optika geometri kelas x sma unggul hit

77
SMA Negeri Unggul Hidayatul Ilmi Trumon 2015 OPTIKA GEOMETRI Yulia Hadi Metri, S.Pd

Upload: yuliahadimetri

Post on 30-Sep-2015

78 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

Materi Fisika SMA Kelas X

TRANSCRIPT

JEMBATAN WHEATSTONE

SMA Negeri Unggul Hidayatul Ilmi Trumon 2015OPTIKAGEOMETRI

Yulia Hadi Metri, S.PdMateri yang akan di bahas:1. Pemantulan Cahaya2. Pembiasan Cahaya3. Peralatan Optik PEMANTULAN CAHAYAJenis PemantulanApakah Perbedaan antara Pemantulan Teratur dan Pemantulan Baur?Pemantulan cahaya oleh permukaan-permukaan halus disebut pemantulan teratur (specular reflection).

Pemantulan cahaya oleh permukaan-permukaan kasar di sebut pemantulan baur atau pemantulan difus (diffuse reflection)

HUKUM PEMANTULAN (SNELLIUS)

Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.Sudut datang = sudut pantulSifat-sifat Bayangan pada Cermin Datar

Pemantulan pada Cermin Datar

1. Lukis bayangan titik A sehingga di hasilkan Bayangan A.Melukis Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar

Bayangan lilin AB adalah A B2.Lukis bayangan benda titik B dengan cara yang sama, sehingga di hasilkan bayangan B.Pembentukan bayangan 2 cermin

Jumlah Bayangan

Keterangan:n = jumlah bayangan = sudut antara dua cerminPemantulan pada Cermin LengkungCermin CekungBersifat mengumpulkan sinar yang datang padanya

Cermin CembungBersifat menyebarkan sinar yang datang padanyaTiga sinar utama pada cermin cekungR fR fR f1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan melalui titik fokus F2. Sinar datang melalui titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama3. Sinar datang melalui titik pusat lengkung R dipantulkan kembali ke titik pusat lengkung tersebutPemantulan pada Cermin Cekunga. Bila benda di ruang I, maka Bayangan di ruang IV bersifat: Maya, tegak, diperbesarb. Bila benda di ruang II, maka Bayangan di ruang III bersifat: Nyata, terbalik, diperbesarc. Bila benda di ruang III, maka Bayangan di ruang II bersifat: Nyata, terbalik, diperkecilSifat Bayangan pada Cermin Cekung

f Rf Rf RTiga sinar utama pada cermin cembung1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin di pantulkan seakan-akan datang dari titik fokus F.2. Sinar datang menuju ke titik fokus F di pantulkan sejajar sumbu utama.3. Sinar datang menuju ke titik pusat lengkung M di pantulkan kembali seakan-akan datang dari titik pusat lengkung tersebut.Sifat bayangan pada cermin cembung:maya, tegak, dan diperkecil.Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung

Jarak fokus f dan jari-jari kelengkungan R dalam persamaan cermin lengkung harus bertanda negatif.Untuk benda nyata di depan cermin (s positif), jarak bayangan s yang diperoleh dari perhitungan haruslah bertanda negatif harga mutlak s (nilai positif dari s) haruslah lebih kecil dari s.Rumus Cermin CembungRumus Umum Cermin Cekung

Perbesar Bayangan

h positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya) h negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata) s positif (+) benda terletak di depan cermin (benda nyata) s negatif (-) benda terletak di belakang cermin (benda maya) s positif (+) bayangan terletak di depan cermin (bayangan nyata) s negatif (-) bayangan terletak belakang cermin (bayangan maya)

Pembiasan CahayaPembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air.Hukum Snellius tentang PembiasanHukum I Snellius sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar

Hukum II Snellius jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat maka sinar dibelokkan mendekati garis normal, jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat maka sinar dibelokkan menjauhi garis normalPembiasan Cahaya pada medium yang berbedarenggangrapatrenggangrapatNNIndeks BiasIndeks bias suatu zat adalah perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa dengan cepat rambat cahaya dalam zat tersebutOABIndeks bias suatu zat dapat dicari dengan cara metode snellius ( lihat gambar)n = OAOBn = ccnPersamaan umum snellius tentang pembiasan adalah :

Dimana :* n1 dan n2 menyatakan indeks bias medium 1 dan 2* v1 dan v2 menyatakan kecepatan merambat cahaya dalam medium 1 dan 2Pembiasan cahaya pada kaca plan-paralelirxGaris normalrudarakacan1Kaca plan-paraleliudaran2d i = r dan i = r

d = ketebalan kaca plan paralelX = jarak pergeseran sinar Pembiasan pada Prismarr disebut sudut deviasiPrisma adalah benda optik berbentuk segitiga atau piramit Pembiasan cahaya pada prisma sudut deviasi : = i1 + r2 - = r1 + i2

Deviasi minimum :i1 = r2 dan r1 = i2 sangat kecil ( < 150)m = (n2/n1 1)

Dispersi cahaya = u - m = (nu nm). prisma di udara, deviasi minimum dan kecilDispersi CahayaDispersi cahaya adalah penguraian warna-warna cahaya.

Suatu berkas sinar putih bila melalui prisma akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru dan ungu (perhatikan gambar)

Penyebab dispersi cahayaDispersi cahaya terjadi karena setiap warna cayaha memiliki panjang gelombang yang berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-beda.Cahaya putih terdiri dari gabungan beberapa warna, yaitu merah, hijau dan biru.Putih disebut warna polikromatik, yaitu warna cahaya yang masih bisa diuraikan lagi menjadi warna-warna dasar.Merah, hijau dan biru merupakan warna dasar atau warna monokromatik, yaitu warna cahaya yang tidak dapat diuraikan kembali.

Pembiasan Cahaya pada LensaLensa tipis merupakan benda tembus cahaya yang terdiri atas dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar.Macam-macam lensa tipis :1. lensa cembung cembung (bikonveks)2. Lensa Cembung datar (plan konveks)3. Lensa Cembung Cekung (konkave konveks)4. Lensa Cekung Cekung (Bikonkave)5. Lensa Cekung Datar ( plan Konkave)6. Lensa Cekung Cembung ( Konveks-konkave)123456Lensa ada 2 macam:

Lensa cembung (lensa positif)

Lensa cekung (lensa negatif)

Tiga sinar istimewa pada lensa cembung Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F.Sinar datang melalui titik fokus pasif F dibiaskan sejajar sumbu utama.Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa membias.Sinar-sinar Istimewa

Tiga sinar istimewa pada lensa cekungSinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan berasal dari seakan-akan titik fokus aktif F.Sinar datang seakan-akan menuju ke titik fokus pasif F dibiaskan sejajar sumbu utama.Sinar datang melalui pusat optik O diteruskan tanpa membias.

Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa

Pada lensa tipis berlaku:

Keterangan:

f = jarak fokus (cm)S = jarak benda (cm)S = jarak bayangan (cm)h = tinggi benda (cm)h= tinggi bayangan (cm)M = perbesaran bayangan (kali)

Persamaan Pembuat Lensa

Kuat Lensa menggambarkan kemampuan lensa untuk membelokan sinar Kuat Lensa

berlaku persamaan:

Keterangan:fgab =jarak fokus lensa gabungan (cm)f1,2,3=jarak fokus lensa 1, 2, 3 (cm)Pgab =kuat lensa gabungan (dioptri=D)P1,2,3= kuat lensa 1, 2, 3 (dioptri=D)

Lensa GabunganMATAKAMERA DAN PROYEKTORLUPMIKROSKOPTEROPONGALAT ALAT OPTIK

Alat Optik : alat penglihatan manusia

Alamiah : mataBuatan : alat bantu penglihatan manusia untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata: Kamera dan Proyektor, Lup, Mikroskop , Teropong/Teleskop

Pengertian Alat OptikMATAAnatomi Mata

Kornea dan lensa mata berfungsi sebagai lensa cembung dan menghasilkan bayangan pada bagian retina yang sensitif terhadap cahaya disebut fovea. Iris mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata.

Bayangan terjadi di retina dan bersifat nyata, terbalik, diperkecil.

Cara Kerja MataCara Kerja Mata (Lanjutan)Cara Kerja Mata (Lanjutan)

JANGKAUAN PENGLIHATANPPPRJangkauan PenglihatanMata dapat melihat dengan jelas jika letak benda dalam jangkauan penglihatan, yaitu diantara titik dekat mata (punctum proximum) dan titik jauh mata (punctum remontum).Untuk mata normalTitik dekat = 25 cmTitik jauh = tak terhingga= 25 cm=

Mata normal (emetropi) memiliki titik dekat 25 cm dan titik jauh tak terhinggaCacat Mata dan Cara Menanggulanginya

Rabun Jauh (Miopi)

Persamaan untuk meng hitung kuat lensa yang diperlukan1S+1S=1fP=1f

S = 100S = Contoh SoalSeorang penderita rabun jauh (miopi) dengan titik jauh 100 cm ingin melihat benda yang sangat jauh. Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan?1S+1S=1f1 +1-100=1ff = -100 cm = -1 mPenyelesaianP=1fKuat LensaP=1-1= -1 dioptri

Rabun Dekat (Hipermetropi)

Persamaan untuk meng hitung kuat lensa yang diperlukanP=1f1S+1S=1fS = - titik dekat penderitaf = jarak fokus (m)P = kuat lensa (dioptriS = 100S = 25 cm Contoh SoalSeorang penderita rabun dekat (hipermetropi) dengan titik dekat 100 cm ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm). Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan?1S+1S=1f125+1-100=1ff = 100/3 cm =1/3 mPenyelesaianP=1fKuat LensaP=11/3= 3 dioptriMata tua (presbiopi) adalah cacat mata akibat berkurangnya daya akomodasi pada usia lanjut.Rabun Tua (Presbiopi)

Astigmatista

Bayangan yang dibentuk oleh lensa kamera adalah nyata, terbalik, diperkecil.Kamera

1S+1S=1fBerlaku Persamaan:PERBEDAAN MATATempat BayanganRetinaPengatur CahayaIrisJarak BayanganTetapJarak FokusBerubah sesuai dengan jarak bendaKAMERADiafragmaBerubah, sesuai dengan jarak bendaTetapFilmPERSAMAAN ANTARA MATA DENGAN KAMERA SAMA SAMA MEMILIKI JENIS LENSA CEMBUNG SIFAT BAYANGANNYA SAMA SAMA NYATA, TERBALIK, DIPERKECILLUPKACA PEMBESAR (LUP)

Lup (kaca pembesar) adalah alat optik yang terdiri dari sebuah lensa cembung. Fungsinya, untuk melihat benda benda kecil. Benda diletakkan antara O dan F Sifat bayangannya maya, tegak diperbesarLup

Perbesaran Angular (Perbesaran Sudut)

Tiga kasus perbesaran angular lupMata berakomodasi pada jarak xMata berakomodasi maksimumMata tidak berakomodasiPERBESARAN LUP+M F OPerbesaran Lup untuk Mata Berakomodasi pada jarak xMaSS= -XSnf+Snx=Sn = titik dekat mata normalF = fokus lensaS = jarak bendaS = jarak bayanganPerbesaran Lup untuk Mata Berakomodasi MaksimumPenggunaan normal sebuah lup adalah berakomodasi maksimum. Jika dalam soal tidak disebutkan, maka selalu dianggap lup digunakan mata berakomodasi maksimumMaSnf+1=Perbesaran Lup untuk Mata Tidak Berakomodasi MaSnf=Mikroskop

Perbesaran Mikroskop

Panjang Mikroskop

2Fob Fob Fob 2Fob Fok PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA MIKROSKOPLensa ObyektifLensa OkulerSIFAT BAYANGANNyata, Terbalik, DiperbesarLensa Obyektif :Maya, Terbalik, DiperbesarLensa Okuler :

60TEROPONGDisebut juga TELESKOPFungsinya untuk melihat benda benda yang sangat jauhJENISNYATeropong Bias yang terdiri atas beberapa lensaTeropong Bintang (Teropong Astronomi)Teropong BumiTeropong Prisma (Binokuler)Teropong Panggung (Galileo)Teropong Pantul ynag terdiri atas beberapa cermin dan lensayang terdiri atas beberapa cermin dan lensa.Lensa ObyektifLensa Okulerf ob = f okf obf okd = f ob + f okM a=f obS okPerbesaranTEROPONG BINTANGSifat bayanganMaya , Diperbesar, TerbalikSebuah teropong bintang memiliki lensa objektif dengan jarak fokus 150 cm dan lensa okuler dengan jarak fokus 10 cm. Tentukan panjang dan perbesaran dengan mata berakomodasi maksimum! Dik : fob: 150 cm fok: 10 cm sok : -sn : -25 cmDit : M = ? d = ? Mata berakomodasi maksimum1 =1 - 1sokfoks'ok1 =1 +1sok1025 =5 +2 =7505050 = 7,14Ma =fob =150 cm =21 kalisok7,14 cmd = fob+ sok = 150 + 7,14 = 157,14 cmCONTOH SOALLensa ObyektifLensa Okulerf ob2fpd = f ob + 4 fp + f okM a=f obS okPerbesaranTEROPONG BUMILensa Pembalik2fpfokUntuk mata tidak berakomodasiSifat bayanganMaya Diperbesar Tegak

TEROPONG PRISMADisebut juga teropong binokulerUntuk memperpendek teropong, lensa pembalik diganti dengan dua prisma samakaki yang akan memantulkan bayangan secara sempurnaBayangan akhir tegak, maya, diperbesarPemantulan pada prismaTEROPONG PANGGUNG (TEROPONG GALILEI)L. Okulerf obf okL. Obyektiff ob = f okTSinar datang sejajar dari lensa obyektif membentuk bayangan tepat di fokusnya, sebagai benda maya lensa okulerSinar sejajar yang keluar dari lensa okuler menuju mata bersifat tegak di titik tak terhinggad = f ob + f okM a=f obS okPerbesaran

TEROPONG PANTULTEROPONG PANTULf obcermin datarlensa okulercermin cekung sebagai obyektifMenggunakan cermin cekung besar yang berfungsi sebagai pemantul cahaya dengan alasan :cermin mudah dibuat dan murah daripada lensa cermin tidak mengalami aberasi kromatik (penguraian warna) seperti lensacermin lebih ringan daripada lensa yang berukuran sama sehingga lebih mudah digantung.

PERISKOP

Biasa digunakan di kapal selam, untuk melihat keadaan di permukaan laut.Periskop terdiri dari dua buah lensa dan dua buah cermin.

Pembentukan bayangan pada periskop

Ketika kamu melihat dari ujung bawah, cahaya sejajar masuk lewat ujung atas mengenai cermin. Oleh cermin akan dipantulkan membentuk sudut 45 ke cermin bawah yang juga akan membentuk sudut 45. Sinar-sinar pantul sejajar tadi dipantulkan kembali ke matamu yang melihat dari ujung bawah sehingga kamu dapat melihat benda-benda yang berada di ujung atas.Contoh soal1. Seorang tukang arloji menggunakan sebuah lup yang fokusnya 5 cm. a) Hitung perbesaran maksimum yang dapat diperoleh dari lup tersebut. b) Hitung juga perbesaran lup jika mata tidak berakomodasi . Abaikan jarak mata-lup dan anggap mata normal. Jawab :a) Perbesaran maksimum terjadi ketika :

b) Untuk mata tidak berakomodasi, bayangan yang dibentuk lensa harus jatuh di

2. Sebuah mikroskop mempunyai lensa obyektif dengan fokus 1 cm dan lensa okuler dengan fokus 4 cm. Anggap jarak kedua lensa d = 21 cm. Hitung perbesaran mikroskop ketika : mata tidak berakomodasiJawab

Soal LatihanTentukan kekuatan lensa kacamata yg diperlukan oleh seseorang yg mempunyai titik dekat 40 cm, supaya orang tsb dapat membaca sebagaimana halnya orang normal.

Seorang anak mempunyai titik jauh 4 m. Supaya anak tsb dapat melihat benda2 jauh dg normal, tentukan kekuatan lensa kacamata yg diperlukan.

Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objektif dari sebuah mikroskop. Jarak fokus lensa objektifnya 0,9 cm, jarak fokus lensa okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan perbesaran oleh mikroskop tsb.

4.Teropong bintang dg jarak fokus objektifnya 4 m dan jarak fokus okulernya 4 cm, tentukan perbesaran bayangan yg dihasilkan masing2 untuk mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi maksimum.

SEKIANTERIMA KASIH