fMO

RIRIIRIII RIV

fMO fM

O fMO

1 2 3

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung

fM O

RIII RII RI RIV

PEMANTULAN

Cermin Datar

Cermin datar adalah cermin yang permukaan pantulnya berupa sebuah bidang datar.

Sifat-sifat bayangan pada cermin datar, yaitru:

1. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin2. Bayangan maya3. Ukuran sama dengan ukuran benda4. Bayangan yang terbentuk tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya5. Bentuk bayangan sama dengan bentuk benda.

Untuk dua cermin datar yang saling membentuk sudut Ө, maka jumlah bayangan dari benda yang diletakkan di antara kedua cermin tersebut adalah:

n = 3600

θ− 1

Cermin Cekung dan Cermin Cembung

Cermin cekung adalah cermin dimana bagian yang memantulkan cahaya permukaannya berupa cekungan yang merupakan bagian dalam suatu bola.

Pemantulan cahaya oleh cermin cekungCermin cekung disebut juga cermin konvergen karena sifatnya mengumpulkan sinar pantul.

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:

1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus (f).2. Sinar datang yang melalui titik fokus (f) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.3. Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali melalui titik itu juga.

Pemantulan cahaya oleh cermin cembung

Cermin cembung atau cermin konkaf adalah cermin lengkung dengan bagian mengkilap berada di luar. Cermin cembung disebut juga cermin divergen karena sifatnya menyebarkan sinar pantul.

1 | ú=RFQè~Ê

Cermin cekung

F = jarak fokusM = titik pusat kelengkungan cerminOM = jari-jari kelengkungan cermin (R)Of = fM = ½ RRI (ruang 1), RII (ruang 2), RIII (ruang 3), dan RIV (ruang 4)Garis yang melalui titik M, f dan titik O disebut sumbu utama.

Permukaan bagian depanPermukaan belakang

fM O

fM O

fM O

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung:

Persamaan pada cermin :Jika jarak benda ke cermin adalah s, jarak bayangan ke cermin adalah s’ dan fokus cermin adalah f maka hubungan s, s’ dan f dapat ditulis:

1s

+ 1

s'= 1f

Perjanjian tanda:s bernilai + jika benda nyata dan bernilai – jika benda mayas’ bernilai + jika benda nyata dan bernilai – jika benda mayaf bernilai + jika cermin cekung dan bernilai – jika cermin cembung.

Perbesaran bayangan yang dihasilkan cermin disebut perbesaran linier. Perbesaran linier merupakan harga mutlak dari perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi benda. Perbesaran linier juga didefinisikan sebagai harga mutlak dari perbandingan antara jarak bayangan dan jarak benda terhadap cermin.

M =|h'

h| atau M =|− s

'

s|

Perjanjian:Jika M bertanda negatif maka bayangan nyata terbalikJika M bertanda positive maka bayangan maya tegak.

Pembiasan cahaya

Pembiasan cahaya (refraksi) adalah gejala pembelokan arah rambat cahaya ketika melalui dua medium atau zat yang berbeda kerapatannya.Contoh gejala pembiasan cahaya: Cahaya yang datang dari udara menuju air atau kaca dan sebaliknya akan mengalami pembelokan arah.

2 | ú=RFQè~Ê

Cermin cembung

1

2

3

1. Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

2. Sinar datang yang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang yang seolah-olah menuju titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui berkas sinar yang sama.

Gambar Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung

Air

udara

Pembiasan cahaya

Sinar datang

Snar datang Sinar pantul

Sinar bias

Medium 1 (n1)

Medium 2 (n2)

i

r

n

Gambar pembiasan cahaya

Sinar bias menjauhi garis normal

kaca

udara

Sinar datang

Sinar bias mendekati garis normal

kaca

udara

Sinar datang

Gambar pembiasan cahaya(a) (b)

Suatu medium 1 dikatakan lebih rapat dari medium 2 apabila indeks bias medium 1 tersebut lebih besar dari indeks bias medium 2 ( n1 > n2 ). Medium air lebih rapat dari pada medium udara (na > nu). Demikian pula medium kaca lebih rapat dari medium air (nk > na ).Cahaya yang merambat dari medium kurang rapat (misalnya udara) menuju ke medium lebih rapat (misalnya kaca), maka akan dibelokkan mendekati garis normal. Sebaliknya jika cahaya merambat dari medium lebih rapat menuju ke medium kurang rapat maka akan dibelokkan menjauhi garis normal

Indeks bias mutlak zat

Indeks bias mutlak zat adalah kemampuan suatu zat untuk membiaskan cahaya.

n = sin isin r

Contoh indeks bias mutlak kaca adalah 3/2, indeks bias mutlak air adalah 4/3 .

.Indeks bias relative

Misalkan cahaya merambat dari kaca yang indeks bias nk menuju medium air yang ideks bias na, maka berlaku:

nk sin i= na sin r ataunank

= sin isin r

;nank

= nak atau nka =nkna

nak = indeks bias relative medium air terhadap medium kaca..

3 | ú=RFQè~Ê

1. Sinar datang, garis normal dan sinar bias terletak pada satu bidang batas.

2. Untuk i sudut datang dan r sudut bias, maka berlaku:n1 sin i = n2 sin r

n1 = indeks bias medium 1n2 = indeks bias medium 2

a. Cembung rangkap(bikonveks)

b. Cembung datar(plan-konveks)

c. Cembung cekung(konkaf-konveks)

jenis-jenis lens cembung

nka = indeks bias relative medium kaca terhadap medium air

Hubungan cepat rambat, panjang gelombang cahaya dan indeks bias zat.

Jika cahaya datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat maka akan dibiaskan mendekati garis normal. Perubahan arah rambat cahaya tersebut dikarenakan berubahnya cepat rambat cahaya di dalam medium yang berbeda. Jika cahaya menuju medium yang lebih rapat maka cepat rambatnya menjadi lebih kecil. Secara matematis hubungan cepat rambat dan endeks bias medium dapat ditulis:

n1

n2

=v2

v1n1 = indks bias medium 1 s(medium dimana sinar datang)n2 = indeks bias medium 2 (medium dimana sinar dibiaskan)v1 = cepat rambat cahaya pada medium 1v2 = cepat rambar cahaya pada medium 2cepat rambat cahaya di udara adalah c = 3 x 108 m/s dan indeks bias mutlak udara nu=1

Pada peristiwa pembiasan cahaya, maka frekuensi cahaya tidak mengalami perubahan.

Dari hubungan v = λ f, maka

n1

n2

=λ2 f

λ1 fatau

n1

n2

=λ2

λ1

λ 1 = panjang gelombang cahaya pada medium 1λ 2 = panajng gelombang cahaya pada medium 2

LENSA TIPISa. Lensa cembung (konvek) atau lensa positif (+)

Lensa cembung disebut juga lensa konvergen karena bersifat mengumpulkan sinar bias. Ciri lensa cembung adalah bagian tengah lebih tebal dari bagian tepi lensa. Jenis-jenis lensa cembung yaitu sebagai berikut:

Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:

4 | ú=RFQè~Ê

O f1 M1f2M2

O f1 M1f2M2

O f1 M1f2M2

1

2

3

Gambar sinar istimewa pada lensa cembung

Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus

Sinar datang yang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.

Sinar datang yang melalui titik pusat optik (O) akan diteruskan tanpa dibiaskan

O f1 M1f2M2

A

A’

Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik diperbesar di ruang III(antara M sampai tak terhingga)

a. Cekung rangkap(Bikonkaf)

b. Cekung datar(Plan-konkaf) c. Cekung cembung

(Konveks-konkaf)jenis-jenis lensa cekung

Seperti halnya pada cermin, untuk melukis bayangan suatu benda pada lensa cembung maka minimal diperlukan dua sinar istimewaContoh:melukis bayangan dari benda yang terletak di ruang II (antara f dan M) pada lensa cembung

b. Lensa cekung (konkaf) atau lensa negativeLensa cekung disebut juga lensa divergen karena bersifat mengumpulkan sinar bias. Ciri lensa cekung adalah bagian tengah lebih tipis dari bagian tepinya. Lensa cekung terdiri dari tiga jenis yaitu:

Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung

5 | ú=RFQè~Ê

Gambar melukis bayangan benda pada lensa cembung

f1M1 f2 M2

Sinar datang yang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.

Sinar dating yang seolah-olah menuju titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Sinar datang yang menuju titik pusat optik akan diteruskan tidak dibelokkan.

1

f1M1 f2 M2

2

3

f1M1 f2 M2

sinar-sinar istimewa pada lensa cekung

Persamaan pada lensa tipis:Dengan menerapkan persamaan bidang lengkung pada lensa tipis maka diperoleh

1s

+ 1

s'= ( n2

n1

− 1)( 1R1

+ 1R2

)

Apabila letak benda sangat jauh (s = ∞ dan 1/∞ = 0) maka bayangan benda tersebut tepat di titik fokus (s ’ = f), sehingga persamaan di atas menjadi

1f

= ( n2

n1

− 1)( 1R1

+ 1R2

),

R positif jika permukaan cembung dan negatif jika permukaan cekung.n1 = indeks bias medium, n2 = indeks bias lensa

Dengan mensubstitusikan kedua persamaan di atas maka diperoleih jarak benda (s), jarak bayangan (s ’) dan jarak fokus lensa adalah:

1f

= ( 1s

+1

s ' ) f bernilai positif untuk lensa cembung dan negatif untuk lensa cekungPerbessaran bayangan pada lensa:

M =|h'

h| atau M =|− s

'

s|

Perjanjian:Jika M bertanda negatif maka bayangan nyata terbalikJika M bertanda positive maka bayangan maya tegak.

Kekuatan lensa:Kekuatan lensa menyatakan harga kebalikan dari jarak fokus lensa.

P= 1f …. Dioptri (D)

BAHAN DISKUSI:

6 | ú=RFQè~Ê

1. Cahaya datang dari udara menuju zat cair dengan sudut datang 450. Jika indeks bias udara = 1 dan sudut bias sinar adalah 300 , Tentukan indeks bias zat cair ?

2. Berkas cahaya merambat dari udara menuju air. Jika cepat rambat cahaya di udara c = 3 x 108 m/s, tentukan cepat rambat cahaya di dalam air. (indeks bias udara=1, indeks bias air 4/3)?

3. Kaca memiliki indeks bias 3/2 dan air memiliki indeks bias 4/3. Tentukan indeks bias relatif kaca terhadap air dan indeks bias relatif air ?

4. Suatu lensa cekung memiliki jarak focus 20 cm. Tentukan kekuatan lensa tersebut?

5. Benda tingginya 4 cm di letakkan pada jarak 12 cm di depan lensa cekung. Jika jarak fokus lensa 12 cm maka tentukan;a. Jarak bayanganb. Perbesaran bayanganc. Tinggi bayangand. Sifat-sifat bayangan

7 | ú=RFQè~Ê