6CAHAYA

Kompetensi Dasar Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungannya berbagai bentuk cermin dan lensaSub.bab :a. Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan perambatan cahayab. Menjelaskan hukum pemantulan yang diperoleh melalui percobaan

A. CahayaAdalah radiasi yang dapat dilihat oleh mata manusia.Gelombang sebagai gelombang elektromagnetik ( tidak memerlukan medium )Sifat-sifat cahaya :a. Dapat dilihat oleh matab. Memiliki arah rambat yang tegak lurus arah getar ( gelombang transversal )c. Merambat menurut garis lurusd. Memiliki energie. Dipancarkan dalam bentuk radiasif. Dapat mengalami pembantulan, pembiasan ( refraksi ), interfrensi, disfraksi ( lenturan ) dan polarisasi.

Perambatan cahayaCahaya merambat dimedium yang homogen ( serba sama ) menurut garis lurusSinar adalah lintasan cahayaV = ss = V . tt = s t vV = cepat rambat bunyi ( m/s )s = jarak ( m )t = waktu ( s )Pemantulan cahayaHukum pemantulan cahaya = pemantulan cahaya ketika cahaya mengenai objek mengikuti suatu aturan tertentu. Jenis-jenis bayangan pantul : umbra ( bayangan gelap ) dan penumbra ( bayangan kabur ) Bunyi hukum pemantulan cahaya :1. Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar2. Sudut datang sama dengan sudut pantul

N i = r

i r i = sudut datangr = sudut pantulN = garis normal

Macam-macam pemantulan cahaya1. Pemantulan baur ( difus ) kesan teduh2. Pemantulan teratur / kesan silau

Mata pengamat Mata pengamat

Permukaan rata / halus Permukaan tidak rata / kasar

Cermin dibedakan 3 macam :1. Cermin datar2. Cermin cekung3. Cermin cembung

Sub.bab :a. Mendeskripsikan proses pembentukkan dan sifat-sifat bayangan pada cermin datar, cermin cekung dan cermin cembung

B. CerminLapisan cermin datar amalgam yaitu campuran perak dan raksa

Cermin datarSifat-sifat bayangan cermin datar :a. Mayad. Menghadap terbalik dengan bendab. Sama besar dengan bendae. Jarak bayangan sama dengan jarak bendac. Tegak Kegunaan cermin datar dalam keseharian : Bercermin / berhias- periskop Kaca spion motor / mobil- dll

Bayangan cermin dibedakan 2 macam :1. Bayangan nyata / sejati = bayangan yang bisa ditangkap oleh layarContoh : - bayangan pada saat nonton film dibioskop bayangan pada proyektor2. Bayangan maya / semu = bayangan yang tidak bisa ditangkap oleh layarContoh : - bayangan saat kita bercermin

Melukis bayangan benda pada cermin datar :1. Cermin datar Pada benda berbentuk garis

Bayangan Benda

2. Cermin datar Pada benda berbentuk titik

x

xI

Mata pengamat

3. Pada 2 buah cermin datar

r

i

r i

3 langkah melukis bayangan benda pada cermin datar :1. Lukis sinar datang pertama yang datang dari benda kecermin dan dipantulkan kemata sesuai hukum pemantulan2. Lukis sinar kedua yang datang dari benda kecermin dan dipantulkan kemata sesuai hukum pemantulan3. Perpanjangan sinar pantul pertama dan sinar pantul kedua dibelakang cermin akan berpotongan dibelakang cerminJarak bayangan = jarak benda

8 m 8 m

Benda Bayangan

Cermin

Panjang minimum cermin datar saat kita bercermin

hmin = 1 x hmaxhmax = tinggi badan ( cm ) 2hmin = panjang cermin ( cm )Bayangan yang dibentuk oleh dua cermin datar

n = 3600 1n = banyak bayangan ( x ) = sudut cermin ( 0 / derjat )1 = jumlah benda didepan cerminSemakin kecil sudut cermin dan benda semakin banyak menghasilkan bayangan yang lebih banyak

Mata pengamat

Benda

Cermin

Cermin Cekung ( konkaf )Adalah jika permukaan yang mengkilapnya ( bagian depannya ) melengkung ke dalam.

Belakang Depan Konvergen ( mengumpul )

Mata pengamat

oP

Sumbu utama

Cermin cekung Bagian-bagian cermin cekung :1. Titik pusat kelengkungan cermin ( P )2. Sumbu utama ( Po )3. Titik pusat bidang cermin ( o )Kegunaan cermin cekung dalam keseharian : Berdandan- Dokter gigi Pemantul pada lampu mobil / motor- Pengumpul sinar matahari pada PLTS Lampu senterHubungan titik fokus ( f ) dan titik pusat bidang cermin ( o )

Sumbu utama f = 1 . Rf = titik fokus ( cm )

oP f 2R = jari-jari kelengkungan (cm)

f R = 2 . f

R

Cermin cekung

Sinarsinar istimewa cermin cekung :1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan melalui titik fokus ( f )

P f

o

2. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama

P f

o

3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin ( P ) dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

P f

o

Aturan penomoran ruang pada cermin cekung

IVI II III Ruang I = o - f

P f II = f - P

o III = P - IV = dibelakang cermin

3 langkah melukis bayangan benda pada cermin cekung1. Lukislah 2 buah sinar istimewa2. Sinar datang pada bagian depan cermin dipantulkan juga ke depan. Perpanjangan sinar-sinar dibelakang cermin di lukis dengan garis putus-putus3. Jika kedua sinar pantul berpotongan di depan cermin, maka bayangan ( nyata dan terbalik ). Jika kedua sinar pantul berpotongan dibelakang cermin, maka bayangan ( maya dan tegak )Melukis pembentukkan dan sifat bayangan Benda Ruang III

Sifat bayangan :

f P - Nyata

o- Terbalik- Diperkecil

Bayangan benda

Benda Ruang IISifat bayangan :

f P - Nyata

o- Terbalik- Diperbesar

Bayangan benda

Benda Ruang ISifat bayangan :

f P - Maya

Bayangan benda o- Tegak- Diperbesar

Perhitungan cermin cekung

s

f

f P o

sI

Hubungan jarak benda ( s ), jarak bayangan ( sI ) dan titik fokus ( f )

R = 2 . ff = 1 . R 2s = jarak benda ( cm )f = titik fokus ( cm )sI = jarak bayangan (cm )R = jari-jari kelengkungan (cm)Nilai f pada cermin cekung selalu (+ )Pembesaran bayangan = perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi benda

hI = m . hh = hI msI = m . ss = sI mM = pembesaran bayangan ( x )hI = tinggi bayangan ( cm )h = tinggi benda ( cm )

Cermin Cembung ( konveks )Adalah jika permukaan yang mengkilap ( bagian depannya ) melengkung ke luar.Divergen ( menyebar )

Belakang Depan

F P Mata pengamat o

Sumbu utama

Cermin cembung

Bagian bagian cermin cembung :i. Titik pusat kelengkungan cermin ( p )ii. Sumbu utama ( po )iii. Titik pusat bidang cermin ( co )Kegunaan cermin cembung dalam keseharian : Kaca spion cembung Kaca persimpangan jalanSinar-sinar istimewa1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin di pantulkan seakan datang dari titik fokus ( f )

o

P F

2. Sinar datang menuju ke titik fokus ( f ) di pantulkan sejajar sumbu utama

o

P F

3. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan ( p ) di pantulkan kembali seakan akan datang dari titik pusat kelengkungan tersebut.

o

P F

3 langkah melukis bayangan benda pada cermin cembung :1. Lukislah dua buah sinar istimewa2. Sinar datang pada bagian depan cermin di pantulkan juga ke bagiaan depan. Perpanjangan sinar- sinar di belakang cermin di lukis dengan garis putus-putus.3. Pada kedua sinar pantul berpotongan di belakang cermin, maka bayangan selalu ( maya, tegak, diperkecil )Aturan penomoran ruang pada cermin cembung

IVRuang IV = o - P

o

P F

Melukis pambentukan bayangan dan sifat bayangan

Bayangan benda

o

Benda P F

Sifat bayangan : Maya Tegak Diperkecil

Perhitungan cermin cembungHubungan jarak benda ( s ), jarak bayangan( sI ) dan titik fokus ( f )

R = 2 . f

f = 1 . R 2s = jarak benda ( cm )f = titik fokus ( cm )sI = jarak bayangan (cm )R = jari-jari kelengkungan (cm)Nilai f pada cermin cembung selalu ( - )Nilai sI berada dibelakang cermin ( - )

Pembesaran bayangan = perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi benda

M = pembesaran bayangan ( x )hI = tinggi bayangan ( cm )h = tinggi benda ( cm )

Sub.bab :a. Menjelaskan hukum pembiasan yang diperoleh berdasarkan percobaan

C. Pembiasan CahayaAdalah pembelokan seberkas cahaya yang merambat dari satu medium ke medium lainnya yang berbeda kerapatannya ( refraksi )

N Sinar pantul Sinar datang

i r

Udara i= sinar datang

Air susu r= sudut bias

Sinar bias

d

kaca b

Udara d = proyeksi sinar datang dari udara ke bidang batas.nkaca = dnkaca= indek bias kaca relatif terhadap udara ( ruang hampa ) bb = proyeksi sinar bias dalam kaca ke bidang batas.

Hukum pembiasan I ( oleh willeboard snellius ) Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar dan ketiga nya berpotongan pada satu titik.Hukum pembiasan II N Sinar datang dari medium kurang rapat menuju ke medium lebih rapat di biaskan mendekati garis normal.

Sinar datang N

r i

Udara Udara

Kaca Air

i r

Sinar datang

Sinar datang dari medium lebih rapat menuju ke medium kurang rapat di biaskan menjauhi garis normal.

Indeks Bias Medium Oleh Christian Huygens ( 1629 1695 )Adalah perbandingan cepat rambat cahaya di dalam ruang hampa ( c ) dengan cepat rambat dalam medium tertentu ( cn )

n = c n = 1n1 . v1 = n2 . v2 v 2n1 . 1 = n2 . 2n = indeks bias mediumv1, v2 = cepat rambat cahaya pada mediumc = kecepatan cahaya dalam ruang hampa ( 3.108 m/s )1, 2 = panjang gelombang cahaya pada mediumv = kecepatan cahaya dalam medium1 = 1 = 1 m2 = cepat rambat cahaya pada medium10.000.000.0001 = cepat rambat cahaya pada udara = Angstrong

Tabel indeks bias mediumNo.MediumIndeks biasCepat rambat ( m/s )

1.Udara 13 x 108

2.Air 1,33 = 4/32,25 x 108

3.Gliserin 1,472,04 x 108

4.Intan 2,421,24 x 108

5.Kaca 1,5 = 2/32 x 108

Pemantulan Sempurna / Pembiasan CahayaSyarat pemantulan sempuran :a. Sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapatb. Sudut datang lebih besar dari sudut batasSudut batas = sudut datang yang menyebabkan sudut bias 900

r Udara r = sudut bias

Kaca

Contoh pemantulan sempurna dalam keseharian : Terjadinya fata morgana- Kilau cahaya intan berlian Pemantulan pada prisma- Kolam renang tampak dangkal bila di pandang dari atas Terlihatnya pelangi- Batang pensil tampak bengkok bila di lihat dalam bejana air

Sudut DeviasiAdalah sudut yang di bentuk oleh perpanjangan sinar datang dengan sinar bias yang meninggalkan prisma.Mejikuhibiniu ( merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu ) = spektrum warnaDispersi cahaya = pengurangan cahaya putih atas komponen-komponen warna pelangi.Jenis warna sinar :1. mono kromatik = warna sinar dapat di uraikan contoh : merah, kuning, hijau dll2. polikromatik = warna sinar dapat di uraikan contoh : sinar putih, sinar matahari.

N

i

r

N

D = i + r D = sudut deviasii = sudut datang dari udaraDm= i1 + i1 = sudut pembias prisma = 2i1 + r = sudut bias udaraDm= r2 + r2 = 2r2 Dm = deviasi minimum terjadi jika i = r i1 = i2

Sub.bab :a. Mendeskripsikan proses pembentukkan dan sifat bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung

1. LensaAdalah sebuah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang lengkung atau satu bidang datar dan satu bidang lengkung. Ada dua jenis lensa :1. Lensa cembung2. Lensa cekung

Lensa CembungAdalah lensa yang memiliki bagian tengah lebih tebal dari pada bagian ujungnya. Macam- macam lensa cembung dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Jenis-jenis lensa cembung

Lensa +

Arah sinar datangF1 = fokus aktif ( nyata )F2 = fokus pasif ( maya )

Sumbu utama

Belakang Depan OF1F2

f

Sumbu utama

F

O

Bagian-bagian lensa cembung yaitu :1. Titik fokus ( F )2. Titik pusat kelengkungan lensa ( o )3. Sumbu utamaAda 3 sinar-sinar istimewa pada lensa cembung yaitu :1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif yang terdapat dibagian belakang lensa.

OF2F1

2. Sinar datang melalui titik fokus pasif yang terdapat didepan lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.

OF1F2

3. Sinar datang melalui titik pusat optik ( o ) diteruskan tanpa membias.

OF2F1

Cara melukis pembentukan bayangan dan sifat bayangan pada lensa cembung, 3 langkah- langkah sebagai berikut :1. Lukislah 2 buah sinar istimewa lensa cembung ( biasanya sinar 1 dan 3 ).2. Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan ke bagian belakang lensa.3. Perpotongan kedua sinar bias adalah bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar bias, bayangan yang terjadi maya dan dilukis dengan garis putus-putus.

Melukis pembentukan bayangan dan sifat bayangan pada lensa cembung.a. Jika jarak benda ( s ) menjauhi lensab. Jika jarak benda ( s ) mendekati lensa

Benda Benda

F12F1

2F1F1F22F2F22F2OO

Bayangan benda

Sifat bayangan :Sifat bayangan : Nyata- Nyata Bayangan bendaTerbalik- Terbalik Diperkecil- Diperbesar

Perhitungan lensa cembung

S = jarak benda ke lensa cembung ( cm )h1 = tinggi bayangan benda ( cm )S1 = jarak bayangan ke lensa cembung ( cm )h = tinggi benda ( cm )R = jari-jari kelengkungan lensa ( cm )f = jarak fokus lensa ( cm )M = pembesaran bayangan lensa cembung ( x )f = selalu ( + ) s = ( + ) bila didepan lensasI= ( + ) bila dibelakng lensa ( nyata )

Lensa CekungAdalah lensa yang memiliki bagian tengah yang menipis dari pada bagian ujungnya.

Jenis-jenis lensa cembung

Sinar datang

Sumbu utama

F2F1O

Belakang Depan

Bagian-bagian lensa cekung :1. Titik fokus ( f )2. Titik pusat kelengkungan cermin ( o )3. Sumbu utamaSinar istimewa lensa cekung1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama di biaskan seakan-akan berasal dari titik fokus aktif ( f1 )

F2F1O

2. Sinar yang datang seakan akan menuju ke titik fokus pasif ( f2 ) di biaskan sejajar sumbu utama.

F2F1O

3. Sinar yang datang melalui titik pusat optik 0 diteruskan tanpa membias

F2F1O

Melukis pembentuka bayangan dan sifat bayangan pada lensa cekung 1. Lukislah dua buah sinar istimewa2. Sinar datng dari depan lensa di biaskan dengan garis putus-putus dan sebaliknya3. Perpotongan sinar bias menghasilkan bayang maya, tegak di perkecil.

2F1F2F1O

Sifat bayangan : Maya Tegak DiperkecilPerhitungan lensa cekung

S = jarak benda ke lensa cembung ( cm )h1 = tinggi bayangan benda ( cm )S1 = jarak bayangan ke lensa cembung ( cm )h = tinggi benda ( cm )R = jari-jari kelengkungan lensa ( cm )f = jarak fokus lensa ( cm )M = pembesaran bayangan lensa cembung ( x )f= selalu ( - )s= (+) benda di depan lensas1=(+) bayangan di depan lensakuat lensaAdalah kemampuan lensa untuk memfokuskan sinar-sinar.

Kuat lensa yang besar

Kuat lensa yang kecil

Perhitungan kuat lensa

P = 1 = dalam cmP = 100 = dalam meter F f

P = kuat lensa ( dioptri )f = jarak fokus ( cm atau m )