Cahaya Dan Optik [PDF]

Citation preview

CAHAYA DAN OPTIK Sifat sifat cahaya 1. Cahaya merambat lurus 2. Cahaya dapat dipantulkan 3. Cahaya dapat di biaskan Pemantulan cahaya pada cermin datar Bayangan yang dibentuk pada cermin datar yaitu sama tegak, maya atau semu, jarak bayangan sama dengan jarak benda, tinggi bayangan sama dengan tinggi benda. pembentukan bayangan pada cermin datar yaitu 22122



Pemantulan cahaya pada cermin cekung Cermin cekung bersifat mengumpul sehingga disebut dengan cermin konvergen atau pengumpul cahaya. Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung yaitu 1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus 2. Sinar datang yang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali ke pusat kelengkungan tersebut



Lukisan bayangan pada cermin cekung



Rumus cermin cekung



Dengan S= jarak benda



S' = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari jari kelengkungan cermin M = perbesaran bayangan H’ = tinggi bayangan H = tinggi benda Cermin cekung adalah cermin positif sehingga nilai f dan R nya selalu positif. Bayangan yang dihasilkan yaitu 1. Di ruang IV maya, tegak dan diperbesar 2. Nyata terbalik diperbesar atau diperkecil Pemantulan cahaya pada cermin cembung Cermin cembung bersifat menyebar sehingga disebut dengan cermin divergen atau menyebarkan cahaya. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung yaitu 1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus 2. Sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan di pantulkan seolah-olah dari titik pusat kelengkungan itu



Lukisan bayangan pada cermin cembung Lukisan bayangan pada cermin cembung hanya satu jenis yaitu benda berada di ruang IV didepan cermin cembung karena ruang I, II, III berada dibelakang cermin cembung. Bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung selalu bersifat a. Maya b. Tegak c. Diperkecil dan selalu di ruang I



Rumus cermin cembung



Dengan S= jarak benda S' = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari jari kelengkungan cermin M = perbesaran bayangan H’ = tinggi bayangan H = tinggi benda Pada cermin cembung, nilai f dan R selalu negatif (-) sehingga disebut dengan cermin negatif. Pembiasan pada cahaya Didalam pembiasan cahaya berlaku hukum snellius yang menyatakan sebagai berikut 1. Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar 2. Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati titik normal. Sebaliknya sinar datang dari medium rapat menuju ke medium kurang rapat akan dibiaskan menjauhi titik normal 3. Perbandingan antara proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias selalu tetap. Yang disebut sebagai indeks bias



Indeks bias suatu medium Indeks bias suatu medium dinyatakan dengan rumus n2 C1 = n1 C2 n2 = indeks bias mediun n1 = indeks bias udara C1 = cepat rambat udara (3 x 10 8 m/s) C2 = cepat rambat cahaya dalam medium Ketika cahaya merambat melalui suatu medium, frekuensi cahaya tersebut akan tetap. Tetapi indeks bias dan cepat rambatnya berubah. Berdasarkan rumus C = λf dapat ditulis sebagai berikut: c1 f 1 λ1 λ1 n2 = = = c2 f 2 λ2 λ2



n = indeks bias medium λ 1 = panjang gelombang cahaya dalam udara (m) λ 2 = panjang gelombang cahaya dalam medium Pembiasan cahaya pada lensa cembung Sinar sinar istimewa pada lensa cembung yaitu 1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus 2. Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang melalui titik pusat optik maka akan diteruskan



Lukisan bayangan pada lensa cembung



Rumus lensa cembung Lensa cembung merupakan lensa yang bernilai positif sehingga titik fokus dan jari-jari kelengkungan bernilai positif.



Dengan S= jarak benda S' = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari jari kelengkungan cermin M = perbesaran bayangan H’ = tinggi bayangan



H = tinggi benda Kekuatan lensa dapat menggunakan rumus P = 1/f Dengan P = kekuatan lensa f = jarak fokus lensa dengan satuan meter



R = jari jari kelengkungan cermin M = perbesaran bayangan H’ = tinggi bayangan H = tinggi benda Pada lensa cekung, nilai f dan R selalu negatif (-) sehingga disebut dengan lensa negatif.



Pembiasan cahaya pada lensa cekung Lensa cekung disebut dengan lensa divergen atau lensa negatif Adapun sinar istimewa pada lensa cekung yaitu 1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah dari titik fokus 2. Sinar yang datang seolah olah dari titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama 3. Sinar yang datang dari pusat optik akan diteruskan



Apabila bayangan tersebut maya maka jarak bayangan akan selalu bernilai negatif Kekuatan lensa dapat menggunakan rumus P = 1/f Dengan P = kekuatan lensa f = jarak fokus lensa dengan satuan meter



Pembentukan bayangan pada lensa cekung Posisi benda selalu di ruang IV dari lensa cekung sehingga bayangan yang terjadi akan selalu maya, diperkecil, sama tegak dan berada di ruang I



Rumus lensa cekung



Dengan S= jarak benda S' = jarak bayangan f = jarak fokus



APLIKASI CAHAYA DAN OPTIK A. Mata Semua alat yang memanfaatkan lensa disebut alat optik. Bagian mata yang berfungsi dalam alat optik adalah lensa mata.



Fungsi mata 1. kornea mata berfungsi sebagai pelindung 2. Otot bersilia berfungsi sebagai menggerakaan lensa mata 3. iris atau selaput pelangi berfungsi untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata. untuk menentukan warna pada mata 4. pupil berfungsi untuk ,celah agar cahaya masuk ke dalam mata a. ketika gelap, pupil melebar agar cahaya yang masuk ke mata lebih banyak sehingga benda-benda disekitar kita dapat terlihat b. saat terang benderang pupil menyempit agar cahaya yang masuk sedikit sehingga mata kita tidak silau 5. lensa mata berfungsi mengatur pembiasan cahaya yang terjadi di mata 6. retina sebagai tempat terbentuknya bayangan Lensa mata dapat melakukan daya akomodasi. daya akomodasi adalah kemampuan mata untuk mencembung atau memipihkan lensanya sehingga sesuai dengan jarak benda.  pada saat melihat dekat mata berakomodasi maksimum



 







pada saat melihat jauh benda berakomodasi minimum titik dekat adalah jarak mata masih bisa terlihat dengan jelas dengan berakomodasi maksimum. PP= 25 cm jarak terjauh mata (PR= tak terhingga)



pada mata normal, benda yang terlihat selalu berada di ruang III sehingga bayangan terbentuk di ruang II (di retina) dengan sifat nyata, terbalik dan di perkecil Proses melihat cahaya masuk melalui kornea, selanjutnya cahaya akan masuk kedalam pupil, kemudian jumlah cahaya yang masuk akan di atur oleh iris. kemudian cahaya akan bergerak menuju lenda. lensa mata kamu berbentuk bikonvex (cembung depan dan belakang) seperti lensa pada kaca pembesar. saat pada lensa 1. ketika kamu melihat benda yang berada pada jarak jauh, oto siliaris akan mengalami relaksasi. sehingga lensa mata akan datar atau melihat benda tanpa akomodasi. 2. ketika kamu melihat benda pada jarak dekat otot siliaris akan mengalami kontraksi. sehingga lensa mata menjadi cembung pada kondisi ini mata berakomodasi maksimum



3. cahaya selanjutnya akan menuju ke retina dan membentuk bayangan. retina terdiri dari dua macam sel fotoreseptor yaitu sel batang dan sel kerucut. sel batang terjadi saat kita melihat warna dengan cahaya yang terang. sel kerucut melihat didaerah redup Gangguan pada indra pengelihatan 1.Hipermetreopi (Rabun dekat)  seseorang tidak dapat melihat pada jarak dekat (kurang lebih 30 cm) dengan jelas. tetapi juga bisa dapat melihat jelas pada titik dekat maksimal 25 cm (PP> 25 cm)  Hal ini karena bayangan jatuh dibelakang retina sehingga tidak jelas atau kaburmenggunakan kacamata positif (lensa cembung)



Kekuatan lensa kacamata yang diperlukan sesuai dengan rumus berikut : Ph = 100/s – 100/ pp f = 100/Ph 1. Miopi ( Rabun jauh) miopi adalah cacat mata yang disebabkan lensa mata cenderung mencembung sehingga titik jauh mata semakin dekat. a. seorang oenderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas b. bayangan terbentuk jatuh didepan retina c. menggunakan kacamata negatif d. menggunakan lensa cekung



kekuatan lensa = P = -100/PR 2. Presbiopia (Mata tua) adalah cacat mata yang disebabkan menurunnya daya akomodasi mata akibat melemahnya kerja otot mata saat memasuki usia lanjut. titik dekat penderita presbiopia lebih dari 25 cm (PP> 25 cm) sedangkan titik jauhnya kurang dari tak terhingga (PR< tak terhingga). 1. Presbiopia tidak dapat membaca dengan jelas pada jarak 25 cm 2. tidak dapat melihat dengan jelas, benda2 pada jarak jauh. 3. memakai lensa lengkap Buta Warna 1. terjadi akibat sel kerucut (sel yang mampu menangkap cahaya pada kondisi terang) tidak mampu menangkap warna. 2. buta warna di bagi menjadi warna buta warna total hanya dapat melihat warna hitam dan putih. jika buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu yaitu merah, hijau atau biru. Astigmatisme silinder adalah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada



lensa. tidak bisa menerima pandangan horizontal dan vertikal secara bersamaan. ALAT OPTIK DALAM KEHIDUPAAN SEHARI-HARI 1. Kamera  cahaya dipantulkan dari benda tersebut dan masuk ke lensa kamera  kamera memiliki diafragma dan pengatur cahaya untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke dalam lensa  untuk mengatur cahaya agar jelas maka menggunakan fokus  bayangannya nyata terbalik dan diperkecil



Aziz datang terlambat ke sekolah karena harus memberi makan ayam peliharaannya terlebih dahulu, akibatnya ia tidak mendapatkan tempat duduk dibarisan depan. Aziz memiliki cacat mata rabun jauh, sehingga menggunakan kacamata lensa cekung dengan kekuatan lensanya – 0,2 Dioptri menyebabkan bayangan benda yang dilihatnya jatuh pada jarak 20 meter. Aziz akhirnya duduk di tempat duduk pada barisan ke empat dari depan yang berjarak 6 meter dari LCD, dimana jarak LCD ke bangku barisan pertama yaitu 3 meter. Pada barisan berapa seharusnya Aziz duduk apabila jarak tiap barisan adalah sama? A. B. C. D.



Barisan ke 1 Barisan ke 2 Barisan ke 3 Barisan ke 4



Bassori yang mengendarai motor tiba-tiba berhenti disebuah toko karena hujan yang lebat. Ia melihat temannya Tiwi di kaca spionnya yang memiliki 1 perbesaran kali pada jarak 9 meter. Berapa titik 18 jari-jari kelengkungan kaca spion Bassori ?



2. Kaca Pembesar (LUP) lup merupakan kaca pembesar untuk memperbesar bayangan. lensa cembung yang mempunyai titik fokus yang dekat dengan lensanya. Benda yang akan diperbesar terletak di dalam titik fokus lup itu atau jarak benda ke lensa lup tersebut lebih kecil dibandingkan jarak titik fokus lup ke lensa lup tersebut. pembentukan bayangan pada lup dengan mata berakomodasi



A. B. C. D.



86 cm 96 cm 46 cm 36 cm