CAHAYA DAN OPTIKA

DISUSUN ULAANG OLEH

SEHAH, M.SI.

DEFINISI CAHAYA PEMANTULAN CAHAYA PEMBIASAN CAHAYA BEBERAPA CONTOH FENOMENA ALAM

DEFINISI CAHAYACAHAYA:merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 300.000.000 meter per detik

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

PEMANTULAN CAHAYAPEMANTULAN CAHAYA (Hukum SNELLIUS) Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

i

r

PEMANTULAN PADA CERMIN DATAR Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin Tinggi bayangan = tinggi benda Bayangan bersifat tegak dan maya, dibelakang cermin

PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN DATAR

SKEMA PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN DATAR [1]

h S S S S

h

Pembentukan bayangan pada cermin datar untuk benda yang berbentuk titik.

Pembentukan bayangan pada cermin datar untuk benda yang memiliki panjang.

SKEMA PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN DATAR [2]

Pemantulan cahaya dari obyek (bunga dan vas) pada cermin datar. Perhatikan jarak-jarak dan sudut-sudutnya ? APAKAH SAMA?

CONTOH PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN DATARBerapakah panjang minimum cermin yang diperlukan untuk melihat bayangan seluruh badan kita? Perhatikan Gambar! Panjang minimum cermin yang dibutuhkan adalah setengah dari tinggi badan kita

h h

LENSA SFERISLensa sferis penting sekali dalam biooptik. Kacamata bantu yang kita gunakan biasanya merupakan jenis lensa ini. Sferis adalah bentuk bola. Jadi lensa sferis adalah lensa yang memiliki bentuk irisan bola baik bagian luar yang cembung maupun bagian dalam yang cekung. Ada beberapa macam LENSA SFERIS, yaitu: 1. Lensa konveks/lensa cembung/lensa konvergen (mengumpulkan berkas sinar), yang terdiri atas: - Lensa bikonveks (cembung ganda) - Lensa plankonveks (cembung datar) - Lensa konkafkonveks (cembung cekung) 2. Lensa konkaf/lensa cekung/lensa divergen (menyebarkan sinar), yang terdiri atas: - Lensa bikonkaf (cekung ganda) - Lensa plankonkaf (cekung datar) - Konvekskonkaf (cekung cembung)

MODEL LENSA SFERIS

Di antara keenam jenis lensa di atas, hanya dua buah yang sering dibahas yaitu: LENSA BIKONVEKS (disebut Lensa Positif atau Lensa Cembung) dan LENSA BIKONKAF (disebut Lensa Negatif atau Lensa Cekung)

PEMBIASAN CAHAYA PADA LENSA SFERISLENSA CEMBUNG

LENSA CEKUNG

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA CEMBUNG [1]Berkas sinar-sinar istimewa dibutuhkan saat kita hendak menentukan bayangan suatu benda yang dibentuk oleh LENSA dengan cara melukis seperti dijelaskan berikut ini:

Pembentukan bayangan pada lensa positif untuk benda yang diletakkan antara F2 dan 2 F2.

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA CEMBUNG [2]Pembentukan bayangan pada lensa positif untuk benda yang diletakkan di sebelah kanan 2 F2.

Pembentukan bayangan pada lensa positif untuk benda yang diletakkan di sebelah kiri F2.

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA CEKUNGUntuk lensa negatif, sifat-sifat bayangan dari suatu benda sejati di depan LENSA selalu TEGAK, DIPERKECIL dan MAYA seperti diperlihatkan pada Gambar: Menggeser posisi benda AB digeser mendekati atau menjauhi pusat optik hanya merubah ukuran bayangan, namun tidak akan merubah sifat-sifat bayangan SILAKAN ANDA MENCOBA.

SIFAT BAYANGAN PADA LENSA CEMBUNG DAN CEKUNGJARAK BENDA JARAK BAYANGAN DAN SIFAT BAYANGAN PADA LENSA

Jenis LensaPositif Positif Positif Positif Positif Positif Negatif

Jarak Benda (s)Antara pusat optik dan fokus utama (F) Tepat di fokus utama Antara F dan 2F Tepat di 2F Antara 2F dan jauh tak terhingga Di jauh tak terhingga Antara pusat optik dan jauh tak terhingga

Sifat BayanganMaya, tegak, diperbesar Bayangan di jauh tak terhingga Nyata, terbalik, diperbesar Nyata, terbalik, sama besar Nyata, terbalik, diperkecil Nyata, terbalik, diperkecil Maya, tegak, diperkecil

RUMUS LENSA SFERIS2 2 2 + = p q f atau 2 2 2 + = p q R

h' q m= = h pUntuk lensa cekung fokusnya bernilai negatif

2 2 n n + = (n'n) R R s s' 2 2

SOAL (TUGAS DIKUMPULKAN!):Sebuah benda berdiri tegak 10 cm di depan cermin cembung yang punya titik fokus 30 cm. Jika tinggi benda adalah 2 m, tentukanlah tinggi bayangan yang terbentuk dan perbesaran benda ? Sebuah lensa cembung-cembung mempunyai jari-jari kelengkungan 15 cm dan 10 cm, dengan indeks bias 1,5. Bila lensa itu berada di udara yang mempunyai indeks bias 1, tentukan jarak fokus lensa tersebut ?

KEKUATAN LENSAKekuatan lensa adalah kemampuan lensa untuk mengumpulkan cahaya Kekuatan lensa berbanding terbalik dengan fokus lensa. Kekuatan lensa ( P ) dapat dihitung dengan persamaan:

1 P= f dalam meter f 100 P= f dalam cm f

Lensa dengan fokus kecil memiliki kekuatan yang besar. Kekuatan lensa dihitung dengan satuan dioptri (D). Lensa cembung memiliki kekuatan lensa positif dan lensa cekung memiliki kekuatan lensa negatif

ALAT-ALAT OPTIK

DASAR-DASAR LENSA APLIKASI OPTIKA GEOMETRI [LENSA MATA, MIKROSKOP, TELESKOP] SINAR LASER HOLOGRAFI DENGAN LASER

SISTEM INDRA MATA [1]

MATA adalah organ penglihatan yang berfungsi untuk mendeteksi cahaya. Yang dilakukan mata yang paling sederhana adalah: apakah lingkungan sekitarnya adalah terang atau gelap. Mata yang lebih kompleks dipergunakan untuk memberikan pengertian VISUAL.

SISTEM INDRA MATA [2]Kornea dan lensa mata berfungsi sebagai lensa cembung dan menghasilkan bayangan pada bagian retina yang sensitif terhadap cahaya yang disebut fovea. Sedangkan iris berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata. Ketika mata RELAKS (tidak berakomodasi), lensa mata pipih sehingga jarak fokusnya paling besar, sehingga benda yang sangat jauh difokuskan di retina. Bayangan dari benda pada jarak yang berbeda-beda dapat difokuskan dengan cara menebal dan memipihkan lensa mata (AKOMODASI MATA). BAYANGAN DI RETINA ADALAH NYATA, TERBALIK, DIPERKECIL

JANGKAUAN PENGLIHATANPP = 25 cm PR =

Mata dapat melihat dengan jelas jika letak benda dalam jangkauan penglihatan, yaitu di antara titik dekat mata (PUNCTUM PROXIMUM, PP) dan titik jauh mata (PUNCTUM REMONTUM, PR). Untuk mata normal Titik dekat = 25 cm Titik jauh = tak terhingga

Jangkauan Penglihatan

AKOMODASI & RELAKSASI

Agar bayangan benda berada di retina perlu adanya perubahan panjang fokus lensa mata atau kekuatan lensa. Proses ini yang disebut sebagai AKOMODASI (Gambar b).

Pada kondisi ini (melihat jarak dekat) mata harus berakomodasi , sedangkan untuk melihat jauh mata mengalami RELAKSASI TOTAL (Gambar a)

CACAT MATARABUN JAUH (MIOPI) Rabun jauh adalah kelainan mata akibat bayangan bendabenda yang jauh jatuh di depan retina. Hal ini terjadi akibat lensa mata tidak dapat memipih dengan baik. Rabun jauh dapat dibantu menggunakan kaca mata dengan lensa negatif. Titik dekatnya 25 cm, tapi titik jauhnya kurang dari TAK TERHINGGA RABUN DEKAT (HIPERMETROPI) Rabun dekat adalah kelainan mata akibat bayangan bendabenda yang dekat jatuh di belakang retina. Hal ini akibat lensa mata tidak dapat menebal dengan baik. Rabun dekat dapat dibantu menggunakan kaca mata dengan lensa positif. Titik dekatnya lebih dari 25 cm, sedangkan titik jauhnya tetap di TAK TERHINGGA

CACAT MATA MIOPI

CACAT MATA HIPERMETROPI

CACAT MATA TUA (PRESBIOPI)Mata tua adalah kelainan mata karena bayangan benda tidak jatuh pada retina baik itu benda dekat maupun benda jauh. Hal ini akibat dari daya akomodasi lensa mata sudah berkurang. Mata tua dapat dibantu dengan menggunakan kacamata bivokal.

SILINDRIS (ASTIGMATIS)Astigmatis adalah cacat mata karena mata tidak dapat melihat dengan baik untuk garis-garis vertikal dan garis-garis horisontal. Hal ini akibat kornea mata tidak berbentuk bola. Astigmatis dapat dibantu dengan menggunakan kaca mata silindris

PERHITUNGAN CACAT MATACacat mata dapat dibantu dengan menggunakan kacamata. Kacamata yang tepat dapat di hitung dengan persamaan:

1 = 1 + 1 f s sKETERANGAN:

100 P= f

f = fokus lensa kacamata s = jarak dekat normal (hipermetropi) = jarak terjauh normal (miopi) s = jarak dekat hipermetropi (negatif) = jarak terjauh miopi (negatif) P = kekuatan lensa kacamata

CONTOH PERHITUNGAN CACAT MATATentukan kekuatan lensa kacamata yang diperlukan oleh seseorang yang mempunyai titik dekat 40 cm, supaya orang tersebut dapat membaca sebagaimana halnya orang normal ? Seorang anak mempunyai titik jauh 4 m. Supaya anak tersebut dapat melihat benda-benda jauh dengan normal, tentukan kekuatan lensa kacamata yang diperlukan ?

SILAHKAN DIHITUNG!

MEJA OPTIK

PERALATAN YANG DIBUTUHKAN: Sebuah lensa dengan fokus

antara 100 300 mm, sebuah sumber cahaya (lilin misalnya), sebuah kotak putih dan sebuah meteran. Tempatkan posisi seperti pada gambar, ubah jarak p dan q hingga diperoleh gambar sumber cahaya yang jelas. Bagaimana cara menghitung

KACA PEMBESAR [LUP]LUP atau kaca pembesar merupakan alat optik yang paling sederhana yang berfungsi untuk melihat benda-benda yang kecil. Agar benda tampak lebih besar, benda harus diletakkan antara titik fokus dengan lensa (cembung). Untuk mata tak berakomodasi, benda diletakkan tepat di titik fokus. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan:

n M= f

Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan n = titik dekat mata.

KACA PEMBESAR [LUP]Untuk mata berakomodasi maksimum, benda diletakkan antara titik fokus dengan lensa. Perbesaran dapat dihitung dengan persamaan:

n M= +1 f

Ket. F = fokus lensa M = perbesaran bayangan n = titik dekat mata.

SKEMA PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LUP

TELESKOP [1]

Prinsip kerja teleskop, lensa objektif membentuk bayangan nyata (image) yang kemudian di perbesar oleh lensa dekat mata

TELESKOP [2]

Gunakan layar transparans, gambar akan muncul secara transparans dan dapat diamati dengan menggunakan lensa pembesaran. Saat melakukan observasi angkat dan pindahkan layar. Apa yang terjadi ? Gambar tetap ada. it floats in space !!

MIKROSKOP [1]

Skema susunan lensa dalam mikroskop, perhatikan tempat obyek yang akan diamati, bentuk bayangan yang diperoleh. Coba anda periksa, apa bedanya dengan teleskop ?

MIKROSKOP [2]Berkas cahaya Lensa okuler

Lensa obyektif Obyek yang diamati Cermin

Contoh hasil pengamatan hasil mikroskop dari sebuah sel. Dengan mikroskop dapat diamati inti sel dan badan sel dengan jelas. Pembesaran 40x.

LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION (LASER)

Ketika foton atau paket energi cahaya diabsorbsi, atom akan meningkatkan energi foton dan elektron dapat berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi [Eksitasi]. Elektron tersebut akan jatuh kembali tingkat energi yang lebih rendah dengan menghasilkan sinar EMISI

BERKAS SINAR LASER DALAM FIBER OPTIKKARAKTERISTIK LASER Koheren, yang memungkinkandapat ditransmisikan dalam jarak jauh. Sifat ini dimanfaatkan dalam proses pengiriman data digital dengan memanfaatkan kabel-kabel fiber optik

Monokromatik, hanya memilikifrekuensi cahaya yang tunggal. Sifat ini dimanfaatkan dalam proses penyimpanan data elektronik seperti CD, VCD, DVD

Dapat terpolarisasi

Holografi dengan Sinar LASER

mirror

To be silent is the biggest art in a conversation

PROFIL PENGAJARNAMA ALAMAT TELPON HP EMAIL PEKERJAAN : SEHAH, S.Si., M.Si. : PERUM GRIYA SATRIA MANDALAMA BLOK 8/12 PURWOKERTO : (0281)6440232 : 081327507517 : seh_fitriani@telkom.net : DOSEN & KEPALA LAB. FISIKA DASAR FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK, UNSOED, JL. DR. SUPARNO NO.61, KARANGWANGKAL, PURWOKERTO