Sifat Cahaya

Pengertian Cahaya

Cahaya Merambat Lurks, Dapat Dipantulkan Dan Dibiaskan. Menurut Para Ilmuwan Cahaya Adalah Bentuk Energi Radiasi Yang Berupa Gelombang Elektromagnetik Dengan Panjang Gelombang 4000 A⁰ – 7000 A^0. Cepat Rambat Cahaya Diruang Hampa 3 X 10⁸ M/S.

Sifat-Sifat Cahaya Antara Lain:

• Dapat Dipantulkan Jika Mengenai Dinding Penghalang
• Dapat Di Biaskan Jika Melalui Dua Medium Yang Kerapatannya Berbeda
• Dapat Berpadu Berinterferensi
• Dapat Melentur Jika Melalui Celah Sempit
• Dapat Berpapasan Dengan Gelombang Cahaya Lain.

Arah Rambat Cahaya

Cahaya Merambat Ke Segala Arah Dengan Arah Rambat Lurus Pada Medium Yang Sama Kerapatannya. Salah Satu Bukti Bahwa Cahaya Merambat Lurus Adalah Terjadinya Gerhana Matahari Dan Gerhana Bulan Dengan Terbentuknya Baying-Bayang Gelap Atau Inti (Umbra) Dan Baying-Bayang Tambahan ( Penumbra ).

Penumbra Terjadi Jika Sumber Cahaya Ukurannya Lebih Besar Dari Baying-Bayang Yang Terbentuk.

 

Gambar Gerhana Bulan

Pemantulan Cahaya ( Refleksi )

Jika Seberkas Cahaya Jatuh Pada Permukaan Benda Maka Akan Dipantulkan.

Hukum Pemantulan Cahaya :

• Sinar Datang Garis Normal Dan Sinar Pantul Terletak Pada Satu Bidang Datar
• Besarnya Sudut Datang Sama Dengan Sudut Pantul

Keterangan :

•  A – O =  Sinar Datang
•  O – B =  Sinar Pantul
•  N       = Garis Normal
•  O       = Titik Jatuh Sinar Pada Bidang Pantul
•  I = Sudut Datang
•  I’= Sudut Pantul

Alat Untuk Membuktikan Kebenaran Hokum Pemantulan Cahaya Disebut Cakram Optic / Keping Optic

Jenis-Jenis Pemantulan Cahaya :

1. Pemantulan Teratur Adalah Pemantulan Yang Terjadi Pada Permukaan Yang Rata ( Halus ) Dan Mengkilap. Sinar Datang Sejajar Dipantulkan Sejajar Pula. Contoh Pada Cermin Datar
2. Pemantulan Tidak Teratur Atau Baur Atau Pemantulan Difus Adalah Pemantulan Yang Terjadi Pada Permukaan Yang Tidak Rata ( Kasar ). Sinar Datang Sejar Dipantulkan Tidak Sejajar Atau Ke Segala Arah.

Pemantulan Baur Memberikan Kesan Teduh. Jika Tidak Ada Pemantulan Baur Sudut-Sudut Ruangan, Dibawah Pohon Akan Gelap Gulita. Benda Dapat Dilihat Apabila Benda Tersebut Terkena Cahaya Dan Cahayanya Dipantulkan Ke Mata Kita.

Cermin Datar

Untuk Melukispembentukan Bayangan Pada Cermin Datar Digunakan Hokum Pemantulan Cahaya, Seperti Pada Contoh Gambar Berikut :

Keterangan :

• A   =  Titik Benda
• A^’   =  Titik Bayangan
• S_o  =  Jarak Benda Ke Cermin
• S_i   =  Jarak Bayangan Ke Cermin
• H_o  =  Tinggi Benda
• Hi   =  Tinggi Bayangan

Sifat-Sifat Bayangan Yang Dibentuk Cermin Datar :

1. Maya
2. Sama Tegak
3. Sama Besar ( Ho = Hi )
4. Jarak Benda Sama ( So = Si )
5. Simetris
6. Bertukar Sisi

Ukuran Cermin Datar Minimum Untuk Dapat Melihat Bayangan Seluruh Tubuh Kita Adalah Setengah Dari Ukuran Tubuh Kita. Dua Buah Cermin Datar Yang Membentuk Sudut, Dapat Menghasilkan Bayangan Yang Jumlahnya Lebih Dari Satu. Jumlah Bayangan Yang Dibentuk Dapat Dihitung Dengan Rumus :

Keterangan :

• N  =  Jumlah Bayangan
• Α  =  Sudut Buka Kedua Cermin

Soal

1. Seberkas Cahaya Dijatuhkan Pada Cermin Datar Dengan Sudut 700 Terhadap Garis Normal. Hitung :

• Besar Sudut Pantul
• Sudut Antara Sinar Datang Dan Sinar Pantul

2. Sebuah Benda Terletak Diantara Dua Buah Cermin Datar. Hitung Jumlah Bayangan Yang Dapat Dibentuk Jika Kedua Cermin Membentuk Sudut :

• 150
• 22,50

3. Dua Buah Cermin Datar Diatur Sehingga Menghasilkan 7 Bayangan. Hitung Sudut Yang Dibentuk Oleh Kedua Cermin.

Cermin Cekung

Cermin Cekung Adalah Cermin Dimana Bagian Yang Memantulkan Cahaya Permukaannya Berupa Cekungan. Cermin Cekung Bersifat Mengumpulkan Cahaya, Diman Sinar-Sinar Sejajar Yang Dijatuhkan Pada Cermin Cekung Akan Dipantulkan Sehingga Sinar-Sinar Pantulnya Berpotongan Pada Titik Yang Disebut Titik Focus Atau Titik Api ( F ).

Keterangan :

• SU = Sumbu Utama
• O = Titik Pusat Bidang Cermin
• M = Titik Pusat Kelengkungan Cermin
• F = Titik Focus Lensa / Titik Api
• O – F = Jarak Focus ( F )
• O – M = Jari-Jari Kelengkungan Cermin ( R )

• Ruang I    =  O – F
• Ruang II   =  F – M
• Ruang III  = M – ~

Ada 3 Sinar Istimewa Pada Cermin Cekung :

Berkas Sinar Datang Sejajar Sumbu Utama, Dipantulkan Melalui Titik Fokus

Berkas Sinar Datang Melalui Titik Fokus, Dipantulkan Sejajr Sumbu Utama

Berkas Sinar Datang Melalui Titik Pusat Kelengkungan Cermin, Dipantulkan Kembali Melalui Titik Itu Lagi

Hal-Hal Yang Perlu Diperhatikan .

• Bayangan Maya Adalah Bayangan Yang Dibentuk Oleh Sinar Pantul Yang Menyebar ( Divergen ), Dapat Langsung Dilihat Oleh Mata Tetapi Tidak Dapat Ditangkap Oleh Layar.
• Bayangan Nyata Adalah Bayangan Yang Dibentuk Oleh Sinar Pantul Yang Mengumpul ( Konvergen ), Tidak Dapat Dilihat Langsung Oleh Mata Tetapi Dapat Ditangkap Oleh Layar.

Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cekung

Untuk Melukis Bayangan Diperlukan Dua Sinar Intimewa

---

• Benda Di Ruang I ( S_o  <  F )

Sifat Bayangan :

1. Maya
2. Tegak
3. Diperbesar

• Benda Di Ruang II ( S_o  <  F )

Sifat Bayangan :

1. Nyata
2. Terbalik
3. Diperbesar

• Benda Di Ruang III ( S_o  <  F )

Sifat Bayangan :

1. Nyata
2. Terbalik
3. Diperkecil

Soal – Soal.

Lukislah Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cekung Dan Bagaimana Sifat-Sifat Bayangannya, Jika :

• Benda Berada Di Titik Pusat Kelengkungan Cermin ( S_o = M )
• Benda Berada Di Titik Focus ( S_o = F )

Kegunaan Cermin Cekung.

1. Digunakan Sebagai Reflektor ( Pemantul ) Pada Alat-Alat Optic, Lampu Senter, Lampu Sepeda Motor
2. Digunakan Sebagai Kompor Matahari

Cermin Cembung

Cermin Cembung Adalah Cermin Dimana Bagian Yang Memantulkan Cahaya Berbentuk Cembung. Cermin Cembung Bersifat Menyebarkan Cahaya, Diman Sinar-Sinar Sejajar Yang Dijatuhkan Pada Cermin Cembung Akan Dipantulkan Sehingga Sinar-Sinar Pantulnya Seolah-Olah Berasal Dari Titik Focu Utama ( F ).

Keterangan :

• SU      = Sumbu Utama
• O        =  Titik Pusat Bidang Cermin
• M        =  Titik Pusat Kelengkungan Cermin
• F         =  Titik Api ( Focus  )
• O – F   = Jarak Focus ( F )
• O – M  = Jari-Jari Kelengkungan Cermin ( R )

Pada Cermin Cembung Tidak Ada Pembagian Ruangan

Ada 3 Sinar Istimewa Pada Cermin Cembung :

Berkas Sinar Datang Sejajar Sumbu Utama, Dipantulkan Seolah-Olah Berasal Dari Titik Fokus.

Berkas Sinar Datang Seolah-Olah Menuju Titik Fokus, Dipantulkan Seolah Olah Berasal Dari Titik Fokus

Berkas Sinar Datang Seolah-Olah Menuju Titik Pusat Kelengkungan Cermin, Dipantulkan Kembali

---

Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cembung

Untuk Melukis Bayangan Diperlukan Dua Sinar Intimewa

Kegunaan Cermin Cembung Dalam Kehidupan Sehari-Hari Sebagai Kaca Spion Kendaraan Bermotor.

Rumus-Rumus Untuk Cermin Cembung Dan Cekung :

Soal.

• Sebuah Benda Setinggi 2 Cm Terletak Pada Sumbu Utama Cermin Cekung Pada Jarak 75 Cm Di Depan Cermin, Bila Jarak Fokus Cermin 25 Cm, Hitunglah :

1. Jarak Bayangan
2. Perbesaran Bayangan.
3. Lukis Dan Sebutkan Sifat-Sifat Bayangan.
4. Jari-Jari Cermin
5. Tinggi Bayangan

• Sebuah Benda Setinggi 3 Cm Terletak Didepan Cembung Pada Jarak 12 Cm. Jika Jari-Jari Kelengkungan Cermin 24 Cm. Hitung :

1. Jarak Bayangan
2. Perbesaran Bayangan
3. Tinggi Bayangan
4. Sifat-Sifat Bayangan

Pembiasan Cahaya ( Refraksi )

Pembiasan Adalah Peristiwa Pembelokan Arah Rambat Cahaya Pada Bidang Batas Antara Dua Medium Yang Kerapatannya Berbeda. Atau Disebabkan  Adanya Perbedaan Kecepatan Rambat Cahaya Antara Dua Medium.

• Hukum Pembiasan Cahaya

Menurut Cristian Huggens: Cepat Rambat Cahaya Dalam Ruang Hampa Udara Dibanding Dengan Cepat Rambat Cahaya Dalam Zat Tertentu Mempunyai Nilai Tertentu Yang Disebut Indeks Bias ( N ).

Dirumuskan :

Keterangan :

1. N   =  Indeks Bias Zat
2. C   =  Cepat Rambat Cahaya Dalam Ruang Hampa ( 3 X 10 ⁸  M/S )
3. Cn =  Cepat Rambat Cahaya Dalam Medium Tertentu ( M/S )

Indeks Bias Medium Ke -1 Terhadap Medium Ke -2 Adalah :

Besar Indeks Bias Berbagai Zat Tidak Sama, Dapat Dilihat Dari Tabel Dibawah Ini :

Soal :

1. Hitunglah Cepat Rambat Cahaya Dalam Air, Jika Indeks Bias Air 4/3 Dan Cepat Rambat Cahaya Dalam Ruang Hampa  3 X 10 ⁸ M/S.
2. Indeks Bias Air Dan Kaca Masing-Masing 4/3 Dan 3/2. Hitunglah Indeks Relatif Air Terhadap Kaca !

Hukum Snellius

1. Sinar Datang Garis Normal, Dan Sinar Bias Terletak Dalam Suatu Bidang Datar.
2. Perbandingan Antara Proyeksi Sinar Datang Dengan Proyeksi Sinar Bias Yang Sama Panjangnya Pada Bidang Batas Merupakan Bilangan Tetap Yang Disebut Indeks Bias.

Arah Sinar Bias  :

Keterangan Gambar :

1. Sinar Jatuh Dari Zat Optik Kurang Rapat Ke Zat Optik Lebih Rapat Dibiaskan Mendekati Garis Normal
2. Sinar Jatuh Dari Zat Optik Lebih Rapat Ke Zat Optik Kurang Rapat Dibiaskan Menjauhi Garis Normal.
3. Sinar Jatuh Tegak Lurus Bidang Batas Antara 2 Medium ( Berimpit Dengan Garis Normal ), Tidak Dibiaskan Melainkan Diteruskan Lurus.

Sudut Batas Dan Pemantulan Sempurna.

• Sudut Batas Adalah Sudut Datang Sinar Dari Zat Optik Lebih Rapat Menuju Zat Optik Kurang Rapat Yang Menghasilkan Sudut Bias 90 ⁰.
• Jika Sudut Datang Melebihi Sudut Batas Maka Sinar Tidak Dibiaskan Melainkan Dipantulkan Sempurna.

Contoh Pemantulan Sempurna Dalam Kehidupan Sehari-Hari :

• Pemantulan Sempurna Pada Permukaan Air Yang Jernih
• Pemantulan Sempurna Pada Intan
• Pemantulan Sempurna Pada Prisma Kaca Sama Kaki

Pembiasan Cahaya Pada Prisma Kaca

Jalannya Pembiasan Cahaya Pada Prisma Kaca Dapat Dilukis Seperti Gambar Dibawah.

Sudut Deviasi Adalah Sudut Yang Dibentuk Oleh Perpanjangan Cahaya Yang Masuk Ke Prisma Dan Cahaya Yang Meninggalkan Prisma. Besarnya Sudut Deviasi Dapat Dirumuskan :

• D  =  Sudut Deviasi
• I ₁  = Sudut Datang Cahaya Yang Masuk Ke Prisma
• R₂  =  Sudut Bias Cahaya Yang Keluar Prisma
• Β  =  Sudut Buka Prisma

Sudut Deviasi Minimum Terjadi Jika Berkas Cahaya Yang Masuk Ke Prisma Memotong Prisma Menjadi Segitiga Sama Kaki. Sudut Deviasi Minimum Dapat Dirumuskan :

Pembiasan Cahaya Pada Lensa

Macam-Macam Lensa :

1. Lensa Cembung / Konvek / Lensa Positif
2. Lensa Cekung / Konkaf / Lensa Negative

• Lensa Cembung

Menurut Bentuknya Lensa Cembung Terbagi Menjadi Tiga Macam Yaitu :

Keterangan Gambar :

1. Cembung Dua ( Bikonvek )
2. Cembung Datar ( Plankonvek )
3. Cembung Cekung ( Konkaf Konvek )

Lensa Cembung Bersifat Mengumpulkan Sinar-Sinar Yang Datang Padanya.

• Bagian-Bagian Lensa Cembung

Keterangan:

• SU      =  Sumbu Utama
• O        =  Titik Pusat Optik Lensa
• F         =  Titik Focus
• 2F         =  Titik Pusat Kelengkungan Lensa
• O – F  =  Jarak Focus ( F )
• O – 2F=  Jari-Jari Kelengkungan Lensa
• O – F   =  Ruang I
• F – 2F =  Ruang II
• F – ~    =  Ruang III

Sinar-Sinar Istimewa Pada Lensa Cembung

Sinar Datang Sejajar Sumbu Utama, Dibiaskan Melalui Titik Fokus

Sinar Datang Melalui Titik Fokus, Dibiaskan Sejajr Sumbu Utama

Sinar Datang Melalui Titik Pusat Optik, Dibiaskan Sejajar Sumbu Utama

Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung

Untuk Melukis Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung Diperlukan Dua Sinar Istimewa.

• Benda Di Ruang I ( So < F )

Sifat-Sifat Bayangan

1. Maya
2. Tegak
3. Diperbesar

Benda Di Ruang II ( F < So < 2F )

Sifat-Sifat Bayangan

• Maya
• Tegak
• Diperbesar
• Benda Di Titik Pusat Kelengkungan Lensa ( So = 2F )

Sifat-Sifat Bayangan

1. Nyata
2. Terbalik
3. Sama Besar

Soal – Soal

Lukislah Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cembung  Dan Bagaimana Sifat-Sifat Bayangannya, Jika :

1. Benda Berada Di Ruang III ( S_o > 2F )
2. Benda Berada Di Titik Focus ( S_o = F

Lensa Cekung

Menurut Bentuknya Lensa Cekung Terbagi Menjadi Tiga Macam Yaitu :

Keterangan Gambar :

1. Cekung Dua ( Bikonkaf )
2. Cekung Datar ( Plankonkaf )
3. Cekung Cembung (Konvek Konkaf )

Lensa Cekung Bersifat Menyebarkan Sinar-Sinar Yang Datang Padanya.

Bagian-Bagian Lensa Cekung

Keterangan:

• SU      =  Sumbu Utama
• O        =  Titik Pusat Optik Lensa
• F         =  Titik Focus
• 2F         =  Titik Pusat Kelengkungan Lensa
• O – F  =  Jarak Focus ( F )
• O – 2F=  Jari-Jari Kelengkungan Lensa

Pada Lensa Cekung Tidak Ada Pembagian Ruangan.

Sinar-Sinar Istimewa Pada Lensa Cekung

Sinar Datang Sejajar Sumbu Utama, Dibiaskan Seolah-Olah Berasal Dari Titik Focus Utama

Sinar Datang Seolah-Olah Menuju Titik Fokus, Dibiaskan Sejajar Sumbu Utama

Sinar Datang Menuju Pusat Optik, Tidak Dibiaskan Melainkan Diteruskan Lurus

Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cekung

Untuk Melukis Pembentukan Bayangan Pada Lensa Cekung Diperlukan Dua Sinar Istimewa.

Sifat-Sifat Bayangan :

• Maya
• Tegak
• Diperkecil

Rumus-Rumus Untuk Lensa Cembung Dan Cekung :

Soal .

• Sebuah Benda Berada Pada Jarak 4 Cm Didepan Lensa Cembung Yang Mempunyai Jarak Focus 12 Cm. Jjika Tinggi Benda 2 Cm , Hitunglah :

1. Jarak Bayangan
2. Perbesaran Bayangan
3. Tinggi Bayangan
4. Sifat-Sifat Bayangan

• Didepan Lensa Cembung Pada Jarak 30 Cm Terdapat Benda Yang Tingginya 1,5 Cm. Jika Jarak Focus Lensa 15 Cm, Tentukan :

1. Jarak Bayangan
2. Tinggi Bayangan
3. Perbesaran Bayangan
4. Sifat-Sifat Bayangan

• Kekuatan Lensa

Kekuatan Lensa Adalah Kemampuan Lensa Untuk Mengumpulkan Atau Menyebarkan Cahaya.  Satuan Kekuatan Lensa Adalah Dioptri ( D ).

1 Dioptri Adalah Kekuatan Lensa Yang Mempunyai Jarak Fokus 1 Meter

Keterangan :

• P =  Kekuatan Lensa ( D )
• F  =  Jarak Focus ( M )

Soal

1. Sebuah Lensa Mempunyai Focus 20 Cm, Berapa Kekuatan Lensa Tersebut.
2. Kekuatan Sebuah Lensa – 5 D. Tentukan Fokusnya

Peruraian Cahaya ( Dispersi )

Dispersi Yaitu Peristiwa Terurainya Cahaya Putih Menjadi Cahaya Yang Berwarna-Warni, Seperti Terjadinya Pelangi. Pelangi Merupakan Peristiwa Terurainya Cahaya Matahari Oleh Butiran-Butiran Air Hujan. Peristiwa Peruraian Cahaya Ini Disebabkan Oleh Perbedaan Indeks Bias Dari Masing-Masing Cahaya, Di Mana Indeks Bias Cahaya Merah Paling Kecil, Sedangkan Cahaya Ungu Memiliki Indeks Bias Paling Besar.

Cahaya Putih Yang Dapat Terurai Menjadi Cahaya Yang Berwarna-Warni Disebut Cahaya Polikromatik Sedangkan Cahaya Tunggal Yang Tidak Bisa Diuraikan Lagi Disebut Cahaya Monokromatik. Peristiwa Dispersi Juga Terjadi Apabila Seberkas Cahaya Putih, Misalnya Cahaya Matahari Dilewatkan Pada Suatu Prisma.

Cahaya Polikromatik Jika Dilewatkan Pada Prisma Akan Terurai Menjadi Warna Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Nila, Dan Ungu. Kumpulan Cahaya Warna Tersebut Disebut Spektrum. Lebar Spektrum Yang Dihasilkan Oleh Prisma Tergantung Pada Selisih Sudut Deviasi Antara Cahaya Ungu Dan Cahaya Merah.

Sedikit Dibawah Cahaya Ungu Terdapat Sinar Ultraungu Dan Sedikit Di Atas Cahaya Merah Terdapat Sinar Inframerah.

Sekian Penjelasan Artikel Diatas Tentang Cahaya – Pengertian, Pemantulan, Sifat, Sumber Dan Materinya Semoga Bermanfaat Bagi Pembaca Setia Kami… Terimakasih…