Fisk Lab

Ketika kita memandang suatu benda, cahaya dari benda itu merambat langsung ke mata kita. Karena itu kita dapat melihat benda tersebut. Sebagian besar benda-benda yang kita lihat tidak memancarkan cahaya sendiri seperti bulan, manusia, kertas, dan meja. Benda yang tidak memancarkan cahaya memantulkan cahaya dari sumber cahaya ke mata kita. Dengan demikian, apa yang terlihat, secara fundamental akan tergantung pada sifat cahaya. Oleh sebab itulah sifat cahaya selalu merupakan pokok bahasan yang menarik untuk dipelajari. Optika geometri adalah cabang ilmu pengetahuan tentang cahaya yang mempelajari sifatsifat perambatan cahaya seperti pemantulan, pembiasan, serta prinsip jalannya sinar-sinar. Pemantulan Cahaya Berdasarkan keadaan permukaan bidang pantulnya, pemantulan cahaya dapat dibagi dua, yaitu: · Pemantulan teratur, contohnya pada cermin · Pemantulan baur atau difus, contohnya pada kertas Hukum pemantulan sinar datang, sinar pantul dan garis normal berpotongan pada satu titik dan berada -) pada satu bidang datar -) sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r) Pemantulan pada cermin datar Sifat bayangan pada cermin datar adalah: -) maya -) sama besar dengan benda -) tegak dan menghadap berlawanan arah dengan bendanya -) jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin Banyaknya bayangan (n) yang dibentuk oleh dua buah cermin datar yang membentuk sudut tertentu (a) adalah : n = (360°/a)-1

Contoh Soal Dua cermin datar membentuk sudut 30° satu sama yang lain. Jika suatu benda diletakkan diantara kedua cermin, tentukan jumlah bayangan yang terbentuk. Cermin lengkung Cermin lengkung adalah cermin yang permukaan pantulnya merupakan sebuah kelengkungan yang sferis.

Pemantulan Pada Cermin Cekung Sinar istimewa pada cermin cekung: 1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin akan dipantulkan melalui titik fokus F 2. Sinar datang melalui titik fokus F akan dipantulkan sejajar sumbu utama Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin M akan dipantulkan kembali 3. melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

Pemantulan Pada Cermin Cembung Sinar istimewa pada cermin cembung: Sinar datang sejajar sumbu utama cermin akan dipantulkan seakan-akan datang dari 1. titik fokus F. 2. Sinar datang menuju titik fokus F akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin M akan dipantulkan kembali 3. seakan-akan melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

Persamaan-persamaan yang berlaku pada cermin lengkung (cekung dan cembung): 1. Rumus pembentukan jarak fokus cermin : f = ½ R atau R = 2 f 2. Rumus pembentukan bayangan : 1/f = 1/So + 1/Si 3. Rumus perbesaran bayangan : M = -(Si/So) = hi/ho Keterangan: So = jarak benda ; Si = jarak bayangan ; f = jarak fokus ; hi = tinggi bayangan ; ho = tinggi benda ; R = jari-jari kelengkungan cermin ; M = Perbesaran linier bayangan

Pembiasan Cahaya (refraksi) Seberkas cahaya bila melewati bidang batas kedua medium yang berbeda, maka berkas cahaya itu akan dibiaskan. Peristiwa ini disebut pembiasan (refraksi). Ada dua hukum utama pembiasan Hukum I Pembiasan Bunyinya: "Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar" Keterangan: i = sudut datang (sudut antara sinar datang dan garis normal) r = sudut bias (sudut antara sinar bias dan garis normal)

n1= indeks bias medium dimana sinar datang n2= indeks bias medium dimana sinar dibiaskan Persamaan Snellius : n1 sin i = n2 sin r Seberkas cahaya di udara dengan kecepatan c memasuki medium lain, maka kecepatan cahaya tersebut akan berkurang menjadi cn. Perbandingan antara kecepatan cahaya di udara dengan kecepatan cahaya di medium tertentu disebut indeks bias. Indeks bias dapat ditulis dalam persamaan : c n = --cn Keterangan n = indeks bias = indeks bias relatif medium terhadap udara c = kecepatan cahaya di udara (hampa) = 300.000.000 m/s cn = kecepatan cahaya pada medium tertentu Hukum II Pembiasan Jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat (n1 < n2), sinar akan dibelokkan mendekati garis normal. Jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat (n1 > n2), sinar akan dibelokkan menjauhi garis normal. Hubungan cepat rambat, frekuensi dan panjang gelombang Cepat rambat cahaya akan berubah jika melewati medium yang berbeda. Hubungan cepat rambat dengan indeks bias adalah : v1n1 = v2n2 Frekuensi cahaya tidak berubah jika melewati medium yang berbeda : f1 = f2 = f Panjang gelombang cahaya berubah jika melewati medium yang berbeda. Hubungan panjang gelombang cahaya dan indeks bias adalah : λ 1n1 = λ 2n2 Keterangan: v1 = cepat rambat cahaya dalam medium 1 v2 = cepat rambat cahaya dalam medium 2 f1 = frekuensi cahaya dalam medium 1 f2 = frekuensi cahaya dalam medium 2 λ1 = panjang gelombang dalam medium 1 λ2 = panjang gelombang dalam medium 2 Pembiasan pada kaca Plan Paralel Seberkas sinar yang masuk pada kaca plan paralel akan dibiaskan mendekati garis normal (dari n1 ke n2). Setelah keluar dari kaca tersebut akan dibiaskan ke udara lagi (n2 ke n1),

tetapi menjauhi garis normal. Sinar yang masuk akan sejajar dengan sinar yang keluar, tetapi akan mengalami pergeseran sejauh : t = d sin (i - r') / cos r' Keterangan: t = pergeseran sinar (sinar masuk dan sinar keluar) d = tebal kaca Pemantulan Sempurna Jika suatu sinar datang dengan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis maka sinar akan dipantulkan seluruhnya oleh bidang batas medium. Peristiwa ini disebut pemantulan sempurna. Sudut kritis (θk) yaitu sudut datang yang menyebabkan sinar datang dibiaskan sejajar dengan bidang batas medium (sudut bias = 90°). Syarat terjadinya pemantulan sempurna 1. sinar harus datang dari medium lebih ranpat ke medium yang lebih renggang. 2. Sudut datang lebih besar daripada sudut kritis. Besarnya sudut kritis dapat dicari dengan rumus : sin θk = (n2 / n1) Pembiasan Cahaya Pada Lensa Apabila lensa tebal hanya memiliki sebuah permukaan, maka lensa tipis mempunyai dua buah permukaan dan tebal lensa dianggap nol. Lensa tipis merupakan benda tembus cahaya yang terdiri dari dua bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang datar. Lensa cembung (lensa positif) Tiga sinar istimewa pada lensa cembung 1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus aktif F1 2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan

Lensa cekung (lensa negatif) Tiga sinar istimewa pada lensa cekung Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan seakan-akan berasal dari titik 1. fokus aktif F1 2. Sinar datang seakan-akan menuju titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang melalui titik pusat optik O diteruskan tanpa pembiasan Rumus Lensa Tipis 1/f=1/So+1/Si

M=-Si/So P=1/f Keterangan: So = jarak benda (m) Si = jarak bayangan (m) f = jarak fokus (m) M = Perbesaran linier bayangan P = Kuat lensa (dioptri) Rumus-rumus di atas dipergunakan dengan perjanjian sebagai berikut. 1). Jarak fokus lensa bernilai: a). positif untuk lensa cembung, karena lensa cembung bersifat mengumpulkan cahaya. b). negatif untuk lensa cekung. karena lensa cekung bersifat menyebarkan cahaya. 2). Untuk benda dan bayangan nyata, nilai So, Si, ho dan hi bernilai positif. 3). Untuk benda dan bayangan maya, nilai So, Si, ho dan hi bernilai negatif. 4). Untuk perbesaran bayangan maya dan tegak, nilai M positif 5). Untuk perbesaran bayangan nyata dan terbalik, nilai M negatif. Persamaan Lensa Tipis Keterangan: f = jarak fokus (m) n1 = indeks bias medium disekitar lensa n2 = indeks bias lensa R1 = jari-jari kelengkungan permukaan 1 R2 = jari-jari kelengkungan permukaan 2 R1 dan R2 bertanda positif jika cembung R1 dan R2 bertanda negatif jika cekung