cahaya, cermin dan lenssa, by y ushie

Oleh: Yusuf Hidayat,M.PdGuru MIPA SMP Al Ghazaly

Kota Bogor

BAHAN AJAR KELAS VIII

Standar Kompetensi & Kompetensi Dasar

Standar Kompetensi:6. Memahami konsep dan penerapan

getaran, gelombang, dan optika dalam produk teknologi sehari-hari.

Kompetensi Dasar:6.3. Menyelidiki sifat-sifat cahaya

dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin dan lensa.

Pertemuan Pertama:

Dari Tiga Pertemuan

Tujuan Pembelajaran:Peserta didik dapat:1. Menjelaskan pengertian cahaya.2. Membedakan cahaya tampak dan cahaya tidak

tampak.3. Menyebutkan contoh cahaya tampak dan cahaya

tidak tampak4. Menyebutkan sifat-sifat cahaya.5. Menyebutkan ragam berkas cahaya.6. Menjelaskan bukti bahwa cahaya mersambat lurus.7. Menyebutkan bunyi hukum pemantulan cahaya.8. Menjelaskan sebab terjadinya pemantulan teratur

dan pemantulan tidak teratur.9. Menyebutkan syarat agar benda dapat dilihat oleh

mata.10.Menjelaskan pengertian pembiasan cahaya.11.Memberikan contoh pembiasan cahaya dalam

kehidupan sehari-hari.12.Menyebutkan bunyi hukum pembiasan (hukum

Snellius).

CAHAYA

Cahaya Menurut James Clerk Maxwell (Fisikawan

Skotlandia) cahaya adalah perambatan gelombang yang dihasilkan oleh kombinasi medan listrik dan medan magnet. Oleh sebab itu disebut gelombang elektromagnetik.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, karena dapat merambat tanpa memerlukan medium.

Arah getaran dan arah rambat gelombang elektromagnetik tegak lurus satu sama lain. Oleh karena itu gelombang elektromagnetik merambat secara transversal.

Panjang gelombang cahaya menentukan jenis cahaya yg dihasilkannya.

Berdasarkan panjang gelombangnya, kita mengenal ada cahaya tampak dan cahaya tidak tampak.

Cahaya tampak merupakan jenis gelombang elektromagnetik yg paling dikenal. Cahaya ini merupakan bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yg dapat ditangkap mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 4 x 10-7 m (ungu) hingga 7 x 10-7 m (merah). Oleh karena itu cahaya di luar rentang ini disebut cahaya tidak tampak. Contoh cahaya tidak tampak adalah sinar sinar X, sinar ultra ungu dan sinar infra merah.

Sifat-sifat Cahaya: Dapat merambat dalam ruang

hampa. Termasuk gelombang transversal. Merambat lurus. Memiliki energi dalam bentuk

radiasi. Dapat mengalami pemantulan

(refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), lenturan (difraksi) dan pengutuban (polarisasi).

Ragam Berkas Cahaya

Bukti cahaya merambat lurus

Berkas cahaya yg masuk ke celah yg lurus dapat kita lihat

Apabila kita sorotkan lampu senter pada udara di malam hari (misalnya udara berkabut), maka akan terlihat bentangan berkas cahaya yang merambat lurus

Terbentuknya bayangan.

Hukum Pemantulan Cahaya Sinar datang, garis normal dan sinar

pantul terletak pada satu bidang datar Sudut datang = sudut pantul

Jenis Pemantulan Cahaya Pemantulan Teratur, terjadi bila cahaya mengenai

permukaan yang rata/licin.

Pemantulan Baur, terjadi bila cahaya mengenai permukaan yang kasar.

Syarat agar benda dpt dilihat Manusia

Ada cahaya yg mengenai benda. Benda tersebut mengeluarkan

(memancarkan atau memantulkan) cahaya.

Cahaya dari benda tersebut dpt tertangkap mata.

Pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya adalah peristiwa

beloknya cahaya akibat merambat pada dua medium yang berbeda kerapatannya.

Pembiasan cahaya adalah pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh suatu perubahan dalam kelajuan gelombang cahaya pada saat gelombang cahaya tersebut merambat dari satu zat ke zat lainnya.

Misalanya cahaya merambat dari udara ke air dan sebaliknya, atau cahaya merambat dari udara ke kaca dan sebaliknya.

Contoh Pembiasan dlm Kehidupan Sehari-hari: Pinsil yang dimasukkan ke dalam air di

gelas tampak membengkok.

Contoh Pembiasan dlm Kehidupan Sehari-hari:

Kolam atau akuarium yg airnya bening tampak lebih dangkal dari sebenarnya.

Hukum Pembiasan Cahaya Disebut Hukum Snellius. (Diambil dari

nama Willebrord Snenllius, ahli Matematika dan Astronomi Belanda)

Sinar datang dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, maka akan dibiaskan mendekati garis normal.

Sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Gambar Pembiasan Cahaya

Hukum Pembiasan Cahaya

Pembiasan pada Berbagai Medium

Pertemuan Kedua:

Dari Tiga Pertemuan

Tujuan Pembelajaran:Peserta didik dapat:1. Menjelaskan definisi cermin.2. Menyebutkan 3 jenis cermin.3. Menyebutkan sifat-sifat cermin datar.4. Membedakan bayangan nyata dan bayangan maya.5. Menghitung jumlah bayangan yang diletakkan di antara dua cermin datar yang

membentuk sudut tertentu dengan menggunakan rumus.6. Menjelaskan definisi cermin cekung.7. Menjelaskan manafaat atau penggunaan cermin cekung.8. Menyebutkan tiga sinar istimewa pada cermin cekung.9. Menentukan letak benda bila benda diletakkan di ruang tertentu pada cermin

cekung.10.Menjelaskan sifat-sifat bayangan pada cermin cekung sesuai dengan letaknya.

11.Menjelaskan hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus

pada persamaan 12.Menjelaskan pengertian perbesaran bayangan.13.Melukis bayangan pada cermin cekung.14.Menjelaskan definisi cermin cembung.15.Menyebutkan manfaat cermin cembung.16.Menyebutkan tiga sinar istimewa pada cermin cembung.17.Melukis bayangan pada cermin cembung.18.Menjelaskan hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus

pada persamaan

SiSof111

SiSof111

CERMIN

Pengertian Cermin

Cermin adalah benda yang salah satu permukaan licinnya memantulkan cahaya dan membentuk bayangan

Ragam Cermin: Cermin Datar Cermin Cekung Cermin Cembung

Cermin Datar, yaitu cermin yang permukaan mengkilatnya rata atau berupa bidang datar.

Cermin datar digunakan untuk bercermin.

Pengertian dan Penggunaan Cermin Datar

Sifat-sifat Cermin Datar: Menghasilkan bayangan maya (bayangan

yang tidak dapat ditangkap layar), yang tegak dan berukuran sama besar.

Jarak bayangan ke cermin (Si) = jarak benda ke cermin (So)

Tinggi bayangan (hi) = tinggi benda (ho) Posisi bayangan = posisi bendanya Bayangan dengan bendanya saling bertukar

sisi (sisi kanan benda menjadi sisi kiri bayangan).

Jarak bayangan selalu dibebri tanda negatif.

Jenis-jenis Bayangan Bayangan nyata, yaitu bayangan

yg dpt ditangkap layar. Pada cermin, bayangan nyata terletak di depan cermin. Misalnya pada cermin cekung.

Bayangan maya, yaitu bayangan yg tdk dapat ditangkap layar. Pada cermin, bayangan maya terletak di belakang cermin.

13600

n

Bila sebuah benda diletakkan di antara dua cermin

datar yang membentuk sudut, maka jumlah

bayangannya dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:n = jumlah bayangan (buah)= sudut yang dibentuk oleh dua

cermin

Contoh Soal:

13600

n

190360

0

0

n

Sebuah benda diletakkan di antara dua cermin datar yang membentuk sudut 900. Berapakah jumlah bayangannya?Penyelesaian:Diket. = 900 Dit. : n = … buah?

Jwb :

= 4 – 1 = 3 buah

Jadi jumlah bayangannya adalah 3 buah

Cermin cekung adalah cermin yang bagian lengkung dalamnya licin (mengkilap) dan memantulkan cahaya.

Cermin cekung digunakan untuk reflektor atau pemantul pada lampu senter, lampu sorot kendaraan dan mercu suar.

Cermin cekung digunakan untuk mengumpulkan energi cahaya hingga memiliki kekuatan yg besar. Selain itu digunakan pula utk mengumpulkan gelombang bunyi (satelit), radiasi panas (oven cahaya)

Pengertian dan Penggunaan Cermin Cekung

Sinar-sinar Istimewa pd Cermin Cekung

Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan melalui titik fokus.


Sinar datang melalui titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama.


Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melaui titik itu juga.

Istilah ruang pada cermin cekung:

Keterangan:O = pusat bidang cerminF = titik fokus utamaM = pusat kelengkungan cerminOM = R = jari-jari kelengkungan cerminOF atau f = jarak titik fokus (1/2 R)Garis MO = sumbu utama cerminI = ruang 1 (antara O dan F)II = ruang 2 (antara F dan M)III = ruang 3 (tak terhingga dari M)IV = ruang 4 (di belakang cermin)Pada ruang-ruang cermin cekung berlaku:

o + i = VKeterangan:o (Objeck) = bendai (image) = bayangan atau gambarV = 5

Contoh Soal:Sebuah benda terletak di ruang II cermin cekung, di ruang berapakah letak bayangannya?Penyelesaian:Diket. : o = IIDit. : i ?Jwb : o + i = V

II + i = V i = III

Jadi bayangannya terletak di ruang III.

Letak Benda dan Bayangannya pada Cermin Cekung

Letak Benda Letak Bayangan Sifat Bayangan

Di ruang II (antara F dan M) Di ruang III (jauh dari M) Nyata, terbalik,

diperbesarDi ruang III (jauh

dari M)Di ruang II (antara F dan

M)Nyata, terbalik,

diperkecilDi ruang I (antara

F dan O)Di ruang IV (di belakang

cermin)Maya, tegak, diperbesar

Di F Tidak terbentuk bayangan -

Di M Di M Nyata, terbalik, sama besar

Persamaan-persamaan pada Cermin

Cekung

,111SiSof

SofSi111

SifSo111

SiSoR112

SoSiM

hohiM

atau

atau

atau

Keterangan:

f (focus) =

jarak fokus (cm)

R = jari-jari kelengkungan cermin

(cm)R = 2f dan f = 0,5 R

Pada cermin cekung R bernilai positif

So (space of object) = jarak benda (cm atau m)

Si (space of im

age) = jarak bayangan (cm atau

m)M (magnification) = pembesaran bayangan (kali

atau X)

ho (height of object) = tinggi benda (cm)

hi (height of image) = tinggi bayangan (cm)

SiSof111

151

511

f

151

1531

f

1541

f

415

f

Penyelesaian:Diket.: So = 5 cm

Si = 15 cmDit. : f = cm?Jwb :

= 3,75 cm.

Contoh Soal 1:Sebuah benda terletak 5 cm di depan cermin cekung dan bayangan yang terbentuk berjarak 15 cm di depan cermin. Tentukan jarak titik fokus cermin tersebut.

Pengertian Pembesaran Bayangan

Pembesaran bayangan adalah nilai perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda ( ) atau nilai perbandingan antara jarak bayangan dengan jarak benda ( ).M = atau M =

M (Bhs. Inggris: magnification) = pembesaran (kali)

hi (high of image) = tinggi bayangan (m) ho (high of object) = tinggi benda (m)

hohi

sosi

hohi

sosi

Contoh Soal 2:

Sebuah cermin cekung mempu-nyai jarak titik api 8 cm. Sebuah benda yang tingginya 3 cm diletakkan pada jarak 12 cm di depan cermin tersebut. Tentukanlah:a. Jarak bayangan ke cermin.b. Pembesaran bayangannya.c. Tinggi bayangannya.

Penyelesaian:

SofSi111

121

811

Si

242

2431

Si

2411

Si

124

Si

Diket. : f = 8 cm ho =3 cm So = 12 cm

Dit. : a. Si = cm? b. M = … X? c. hi = … cm?

Jwb : a.

= 24 cm.

SoSiMb .

1224

M

XM 2

SoSi

hohi

1224

3hi

cmhi 61224.3

hohiMc .

32 hi

hi = 6 cm. Atau:

Jadi pembesaran bayang-

annya adalah 2 X.

Contoh Soal:Gunakan gambar di bawah!

Bagaimanakah melukis bayangan gambar di atas (benda terletak di antara F dan M atau di ruang II)?Jawab:

Bayangan benda terletak di ruang III (jauh dari M) dengan sifat bayangan: nyata, terbalik dan diperbesar.

Cermin cembung , yaitu cermin yang melengkung ke luar atau cermin yang bagian mengkilapnya menggembung.

Cermin cembung digunakan untuk kaca spion, kaca intai di super market atau pusat perbelanjaan.

Pengertian dan Penggunaan Cermin Cembung

Cermin cembung, yaitu cermin yg melengkung ke luar dan bagian mengkilapnya menggembung.

Penggunaan cermin cembung antara lain untuk:kaca spion kendaraankaca intai di super market atau pusat

perbelanjaanMengamati kendaraan dari arah yg

berlawanan pd jalan yg memiliki tikungan tajam

Pengertian dan Penggunaan Cermin Cembung

Sinar-sinar Istimewa pd Cermin Cembung

Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus.


Sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama cermin.


Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali seolah-olah dari titik yang sama.

Contoh Soal 1:Gunakan gambar di bawah!

Bagaimanakah melukis bayangan gambar di atas? (benda terletak di depan cermin atau di ruang IV)?Jawab:

Bayangan benda terletak di ruang I (antara O dan F) dengan sifat bayangan:

maya, tegak dan diperkecil.

Contoh Soal 2:Sebuah benda yang tingginya 2 meter terletak 3 meter di depan cermin cembung. Jika jarak titik fokus cermin itu 2 meter, hitunglah:

jarak bayangan bendatinggi bayangannya

Penyelesaian:Diket. : f = -2 m atau 2 m di belakang cermin

ho =2 m So = 3 m

Dit. : a. Si = cm? b. hi = … cm?

SofSi111

31

211

Si

6231

Si

651

Si

mSi 2,156

Jwb : a.

(1,2 m di belakang cermin)

SoSi

hohib .

32,1

2hi

2,123 Xhi

34,2hi

= 0,8 meterJadi tinggi bayangannya adalah 0,8 meter.

Pertemuan Ketiga:

Dari Tiga Pertemuan

Tujuan Pembelajaran:Peserta didik dapat:1. Menjelaskan definisi lensa.2. Menyebutkan dua akelompok lensa.3. Menjelaskan definisi lensa cembung.4. Menyebutkan 3 jenis lensa cembung.5. Menunjukkan bagian-bagian lensa cembung.6. Menyebutkan tiga sinar istimewa pada lensa cembung.7. Melukis bayangan benda sesuai letaknya dengan lensa.8. Menyebutkan sifat bayangan bendda sesuai letaknya

dengan lensa.9. Menyebutkan manfaat lensa cembung dalam kehidupan

sehari-hari.10.Menjelaskan definisi lensa cekung.11.Menyebutkan 3 jenis lensa cekung.12.Menyebutkan tiga sinar istimewa pada lensa cembung.13.Melukis bayangan benda sesuai letaknya dengan lensa.14.Menyebutkan sifat bayangan benda sesuai dengan

letaknya terhadap lensa cekung.

LensaLensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung.

Lensa dikelompokkan menjadi dua, yaitu:1. Lensa Cembung2. Lensa Cekung

Lensa Cembung (Lensa Positif)

Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengahnya melengkung ke luar.

Lensa cembung dibedakan menjadi 3 macam, yaitu cembung cembung atau cembung rangkap (bikonveks), cembung datar (plankoveks) dan cembung cekung (konkaf-konveks). Lihat gambar!

Bagian-bagian lensa cembung

F1 = titik fokus maya (pasif) dan fokus terletak di depan lensa. F2 = titik fokus sejati (aktif) dan fokus membiaskan sinar datang yang sejajar sumbu utama.

O = titik pusat lensa M1 = jari-jari kelengkungan lensa SU = sumbu utama

Sinar Istimewa 1 pd Lensa Cembung

Sinar datang sejajar sumbu utama, dibiaskan melalui titik fokus utama (F2).


Sinar datang menuju titik fokus, dibiaskan sejajar sumbu utama.


Sinar datang menuju titik pusat (O), akan diteruskan atau tidak dibiaskan.

Sifat bayangan yang terbentuk lensa cembung tergantung pada jarak atau letak benda terhadap lensa cembung

No. Letak Benda Sifat Bayangan

Gambar

1.Jauh dari lensa

(jauh tak terhingga dari M1)

Sejati, terbalik, diperkecil

2.Pada jari-jari lensa

(di titik M1 atau 2F)

Sejati, terbalik, sama besar

3.Di antara M1 dan

F1 (ruang II)Sejati, terbalik,

diperbesar

4. Di titik fokus (di F1)

Tidak terbentuk bayangan

5.Dekat lensa

(antara F1 dan O atau ruang I)

Maya, tegak, diperbesar

Penngunaan Lensa Cembung Karena lensa cembung dapat membentuk

bayangan maya, tegak dan diperbesar bila benda terletak di antara fokus depan dan pusat lensa, maka sifat dpt memperbesar bayangan ini dpt dimanfaatkan pada alat:> kaca pembesar> kacamata> mikroskop> teleskop> kamera

Lensa Cekung (Lensa Negatif)

Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya melengkung ke dalam.

Lensa cekung dibedakan menjadi 3 macam, yaitu cekung cekung atau cekung rangkap (bikonkaf), cekung datar (plankonkaf) dan cekung cembung (konveks-konkaf). Lihat gambar!

Sinar Istimewa 1 pd Lensa Cekung

Sinar datang sejajar sumbu utama, dibiaskan seolah-olah dari titik fokus.


Sinar datang menuju titik fokus utama (F2), dibiaskan sejajar sumbu utama.


Sinar datang melalui pusat lensa, akan diteruskan (tidak dibiaskan).

Sifat Bayangan Benda pada Lensa Cekung

Sifat bayangan pada lensa cekung adalah selalu maya (semu), tegak dan diperkecil dari benda yang terletak di depannya pada jarak bagaimanapun baik jauh maupun dekat.

Bila benda terletak di belakang lensa cekung antara F2 dan 2F, bayangannya bersifat maya, terbalik dan diperbesar.

Referensi:

Abdullah, Mikrajuddin, 2007, IPA Fisika 2 SMP dan MTs untuk Kelas VIII, Jakarta: Erlangga.

Suryana, D, 2002, Belajar Aktif Fisika, Jakarta: Dedikbud

Damari, Ari, 2009, Konsep Jitu Fisika SMP, Surabaya: Wahyu Media

Google Image

cahaya, cermin dan lenssa, by y ushie

Education