Materi Cahaya & Alat Optik Kelas 8 Tingkat SMP (Rangkuman)
Cahaya
Cahaya merupakan suatu energi berupa gelombang dan partikel
- Cahya memiliki beberapa sifat, sebagai berikut:
- Cahya merambat lurus
- Dapat menembus benda bening
- Terjadinya pemantulan/refleksi
- Terjadinya pelenturan/difraksi
- Terjadinya pembiasan/refleksi
- Memiliki energi
- Bisa merambat tanpa medium
- Merupakan gelombang dan partikael (dualisme)
- Memancar dalam bentuk radiasi
Bayang-bayang
Bayang-bayang adalah daerah yang tidak terkena cahaya (daerah gelap) karena cahaya yang mengenai suatu permukaan terhalang oleh benda tertentu.
A. Umbra/ bayang-bayang gelap: bayng-bayang yang tidak dilalui oleh berkas-berkas cahaya. Umbra terjadi ketika peristiwa gerhana bulan, dimana matahari yang seharusnya mengenai bulan terhalang oleh bumi.
B. Penumbra / bayang-bayang samar: bayang-bayang yang masih dilalui sedikit oleh barkas cahaya. Penumbra berada di sekitar umbra dengan wilayah yang lebih luas dibandingkan wialayah umbra, penumbra juga terjadi ketika gerhana bulan, dimana cahaya matahari tidak sampai ke bulan secara sempurna.
Pemantulan Cahaya
Pemantulan cahaya adalah perubahan arah rambat cahaya ke arah sisi permukaan asalnya dengan sudut pantul cahaya akan sama dengan sudut datangnya, setelah menumbuk antar muka dua permukaan
Hukum pemantulan cahaya adalah perubahan arah rambat cahaya ke arah sisi permukaan asalnya dengan sudut pantul cahaya akan sama dengan sudut datangnya. Setelah menumbuk antar muka dua permukaan.
- Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar dan berpotongan di satu titik.
- Sudut datang, sama besar dengan sudut pantul (i=r)
Berdasarkan permukaan bidang pantulnya, pemantulan cahaya dibedakan menjadi dua jenis:
- Pemanatulan teratur, ketika seberkas sinar yang sejajar jatuh pada bidang dater (misal; cermin) sehingga sinar dipantulkan pada arah yang sejajar. Pemantulan teratur menghasilkan bayangan yang jelas.
- Pemantulan baur / difus ketika seberkas sinar yang sejajar jatuh pada bidang rata atau berlekuk-lekuk, sehingga sinar dipantulkan ke segala arah dan mengakibatkan intensitas cahaya tidak terlalu besar.
Pembiasan Cahaya atau Difraksi Cahya
Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah cahaya ketika melewati bidang batas antara satu medium lainnya yang berbeda kerapatan optikanya. Pembiasan cahaya terjadi akibat kecepatan cahaya berbeda pada setiap medium.
Hukum yang berlaku pada pembiasan cahaya, yaitu:
- Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar dan berpotongan di satu titik.
- Bila sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Ini berarti sudut bias lebih kecil dari pada sudut datangnya.
- Jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, cahaya akan dibiaskan menjahui garis normal. Maka, sudut datang lebih kecil dari pada sudut bias.
- Jika sinar datang tegak lurus batas dua medium, maka sinar tidak dibiaskan melainkan akan diteruskan.
Rumus- rumus yang berlaku pada pembiasan cahaya
n = c/v
keterangan:
n= indeks bias medium
c= cepat rambat cahaya di ruang hampa (3 x 10 pangkat8 m/s
v= cepat rambat cahaya dalam medium (m/s)
Indeks bias medium adalah nilai perbandingan antara proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias pada bidang bias
keterangan:
D = dudut devisi
i = sudut datang
r = sudut bias
P = sudut pembias
Sudut devisi adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dan sianar bias yang meninggalkan prisma.
Alat Optik
Alat optik adalah alat yang cara kerjanya menggunakan proses pemantulan dan pembiasa cahaya, yaitu:
Cermin
Jenis - jenis cermin:
A. Cermin cembung; cermin negatif, cermin yang lengkungan permukaannya mengarah ke luar. Cermin sembung bayangannya bersifat maya, tegak, diperkecil, dan terletak di belakang cermin. Keistimewaan sinar cermin cembung, yaitu;
- Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali seolah-olah dari titik pusat kelengkungan tersebut.
- Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.
- Sinar datang yang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
B. Cermin cekung; cermin positif, cermin yang lengkungan permukaannya mengarah ke dalam. Bersifat mengumpulkan cahaya/konvergen. Keistimewaan sinar cermin cekung yaitu;
- Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut.
- Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulakan melalui titik fokus.
- Sinar datang yang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
C. Cermin datar; cermin yang terbuat dari kaca yang salah satu bagian pada permukaannya dilapisi amalgam perak. Cermin datar bayangannya bersifat:
- Sama besar dan simetris
- Maya, tidak dapat ditangkap layar
- Jarak bayangan terhadap cermin sama dengan jarak benda terhadap cermin
- Tegak, arah bayangan sama dengan arah bendanya
Rumus yang berlaku pada cermin cekung dan cermin cembung, yaitu;
Keterangan:
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda (cm)
s = jarak bayangan(cm)
M = perbesar bayangan
h = tinggi benda (cm)
h = tinggi bayangan (cm)
f bertanda positif apabila cerminnya cekung, dan f bertanda negativ apabila cerminnya cembung.
Lensa
Jenis-jenis Lensa.
Lensa Cekung
Lensa cekung adalah lensa dengan bagiana tengah lebih tipis dibandingkan dengan bagian tepinya. Keistimewaan sinar pada lensa cekung, yaitu:
- Sinar datang yang melalui titik pusat lensa (O) akan diteruskan lurus tanpa dibiaskan.
- Sinar datang yang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus F1.
- Sinar datang yang seolah- olah menuju titik fokus f2 akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
Jenis-jenis lensa cekung ada 3, yaitu:
- Bikonkaf: lensa cekung ganda
- Plankonkaf: lensa cekung datar
- Konveksi konkaf: lensa cekung cembung
Lensa Cembung
Lensa cembung adalah lensa dengan bagian tengah yang lebih tebal dibandingakan begian tepinya. Keistimewaan sinar pada lensa cembung, yaitu:
Kterangan
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda (cm)
s = jarak bayangan
M = perbesaran bayangan
h = tinggi benda (cm)
h = tinggi bayangan (cm)
P = kekuatan lensa (dioptri)
f bertanda negatif apabila lensanya cekung, dan f bertanda positif apabila lensanya cembung.
Aplikasi lensa
Alat-alat mata yang digunakan untuk menerima cahaya pada lensa:
Mata
a. Terdapat lensa mata yang digunakan untuk menerima cahaya yang dipantulkan oleh benda yang kita lihat.
b. Daya akomodasi, yaitu:
- Kemampuan lensa matya untuk menipis atau menebal sesuai dengan jarak benda yang dilihat.
- Punctum proximun (titik terdekat yang dapat di lihat oleh mata) dan punctum remotum (titik terjauh yang dapaty di lihat oleh mata)
Jenis-jenis cacat mata, antaranya:
- Rabun dekat (hipermetropi): mata tidak dapat melihat benda yang berjarak dekat, penderitanya dapat dibantu dengan kacamata berlensa cembung.
- Rabun jauh (miopi): mata tidak dapat melihat benda yang berjarakjauh, penderitanya dapat dibantu dengan kacamata berlensa cekung.
- Mata tua (presbiopi): mata tidak dapat melihat benda-benda yang berjarak jauh dan dekat. Penderitanya orang- oeang lanjut usia dan dapat dibantu dengan kacamata berlensa ganda (lensa cembung dan cekung)
Mikroskop
Mikroskop bermanfaat untuk melihat benda-benda yang berukuran sangat kecil (mikro). Lensa-lensa yang terdapat pada mikroskop, yaitu:
- Lensa okuler, lensa yang letaknya dekat dengan mata pengamat. Sifat bayangannya maya, tegak dan diperbesar.
- Lensa objektif. Sifat bayangannya: nyata, terbalik, dan diperbesar.
Kamera
kamera berguna untuk merekam suatu peristiwa atau kejadian dalam bentuk gambar.
Bagian-bagian yang terdapat pada kamerah yaitu:
1. Arperture: alat yang berfunsi untuk memamasukan cahaya dari objek yang popotret dari cahays
2. Diafragma: alat untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk.
3. Film: alat untuk menangkap bayangan yang dibentuk lensa.
4. Lensa cembung: sebagai pembentuk bayangan objek yang akan diambil gambarnya
Lup
Lup adalah lensa cembung yang bermanfaat untuk melihat benda kecil sehingga terlihat lebih besar. Sifat bayangannya adalah maya, tegak, dan diperbesar.
Periskop
Periskop sering digunakan pada kapal selam untuk melihat benda-benda dipermukaan laut.
Teleskop/teropong
Teleskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda yang berjarak jauh sehingga terlihat lebih dekat dan jelas. Jenis-jenis teropong, diantaranya:
- Teropong bintang: untuk mengamati benda-benda di langit.
- Teropong bumi: untuk mengamati benda-benda dipermukaan bumi yang leteknya sangat jauh.
Prisma
Prisma merupakan benda tembus cahaya yang terbuat darti kaca dan dibatasi oleh dua bidang permukaan yang membentuk sudut pembias. Prisma bisa digunakan untuk mengamati dan mengukur sudut deviasi cahaya datang karena pembiasan dan dispersi.