MATERI FISIKA : CAHAYA

CAHAYA

A.  PENGERTIAN CAHAYA

Cahaya merupakan suatu gelombang elektroagnetik yang dalam kondisi tertentu dapat berkelakuan seperti suatu partikel. Sebagai sebuah gelombang cahaya dapat dipantulkan dan dibiaskan, serta mengalami polarisasi dan interferensi.

B.     PEMANTULAN CAHAYA

Karena merupakan paket gelombang, cahaya dapat dipantulkan. Jika mengenai suatu permukaan benda, cahaya akan dipantulkan.

Besar pantulan cahaya bergantung pada jenis permukaan benda. Cermin merupakan benda yang paling baik dalam pemantulan cahaya.

Ada dua macam pemantulan cahaya, yaitu:

1.      Pemantulan teratur

Berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan bidang yang halus dan rata, akan dipantulkan sejajar. Hal ini mengakibatkan banyaknya sinar pantul yang masuk ke mata pengamat. Peristiwa ini disebut pemantulan teratur.

2.      Pemantulan baur

Berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan bidang yang kasar atau tidak rata, akan dipantulkan ke segala arah. Hal ini mengakibatkan banyaknya sinar pantul yang tidak masuk ke mata pengamat. Peristiwa ini disebut pemantulan baur (difus)

Benda yang terlihat oleh mata ada dua macam, yaitu sumber cahaya dan benda gelap. Sumber cahaya memancarkan berkas cahaya yang masuk ke mata sehingga benda tersebut dapat terlihat. Contoh sumber cahaya : lilin, lampu, matahari, bintang, dll

Benda gelap akan terlihat oleh mata jika berkas cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut masuk ke mata. Benda gelap ada 3 macam :

1.      Benda bening

Benda bening adalah benda yang dapat meneruskan hampir semua cahaya yang diterimanya, contoh: kaca bening.

2.      Benda tembus cahaya

Benda tembus cahaya adalah benda gelap yang masih dapat meneruskan sebagian cahaya yang diterimanya. Contoh: kain, dan kertas tipis

3.      Benda tak tembus cahaya

Benda tak tembus cahaya adalah benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang diterimanya, contoh: triplek, karton, kayu

C.     PEMBIASAN CAHAYA

Pembiasan cahaya (refraksi) adalah peristiwa pembelokan berkas cahaya yang merambat dari suatu medium ke medium yang lainnya yang berbeda kerapatan optiknya.

 “sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang dan ketiganya berpotongan pada satu titik”. Pernyataan tersebut dikenal dengan dengan Hukum I Snellius

“sinar datang dari medium renggang, menuju ke medium rapat dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, sinar datang dari medium rapat menuju ke medium renggang dibiaskan menjauhi garis normal”. Pernyataan ini disebut dengan Hukum II Snellius

Cahaya yang merambat dari suatu medium ke medium lain akan mengalami perubahan kecepatan. Perbandingan antara indeks bias mutlak medium tujuan dan indeks bias mutlak medium asal disebut indeks bias relatif.

Pada saat cahaya merambat dari udara ke medium lain, panjang gelombang cahaya berubah, tetapi frekuensinya tetap.

Hubungan antara indeks bias dan panjang gelombang adalah sebagai berikut:

n = λ1

      λ2

n =  indeks bias

λ1 = panjang gelombang udara

λ2 = panjang gelombang suatu medium

Prisma adalah benda tembus cahaya yang terbuat dari kaca dan dibatasi oleh dua bidang permukaan yang membentuk sudut pembias ( β ).

Sudut bias adalah sudut antara sinar bias dengan garis normal. Sedangkan sudut datang adalah sudut antara sinar datang dan garis normal.

            Berkas cahaya yang jatuh pada prisma akan dibiaskan sebanyak 2 kali karena prisma mempunyai dua bidang pembias. Sinar datang dibiaskan oleh bidang bias pertama mendekati garis normal. Sinar bias tersebut dibiaskan lagi oleh bidang pembias kedua menjauhi garis normal dan keluar dari prisma.

            Jika sinar datang dan sinar bias yang keluar dari prisma diperpanjang, kedua sinar tersebut akan mengalami perpotongan. Sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dan sinar bias yang keluar dari prisma disebut sudut deviasi ( D ).

D.     PEMBENTUKAN BAYANGAN CERMIN DATAR

Cermin datar merupakan benda mengkilap yang dapat memantulkan hampir semua cahaya yang mengenainya secara teratur. Sifat sifat bayangan yang terjadi pada cermin datar:

1.      Maya, karena bayangan benda tidak dapat ditangkap layar

2.      Tegak, karena posisi bayangan sama dengan posisi benda

3.      Sama besar, karena bayangan sama besar dengan benda

4.      Bersebelahan, karena letak bayangan selalu berlawanan dengan letak benda

5.      Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin

E.      PEMBENTUKAN BAYANGAN CERMIN dan LENSA CEKUNG

Cermin cekung mempunyai permukaan bagian dalam yang mengkilap sehingga dapat memantulkan hampir semua cahaya yang mengenainya. Berkas sinar datang dengan sumbu utama dipantukan mengumpul menuju ke titik fokus.

Lensa cekung bersifat divergen, yaitu menyebarkan berkas cahaya yang dibiaskan. Pembentukan bayangan oleh lensa cekung. Sifat sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung:

-          Selalu tegak

-          Selalu maya , didepan lensa

-          Selalu diperkecil

F.      PEMBENTUKAN BAYANGAN CERMIN danLENSA CEMBUNG

Cermin cembung mempunyai permukaan luar yang mengkilap sehingga dapat memantulkan hampir seluruh cahaya yang mengenainya. Sinar yang datang menuju cermin cembung dipantulkan dengan sudut yang besarnya sama dengan sudut datang.

Lensa cembung bersifat konvergen, yaitu: mengumpulkan berkas cahaya yang dibiaskan. Pembentukan bayangan oleh lensa cembung memiliki sifat bayangan:

-          Terbalik

-          Nyata, dibelakang l