Optika GeometriA. Sifat-sifat Cahaya

Cahaya dapat merambat diruang hampa. Artinya, cahaya tak memerlukan medium untuk merambat. Cahaya merambat lintasan lurus.Ketika mengenai benda, seberkas cahaya akan diteruskan, dipantulkan, dan dibiaskan. Jika mengenai benda halus dan rata, cahaya akan dipantulkan secara teratur. Jika mengenai benda yang tidak rata cahaya akan dipantulkan secara tidak teratur. Pemantulan yang tidak teratur disebut pemantulan baur.

1. Pemantulan CahayaPada fenomena pemantulan cahaya berlaku hukum pemantulan. Perhatikan Gambar 4.3. Hukum pemantulan cahaya menyatakan bahwa: Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (rp) Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar

Gambar 4.3. hukum pemantulan cahayaa. Pembentukan bayangan pada cermin datarJika ada banyak cermin dihadapan kita, akan banyak pula bayangan kita yang terbentuk. Jika dua cermin datar disusun sedemikian rupa sehingga membentuk sudut , jumlah sudut bayangan yang terbentuk adalah:

(4.1)Ada 3 bayangan yang terbentuk. Hal inisesuai dengan persamaan 4.1Gambar 4.5 bayangan yang dibentuk oleh cermin datar yang disusun membentuk sudut 90

b. Pembentukan bayangan pada cermin lengkungCermin lengkung adaah cermin yang permukaan pemantulannya berbentuk lengkung. Ada dua jenis cermin lengkung, yaitu cermin cekung dan cermin cembung.1) Pembentukan bayangan pada cermin cekungProses terbentuknya bayangan akibat pemantulan pada cermin cekung dapat dipelajari dengan memperhatikan pemantulan beberapa sinar istimewa berikut ini. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali melalui pusat kelengkungan itu.

Persamaan cermin cekung berlaku persamaan umum :

(4.2)Hubungan antara jarak fokus (f) dan jari-jari kelengkungan sermin (R)

Persamaan bayangan pada cermin cekung memenuhi persamaan

2) Pembentukan bayangan padaa cermin cembungSinar istimewa cermin cembung seperti berikut ini. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik fikus Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan itu

Pada cermin cembung berlaku pula persamaan-persamaan seperti pada cermin cekung, dengan catatan bahwa jarak fokus dan jari-jari kelengkungan pada cermin cembung diberi tanda negatif.2. Pembiasan Cahayaa. Hukum SnelliusPembiasan cahaya merupakan peristiwa pembelokan cahaya. Pembiasan terjadi jika cahaya melalui dua medium yang berbeda kerapatan optisnya. Kerapatan optis suatu medium ditunjukan dengan nilai indeks bias.Nilai indeks bias medium (n) adalah perbandingan antara laju cahaya diruang hampa (c) dan laju cahaya pada medium itu (v),n=Pada pembiasan berlaku hukum Snellius, Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar. Sinar datang dari medium kurang rapat kemedium lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal, sedangkan sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jika sinar datang dari medium berindeks bias n1 dengan sudut datang i menuju medium berindeks bias n2 dengan sudut bias r, berlaku persamaan ; n1 sin i =n2 sin rB. Pembiasan cahaya pada Lensa1. Lensa CekungLensa cekung bersifat menyebarkan sinar sehingga sering disebut lensa divergen. Lensa cekung juga disebut lensa negatif, jarak fokusnya negatif. Ada beberapa bentuk lensa cekung seperti ditunjukan pada gambar

Gambar. Beberapa bentuk lensa cekungUntuk mempelajari pembentukan bayangan pada lensa cekung, ada beberapa sinar istimewa seperti berikut. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan berasal dari titik fokus pertama. (titik fokus pertama F1 adalah titik fokus bagian lensa yang berhadapan langsung dengan benda) Sinar datang menuju titik fokus kedua dibiaskan sejajr sumbu utama. (titik fokus kedua F2 adalah titik fokus bagian lensa yang tidak berhadapan langsung dengan benda) Sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa mengalami pembiasan.

Gambar. Contoh pembentukan bayangan pada lensa cekung dengan bantuan sinar-sinar istimewaSebagaimana pada cermin, pada lensa cembung juga berlaku rumus

So=jarak bendaSi=jarak bayanganf=jarak fokus

selain itu, pada lensa juga berlaku rumus perbesaran bayangan sebegaimana pada cermin.M==]

M=perbesaranhi=tinggi bayanganho=tinggi benda

2. Lensa CembungLensa cembung bersifat mengumpulkan sinar sehingga sering disebut lensa konvergen. Lensa cembung juga disebut lensa positif, jarak fokusnya positif.

Gambar. Beberapa bentuk lensa cembung

Untuk mempelajari pembentukan bayangan pada lensa cembung, kita perlu memahami beberapa sinar-sinar istimewa seperti berikut: Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus pertama. (titik fokus pertama F1 adalah titik fokus bagian lensa yang berhadapan langsung dengan benda) Sinar datang melalui titik fokus kedua dibiaskan sejajar sumbu utama. Sinar datang melalui pusat optik diteruskan tanpa mengalami pembiasan.

Gambar. Contoh pembentukan bayangan pada lensa cembung dengan bantuan sinar-sinar istimewa

Sebagaimana pada cermin, pada lensa cembung juga berlaku rumus

So=jarak bendaSi=jarak bayanganf=jarak fokus

selain itu, pada lensa juga berlaku rumus perbesaran bayangan sebegaimana pada cermin.M==]

M=perbesaranhi=tinggi bayanganho=tinggi benda