optik
Refleksi dan Refraksi Permukaan Datar
Hukum Refleksi dan Refraksi Bidang Datar
a. Sinar yang direfleksikan dan
direfraksikan terletak pada satu bidang
yang dibentuk oleh sinar datang dan
normal bidang batas dititik datang.
b. Untuk refleksi : 1’ =1
c. Untuk refraksi : Sin 1 = n12 Sin 2
n12 : indeks bias
4
12/24/2013
Berdasarkan hukum ini dapat diturunkan
persamaan indeks bias kaca prisma terhadap
udara yaitu
Interferensi Cahaya
• Adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya.
• Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua
gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan
amplitudo yg sama serta selisih fase tetap.
Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu
• Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling
memperkuat atau konstruktif)
• Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling
memperlemah atau destruktif)
5
12/24/2013
Paduan gelombang
Pembentukan bayangan cermin dan
lensa
6
12/24/2013
• Pemantulan Cahaya
• Hukum Pemantulan Cahaya
• Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu
bidang datar.
• Sudut datang (i) = sudut pantul (r)
Pemantulan Cahaya
Fenomena pemantulan cahaya ada dua jenis, yaitu :
a. Pemantulan difuse (membaur) : pemantulan cahaya ke
segala arah
b. Pemantulan teratur : pemantulan cahaya dengan arah
teratur
7
12/24/2013
Macam-macam pemantulan
• Pemantulan teratur, yaitu bila
cahaya mengenai permukaan
yang datar
• Pemantulan baur, yaitu bila
cahaya mengenai permukaan
yang tidak rata
Pemantulan Cahaya
Hukum Pemantulan Cahaya
• Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu
bidang datar.
• Sudut datang (i) = sudut pantul (r)
8
12/24/2013
Bayangan pada cermin datar
h’
h
S
S’
S
S’
Dari gambar di atas, sifat bayangan pada cermin datar adalah:
- tegak
- sama besar
- sama jarak
- terbalik kiri-kanan
- maya
Sifat cermin datar
9
12/24/2013
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
α
n = banyaknya bayangan
- 1 α = besar sudut
Cermin Cekung
• Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan
mengkilap pada bagian dalam.
• Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya
10
12/24/2013
Tiga sinar utama pada cermin cekung
Pembentukan bayangan pada cermin cekung
11
12/24/2013
Persamaan Cermin Cekung
Cermin cekung memiliki persamaan:
1
f
1
=
s
+
1
s’
M=
s’
s
=
h’
h
Ket. f = fokus
s = letak benda
s’ = letak bayangan
M = perbesaran bayangan
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
Contoh:
Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah
cermin cekung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah:
a. letak bayangan
b. perbesaran bayangan
c. tinggi bayangan
s’ = -30 cm (maya, tegak)
Dik. h = 20 cm
f = 15 cm
s = 10 cm
Dit. a. s’ , b. M , c. h’
Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’
1/15 = 1/10 + 1/s’
1/s’ = 1/15 – 1/10
= 2/30 – 3/30
= -1/30
b. M = |s’/s|
= 30/10
= 3 (diperbesar)
c. M = h’/h
3 = h’/20
h’ =20 x 3
= 60 cm
12
12/24/2013
Penggunaan cermin cekung
• Kaca rias
Cermin cekung dengan fokus yang besar dapat dijadikan kaca rias,
karena menghasilkan bayangan yang diperbesar
• Parabola
Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena sifatnya yang
mengumpulkan gelombang
• Teropong
Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler
13
12/24/2013
Cermin Cembung
• Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin
di bagian luar.
• Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya.
Tiga sinar utama pada cermin cembung
14
12/24/2013
Pembentukan bayangan
f
R
Sifat bayangan:
tegak
maya
diperkecil
Persamaan Cermin Cembung
Cermin cembung memiliki persamaan:
1
𝑓
1
𝑠
= +
1
𝑠′
𝑀=
𝑠′
𝑠
=
ℎ′
ℎ
Ket. f = fokus (selalu negatif)
s = letak benda
s’ = letak bayangan (selalu negatif)
M = perbesaran bayangan
h = tinggi benda
h’ = tinggi bayangan
15
12/24/2013
Contoh:
Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah
cermin cembung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah:
a. letak bayangan
b. perbesaran bayangan
c. tinggi bayangan
Dik. h = 20 cm
f = -15 cm
s = 10 cm
Dit. a. s’, b. M, c. h’
Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’
1/-15 = 1/10 + 1/s’
1/s’ = -1/15 – 1/10
= -2/30 – 3/30
= -5/30
s’ = -30/5
= -6 cm
b. M = |s’/s|
= 6/10
= 0,6
c. M = h’/h
0,6 = h’/20
h’ =20 x 0,6
= 12 cm
Cermin Cembung dalam kehidupan sehari-hari
• Cermin cembung memiliki sifat selalu membentuk bayangan yang
tegak, maya dan diperkecil, sehingga cermin ini mampu
membentuk bayangan benda yang sangat luas. Dengan sifat ini
maka cermin cembung banyak digunakan pada:
•
kaca spion pada kendaraan
•
kaca pengintai pada supermarket
•
kaca spion pada tikungan jalan
16
12/24/2013
Lensa
Lensa
17
12/24/2013
Alat-alat yang menggunakan prinsip optik
Mata
• Memiliki sebuah lensa yg berfungsi sbg
alat optik.
• Mata mempunyai penglihatan yang jelas
pada daerah yang dibatasi oleh dua titik
yaitu titik dekat/ punctum proximum (titik
terdekat yg masih dapat dilihat jelas oleh
mata yg berakomodasi sekuat2nya) dan
titik jauh/punctum remotum (titik terjauh yg
masih dapat dilihat jelas oleh mata yg tak
berakomodasi)
18
12/24/2013
Lup
Menggunakan sebuah lensa cembung.
Untuk melihat benda2 kecil sehingga tampak lebih besar dan jelas.
Sifat Bayangan : Maya (didepan lup), tegak, diperbesar.
Perbesaran Anguler :
mata tak berakomodasi
mata berakomodasi maks
 

Sn
1
f
Sn
f
γ = perbesaran anguler
Sn = titik dekat orang normal f = jarak fokus lup
Mikroskop
19
12/24/2013
Mikroskop
• Untuk melihat detail benda lebih jelas dan lebih besar.
• Menggunakan 2 lensa positif, sebagai lensa objektif dan lensa okuler.
• Melihat bayangan benda tanpa akomodasi
m
S ob '
S ob
 Sn


x

1
 f

 ok

• Melihat bayangan benda dengan berakomodasi
m
S ob ' S n
x
S ob f ok
Sob = jarak benda ke lensa objektif
Sob’ = jarak bayangan ke lensa objektif
Sn = jarak titik dekat mata normal
fok = jarak fokus lensa okuler
Soal
Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objektif dari sebuah
mikroskop. Jarak fokus lensa objektifnya 0,9 cm, jarak fokus lensa
okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan
perbesaran oleh mikroskop tsb.
20
12/24/2013
Teropong Bintang
Menggunakan 2 lensa positif.
Beda teropong bintang dg mikroskop :
mikroskop : fob < fok, letak benda dekat dg lensa objektif
teropong bintang: fob >> Fok, letak benda di jauh tak berhingga
Untuk mata tanpa akomodasi
m
f ob
f
 ob
sok
f ok
 S n  f ok


Sn





Untuk mata berakomodasi maksimum
m
f ob
f ok
Kelas G
• Dian No Absen 14
21
12/24/2013
TERIMA KASIH
22