Sifat Pemantulan dan Pembiasan Cahaya
Sifat Pemantulan dan Pembiasan Cahaya
Cermin vs Lensa
Mungkin tidak disadari oleh kita, bahwa hampir setiap hari kita menggunakan salah satu perangkat optik untuk melihat penampilan kita, ya cermin khususnya cermin datar. Kita seperti tidak percaya diri jika belum bercermin dan memastikan penampilan kita rapi sebelum pergi ke suatu tempat atau bertemu dengan seseorang.
Cermin merupakan salah satu perangkat optik yang paling banyak ditemui di sekitar kita dan merupakan yang paling sederhana untuk dianalisis proses pembentukan bayangannya, sehingga cermin selalu menjadi materi lanjutan setelah kita mempelajari konsep dasar dan sifat-sifat cahaya. Sifat cahaya yang paling dominan pada cermin adalah pemantulan.
Perangkat optik lainnya yang pula banyak ditemui di sekitar kita adalah lensa. Salah satu penggunaan lensa terdapat pada kacamata yang kita gunakan untuk membantu membaca. Sifat cahaya yang dominan berlaku pada lensa adalah pembiasan.
1) Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
Ketika Anda sedang bercermin, Anda melihat diri Anda dan benda-benda lain di sekitar dan di belakang Anda seakan-akan berada di depan Anda seperti yang ditunjukkan di Gambar . Namun tentu saja hal tersebut tidak nyata, yang Anda lihat pada cermin itu hanyalah bayangan Anda dan benda-benda di sekitar Anda. Bayangan Anda dan benda-benda itu berada di sisi lain dari cermin.
 |
| Melihat Bayangan pada Cermin Datar |
Untuk menganalisis proses pembentukan bayangan pada cermin datar ini kita akan menggunakan ilustrasi berkas cahaya dan hukum pemantulan cahaya seperti yang sudah kita pelajari di Kegiatan Belajar 1.
 |
| Berkas Cahaya Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar |
Gambar menunjukkan bagaimana bayangan dibentuk oleh cermin datar menggunakan ilustrasi model berkas cahaya. Berkas-berkas cahaya memancar dari dua titik yang berbeda pada benda, satu titik di bagian atas benda dan satu titik lainnya di bagian bawah benda. Berkas-berkas cahaya meninggalkan setiap titik pada benda ke berbagai arah, namun hanya kumpulan berkas yang mencapai mata yang digambarkan, pada contoh ini ditampilkan dua berkas cahaya dari setiap titik atas dan bawah. Berkas-berkas cahaya yang memasuki mata tampak seolah-olah berasal dari belakang cermin sebagaimana ditunjukkan oleh garis putus-putus. Hal itu terjadi karena mata dan otak kita hanya mampu menerjemahkan berkas cahaya yang menempuh lintasan garis lurus atau yang berada langsung dan tepat di hadapan mata. Setiap titik pada benda yang diletakkan di depan cermin pasti memiliki titik bayangannya di cermin. Selanjutnya kita amati dua berkas yang meninggalkan benda di titik A dan memantul pada cermin di titik B dan B’. Dari Gambar 3.22 dapat terlihat pula bahwa berkas cahaya yang memantul di titik B dan B’ memenuhi hukum pemantulan, yaitu besar sudut datang sama dengan sudut pantul. Sudut ADB dan CDB membentuk sudut siku-siku dan berdasarkan hukum pemantulan sudut ABD dan CBD adalah sama. Dengan demikian segitiga ABD dan CBD adalah sama dan panjang AD = CD. Berarti bayangan yang muncul di belakang cermin memiliki jarak yang sama dengan jarak benda asli ke cermin. Begitu pula dengan tinggi bayangan, kita dapat melihat bahwa tinggi bayangan sama dengan tinggi benda aslinya. (Giancoli, 2001).
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, pada cermin datar, bayangan dapat dilihat mata karena adanya perpanjangan berkas patulan yang diteruskan ke mata. Bayangan pada cermin datar ini tidak dibentuk langsung oleh perpotongan berkas cahaya melainkan perpotongan dari perpanjangan berkas pantulan cahaya. Berkas cahaya tidak langsung melewati bayangan. Oleh karena itu bayangan dapat dilihat langsung oleh mata dan tidak memerlukan layar atau kertas atau film untuk menangkap bayangan itu. Jenis bayangan dengan karakteristik seperti ini disebut bayangan maya. Sebaliknya, jika bayangan terbentuk dari perpotongan berkas cahaya dan berkas cahaya melewati bayangan, maka jenis bayangan dengan karakteristik ini disebut bayangan nyata. Bayangan ini dapat ditangkap layar atau film yang diletakkan di posisi bayangan. Contoh bayangan nyata adalah bayangan pada layar yang dipancarkan lensa proyektor. Kita juga akan menemukan bayangan nyata ketika membahas cermin dan lensa lengkung.
Dari seluruh penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa sifat bayangan pada cermin datar adalah: maya, tegak (bagian atas benda tetap terlihat di atas), sama besar dengan benda aslinya (ukuran dan jarak).
Tegak maksudnya adalah posisi vertikal benda tetap, artinya bagian atas bayangan benda akan tetap terlihat di atas. Namun posisi horizontalnya akan terlihat seolah-olah terbalik. Hal ini dapat dibuktikan ketika Anda bercermin dan mengangakat tangan kanan Anda. Karena Anda berhadapan dengan bayangan Anda dan bayangan Anda akan menunjukkan hal yang sama dengan Anda, maka bayangan Anda akan seolah-olah mengangkat tangan kirinya (posisi kanan-kiri menjadi terbalik pada bayangan).
2) Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
Pernahkah Anda menemukan sebuah cermin pengamat jalan di suatu tikungan? atau melihat diri Anda pada cermin rias kecil? kedua hal tersebut merupakan contoh dari penggunaan cermin lengkung dalam kehidupan sehari-hari.
Selain cermin datar, cermin lengkung merupakan jenis cermin yang banyak sekali di gunakan dalam kehidupan manusia. Cermin lengkung adalah cermin yang bentuknya seperti bagian dari kulit bola. Cermin lengkung dikatakan cekung jika pemantulan terjadi di bagian dalam permukaan kulit bola, sebaliknya jika pemantulan terjadi dibagian luar permukaan kulit bola, maka cermin lengkung disebut cembung.
 |
| Bagian-bagian Cermin Lengkung |
Terdapat bagian-bagian cermin lengkung yang perlu dipahami agar kita dapat menganalisis proses pembentukan bayangannya. Amati Gambar. Karena bentuknya seperti permukaan kulit bola, maka cermin lengkung memiliki pusat bola yang diberi istilah pusat kelengkungan cermin diberi simbol R. Sumbu utama yaitu garis lurus yang melewati R dan tegak lurus dengan permukaan lengkung cermin. Lalu ketika berkas cahaya bergerak menuju cermin dan memantul, maka seluruh berkas pantulan cahaya akan berkumpul di satu titik yang disebut titik fokus dan diberi simbol f.
Setelah mengetahui bagian-bagian cermin lengkung, selanjutnya kita akan mengenal berkas sinar istimewa pada cermin cerkung dan cembung yang akan kita gunakan untuk menggambarkan pembentukan bayangan pada cermin lengkung.
Terdapat tiga berkas sinar istimewa baik pada cermin cekung maupun cermin cembung. Berikut adalah penjelasan berkas sinar istimewa pada kedua cermin tersebut.
a) Berkas sinar istimewa pada cermin cekung:
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan menuju titik fokus cermin cekung
(2) Sinar datang melalui titik fokus cermin cekung akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali menuju pusat kelengkungan cermin.
Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen) seperti yang ditunjukkan oleh Gambar
 |
| Berkas Sinar Istimewa pada Cermin Cekung |
Syarat bayangan suatu benda dapat terbentuk pada cermin adalah benda tersebut harus dilewati oleh minimal 2 berkas cahaya atau perpanjangan berkas cahaya.
 |
| Contoh Pembentukan Cahaya pada Cermin Cekung |
Contoh pembentukan bayangan pada cermin cekung terlihat pada Gambar 3.25. Misal kita menaruh benda (yang ditandai tanda panah hitam) diantara R dan f. Berkas sinar istimewa (1) akan melalui benda dan memantul ke f, berkas sinar istimewa (2) akan melalui benda menuju f dan memantul sejajar sumbu utama. Hasil perpotongan berkas pantulan sinar istimewa (1) dan (2) akan menghasilkan bayangan yang ditandai dengan tanda panah putus-putus. Berdasarkan perpotongan tersebut sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata (karena terbentuk oleh perpotongan berkas cahaya/ berkas cahaya langsung melewati bayangan), terbalik, lebih besar dari benda aslinya, jarak bayangan dari cermin pun lebih jauh daripada jarak benda ke cermin.
b) Berkas sinar istimewa pada cermin cembung:
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus cermin.
(2) Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus cermin akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang seolah-olah menuju pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali ke arah yang sama dengan datangnya sinar.
Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya (divergen) seperti yang ditunjukkan Gambar
 |
| Cermin Cembung bersifat menyebarkan cahaya |
 |
| Berkas Sinar Istimewa pada Cermin Cembung. |
Contoh pembentukan bayangan pada cermin cembung terlihat pada Gambar. Misalkan kita meletakkan benda di depan cermin cembung dengan jarak tertentu. Berkas sinar istimewa (1) melewati benda dan akan dipantulkan oleh cermin cembung seolah-olah berasal dari titik fokus cermin. Berkas sinar istimewa (3) melewati benda seolah-olah menuju titik kelengkungan cermin, maka akan dipantulkan kembali oleh cermin cembung ke arah yang sama dengan sinar datang. Pada kasus ini, bayangan terbentuk dari perpotongan perpanjangan berkas sinar pantul cermin cembung yang ditandai dengan panah hitam putus-putus. Hasil perpotongan berkas ini menghasilkan bayangan yang bersifat maya, tegak, lebih kecil dari ukuran benda aslinya.
 |
| Contoh Pembentukan Cahaya pada Cermin Cembung |
3) Pembentukan Bayangan Pada Lensa
Mengapa perlu memahami pembentukan bayangan pada lensa? Sebab, seperti judulya, fokus utama kegiatan belajar ini adalah mengenal Mata sebagai jendela masuknya cahaya sehingga manusia dapat melihat. Salah satu bagian utama pada mata adalah lensa mata, maka agar dapat menganalisis proses pembentukan bayangan pada mata, terlebih dahulu kita memahami proses pembentukan bayangan pada lensa.
Proses pembentukan bayangan pada cermin, akan mempermudah Anda ketika menganalisis pembentukan bayangan pada lensa karena Anda sudah terbiasa mengamati berkas-berkas cahaya pembentuk bayangan.
Lensa adalah perangkat optik yang umumnya terbuat dari kaca atau plastik transparan berbentuk lingkaran yang kedua permukaannya melangkung (Giancoli, 2001). Banyak sekali jenis lensa tipis, dalam Kegiatan Belajar ini difokuskan pada jenis lensa cembung ganda dan cekung ganda. Gambar menunjukkan lensa cembung ganda yang bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen) dan lensa cekung yang bersifat menyebarkan cahaya (divergen).
 |
| Lensa Cembung (divegen) |
 |
| Lensa Cekung (konvergen) |
Seperti halnya pada cermin, kita pun perlu memahami beberapa bagian lensa agar kita dapat menganalisis pembentukan bayangannya dengan mudah.
Terlihat dari Gambar, terdapat bagian lensa yang sama dengan bagian cermin, yaitu titik fokus (f). Fungsinya pun sama yaitu titik dimana cahaya dikumpulkan. Karena lensa bersifat membiaskan cahaya, maka dalam diagram berkas cahaya, titik fokus terdapat di sisi kanan dan kiri lensa. Selain itu terdapat pula sumbu utama. Bagian khusus yang terdapat pada lensa adalah pusat lensa (O). Untuk memudahkan kita untuk menentukan pusat lensa, kita buat garis bantu yang membagi lensa sama besar. Pusat lensa adalah titik yang terbentuk oleh perpotongan tegak lurus sumbu utama dan garis bagi lensa.
Sama seperti cermin, lensa pun memiliki tiga berkas sinar istimewa, baik untuk lensa cembung maupun lensa cekung dan syarat agar bayangan suatu benda dapat terbentuk adalah benda tersebut harus dilewati oleh minimal 2 berkas cahaya bias atau perpanjangan berkas cahaya bias lensa.
a) Berkas sinar istimewa lensa cembung
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan menuju titik fokus.
(2) Sinar datang melalui titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang melalui titik pusat lensa akan diteruskan tanpa dibiaskan.
Gambar menunjukkan ilustrasi berkas sinar istimewa pada lensa cembung.
 |
| Berkas Sinar Istimewa pada Lensa Cembung |
Contoh pembentukan bayangan lensa cembung. Misal kita meletakkan benda (ditandai dengan panah warna hitam) lebih jauh dari posisi titik fokus ke lensa. Untuk memudahkan menggambarkan berkas cahaya, Anda boleh tidak menggambarkan lensa cembungnya, Anda dapat menggunakan garis vertikal dengan tanda plus (+) untuk menunjukkan jenis lensa yang digunakan adalah lensa cembung. Gambar menunjukkan proses pembentukan bayangan untuk contoh ini.
Berkas sinar (1) melewati benda dan dibiaskan oleh lensa cembung ke titik fokus. Berkas sinar (2) melewati benda menuju titik fokus kemudian dibiaskan sejajar sumbu utama. Berkas sinar (3) melewati benda menuju titik pusat lensa akan diteruskan tanpa dibiaskan. Sinar bias ketiga berkas sinar istimewa itu berpotongan di satu titik dan titik itulah titik bayangan terjadi (ditandai dengan tanda panah hitam putus-putus). Dari perpotongan sinar bias dapat diketahui sifat bayangan yang terbentuk, yaitu: nyata (karena terbentuk oleh perpotongan berkas cahaya/ berkas cahaya langsung melewati bayangan), terbalik, lebih besar dari benda aslinya, jarak bayangan dari lensa pun lebih jauh daripada jarak benda ke lensa.
 |
| Contoh Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung |
b) Berkas sinar istimewa lensa cekung
(1) Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.
(2) Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
(3) Sinar datang melalui titik pusat lensa akan diteruskan tanpa dibiaskan. Gambar menunjukkan ilustrasi berkas sinar istimewa pada lensa cekung.
Contoh pembentukan bayangan lensa cekung diilustrasikan pada Gambar. Misalkan kita meletakkan benda (tanda panah hitam) di posisi yang sama dengan benda yang kita letakkan di depan lensa cembung tadi (lebih jauh dari posisi titik fokus ke lensa). Lensa cekung dapat digambarkan sebagai garis vertikal dengan tanda minus (-). Bayangan akan terbentuk ketika ketiga berkas sinar istimewa lensa cekung melewati benda. Pada kasus ini, bayangan akan terbentuk dari perpotongan perpanjangan sinar bias lensa cekung. Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya (karena bayangan tidak langsung dilewati berkas sinar), tegak, lebih kecil dari benda aslinya.
 |
| Berkas Sinar Istimewa pada Lensa Cekung |
 |
| Contoh Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung |
0 Response to "Sifat Pemantulan dan Pembiasan Cahaya"
Post a Comment