Materi Smp Kelas 8 Bab Vii (cahaya)

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

BAB VII CAHAYA ( OPTIK GEOMETRI) Setelah belajar bab cahaya (Optik Geometri) diharapkan Anda dapat : Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan perambatan cahaya Menjelaskan hokum pemantulan yang diperoleh melalui percobaan. Mendeskripsikan proses pembentukan dan sifat-sifat bayangan pada cermin datar, cekung dan cembung. Menjelaskan hokum pembiasan yang diperoleh berdasarkan percobaan. Mendeskripsikan proses pembentukan dan sifat-sifat bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung.

APAKAH CAHAYA ITU, PERNAHKAH KAMU MEMBAYANGKAN BILA DIBUMI INI TIDAK ADA CAHAYA.. TENTU SAJA TIDAK ADA KEHIDUPAN. CAHAYA MATAHARI MERUPAKAN SUMBER ENERGI UNTUK KEHIDUPAN DI MUKA BUMI INI. KETIKA CAHAYA POLIKROMATIK MELEWATI PRISMA AKAN MENGALAMI PEMBIASAN DAN TERURAI MENJADI WARNA-WARNI YANG MENAWAN. PEMBIASAN MERUPAKAN SALAH SATU SIFAT DARI CAHAYA PADA BAB INI KITA AKAN MEMPELAJARI PERAMBATAN CAHAYA DAN SIFAT-SIFAT CAHAYA

1

CAHAYA DAN SIFAT-SIFATNYA Pernahkah anda membayangkan jika dunia ini tanpa cahaya? Akankah kita dapat melakukan aktivitas? Tentu jawabnya tak mungkin ada aktivitas, karena untuk melakukan aktvitas kita perlu tahu tentang keadaan di sekeliling kita. Tanpa cahaya kita tak pernah tahu dan tak pernah melihat apa sebenarnya yang ada di sekeliling kita. Berabad-abad orang percaya bahwa kita dapat melihat benda di sekeliling kita karena mata kita mempunyai sinar-sinar penglihat yang berbentuk kumis-kumis peraba. Bila kumis-kumis peraba menyentuh benda maka kita akan mendapatkan kesan melihat benda tersebut. Pendapat ini sangat ditentang oleh Aristoteles(384-322 SM) karena pada kenyataannya kita tidak dapat melihat di ruang gelap. Akan tetapi Aristoteles tidak dapat menjelaskan mengapa mata kita dapat melihat benda, karena itulah teori kumis-kumis peraba ini dapat bertahan sampai abad ke sepuluh. Pada pertengahan abad ke sepuluh seorang ilmuwan mesir di Iskandaria yang bernama Al Hasan (965-1038) mengemukakan pendapat bahwa mata kita dapat melihat benda-benda di sekeliling kita karena adanya cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda-benda yang bersangkutan masuk ke dalam mata kita. Teori ini akhirnya dapat diterima oleh orang banyak sampai sekarang ini. Beberapa teori-teori yang mendukung pendapat Al Hasan diantaranya adalah  Teori Emisi atau Teori Partikel Sir Isaac Newton (1642-1727) merupakan ilmuwan berkebangsaan Inggis yang mengemukakan pendapat bahwa dari sumber cahaya dipancarkan partikel-partikel yang sangat kecil dan ringan ke segala arah dengan kecepatan yang sangat besar. Bila partikelpartikel ini mengenai mata kita, maka kita akan mendapat kesan melihat benda tersebut.  Teori Gelombang Menurut Christian Huygens (1629-1695) seorang ilmuwan berkebangsaan Belanda, bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi dan berupa gelombang. Perbedaan cahaya dan bunyi hanya terletak pada panjang gelombang dan frekwensinya. Pada teori Huygens ini peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, ataupun difraksi cahaya dapat dijelaskan secara tepat, namun dalam teori Huygens ada kesulitan dalam penjelasan tentang sifat cahaya yang merambat lurus.  Teori Elektromagnetik Percobaan Jams Clerk Maxwell (1831 – 1879) seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris (Scotlandia) menyatakan bahwa cepat rambat gelombang-gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3x108 m/s, oleh karena itu Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Dari keseluruhan teori-teori cahaya yang muncul dapat disimpulkan bahwa cahaya memiliki sifat merambat lurus, dapat dipantulkan, dibiaskan, diinterferensikan dan dapat pula di lenturkan. Pada bab ini kita akan mempelajari bahwa cahaya memiliki sifat merambat lurus, dapat dipantulkan dan dapat pula dibiaskan,

Gambar 7.1 Kunangkunang mempunyai cahaya sendiri

2

A. Cahaya merambat lurus Indikator : Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan perambatan cahaya

Bagaimana caranya melihat bayangan tubuh kita ?. Tentu saja mudah bukan. Ketika kita berdiri membelakangi cahaya lampu atau sinar matahari kita akan melihat bayangan tubuh kita. Seperti pada gambar disamping. bayangan dari empat orang anak yang sedang berjalan. Jadi apabila cahaya mengenai permukaan benda yang tidak tembus cahaya akan membentuk baying-bayang. Terbentuknya bayangan menunjukkan bahwa cahaya merambat lurus. Contoh lain dari sifat cahaya merambat lurus adalah gerhana matahari dan kamera Pin Hole. Kamera sederhana terbuat dari kotak

Gambar 7.3 Cahaya merambat lurus pada kamera Pinhole Gambar 7.2 Bayangan Tubuh Di bawah ini Gambar Gerhana Matahari, cahaya matahari merambat lurus mengakibatkan terbentuknya bayangan umbra dan penumbra. Bayangan Umbra disebut juga bayangan gelap yaitu daerah yang sama sekali tidak dilalui cahaya, sedangkan bayangan atau bayangan kabur merupakan daerah yang masih dilalui sedikit cahaya.

Gambar 7.4 Bayangan Umbra dan Penumbra Cahaya merupakan kumpulan beberapa berkas cahaya. Berdasarkan arahnya berkas cahaya atau sinar terdiri atas : 1.Sinar Menyebar (divergen)

2. Sinar Mengumpul (konvergen)

3. Sinar Sejajar

Gambar 7.5 Berkas Sinar Menyebar, Mengumpul, Sejajar

3

Untuk memahami perambatan cahaya lakukanlah kegiatan berikut ini Unjuk kerja I Judul Merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan peambatan cahaya Langkah-langkah kegiatan : 1. Sediakan sumber cahaya seperti lilin atau senter, bisa juga lampu listrik, dan tiga karton dengan ukuran secukup seperti pada gambar 2. Lubangi tiap karton setinggi sumber cahaya, susunlah seperti gambar sehingga sumber cahaya dan ketiga lubang pada karton terletak pada satu garis lurus. Amatilah apa yang terjadi. Apakah sinar cahaya dapat terlihat. 3. Geserlah karton ditengah sehingga ketiga karton tidak segaris lagi. Amatilah apa yang terjadi, bandingkan dengan langkah 2. Apakah sinar cahaya dapat terlihat 4. Berikan kesimpulanmu dari kegiatan ini

Gambar 7.6 Unjuk kerja I UJI KOMPETENSI 1. Berikan 3 contoh yang menunjukkan cahaya merambat lurus. 2. Buatlah suatu rancangan kegiatan yang menunjukkan perambatan cahaya. 3. Apakah yang dimasksud dengan umbra dan penumbra. 4. Kenapa kita bisa melihat benda-benda disekitar kita pada siang hari. 5. Berikan contoh peristiwa/kejadian yang menunjukkan bahwa cahaya merambat lurus.

B. Hukum Pemantulan Cahaya Indikator : Menjelaskan hukum pemantulan yang diperoleh melalui percobaan

Seseorang dapat melihat benda karena benda tersebut mengeluarkan atau memantulkan cahaya ke mata kita. Secara garis besar pemantulan cahaya terbagi menjadi dua yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur (pemantulan difus). Pemantulan teratur terjadi jika berkas sinar sejajar jatuh pada permukaan halus sehingga berkas sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dan searah, sedangkan pemantulan baur terjadi jika sinar sejajar jatuh pada permukaan yang kasar sehingga sinar tersebut akan dipantulkan ke segala arah.

Pemantulan teratur

Pemantulan baur

Gambar 7.7 Pemantulan teratur dan Pemantulan baur

4

Seorang ahli matematika berkebangsaan belanda yang bernama Willebrod Snellius (1591 – 1626) dalam penelitiannya ia berhasil menemukan hukum pemantulan cahaya yang berbunyi : 1. Sinar datang ( I ), sinar pantul ( r ) dan garis normal ( N ) terletak pada satu bidang datar. 2. Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul. N I

i

p

p

Cermin datar Untuk memahami hukum pemantulan lakukanlah kegiatan berikut ini Unjuk Kerja II Tujuan : Menjelaskan hukum pemantulan melalui percobaan Alat dan bahan :

1. Kertas HVS, penggaris, busur derajat 2. Jarum Pentul minimal 4 buah , pensil, Cermin datar

Langkah-langkah kegiatan : 1. Gambarkan garis AB pada kertas HVS dan berilah tanda titik C ditengah garis AB seperti pada gambar kegiatan 2 dibawah . 2. Buatlah Garis Normal di titik C dengan menggunakan busur derajat, garis normal merupakan garis yang tegak lurus pada bidang batas. 3. Dengan menggunakan busur derajat buatlah garis 1, 2, 3 dan 4 yang membentuk sudut 300, 450, 600 dan 750 terhadap garis normal. 4. Letakkanlah cermin datar pada garis AB, dengan titik C berada ditengah cermin 5. Tancapkan jarum pentul P1 dan P2 pada garis 1, sudut yang dibentuk titik P1CN disebut sudut datang ( i ), yang besarnya 300 . 6. Amatilah dari sisi lain cermin datar sehingga P1 dan P2 terlihat berimpit, kemudian tancapkan P3 dan P4 sehingga P1, P2, P3, P4 kelihatan berimpit. 7. Angkatlah cermin, kemudian tariklah garis P3, P4 sehingga memotong garis AB melalui titik C, Sudut yang dibentuk P4CN disebut sudut pantul ( r ), tulislah besarnya sudut r dalam tabel pengamatan. 8. Lakukan langkah 5, 6 dan 7 untuk garis 2 , 3 dan 4. yang sudut datangnya sebesar 450, 600 dan 750 . 9. Tulislah kesimpulan kamu dari kegiatan ini. 4 750

3

600

2 C

Gambar 7.8 Unjuk Kerja II

A

450 P1

P2

1 300 N Keterangan : Jarum Pentul

C P3

P4 B

5

P1 dan P2 dapat diganti dengan sinar dari Ray box Tabel Pengamatan 300

Sudut datang ( i )

450 …..

600

Sudut pantul ( r )

.....

750 ….

….

Contoh soal Hukum Pemantulan Seberkas sinar datang membentuk sudut 600 terhadap garis normal cermin AB. Setelah mengalami pemantulan sinar menuju cermin BC dan mengalami pemantulan kedua kalinya pada cermin BC seperti pada gambar. Tentukan besarnya sudut pantul pada cermin BC. N D

C

600 1100 A

x

B

Jawab : E N D

N p=?

C

600 y 1100 A

x

B

Dari gambar dapat kita ketahui sudut NXY = 600 , karena sudut datang sama dengan sudut pantul , sudut DXN = sudut NXY. Dan sudut YXB = sudut NXB – sudut NXY = 900 – 600 = 300 . Selanjutnya perhatikan segitiga XBY. Sudut XYB = 1800 – sudut YXB – sudut XBY = 1800 – 300 - 1100 = 400 Sudut datang pada Cermin BC yaitu sudut XYN = sudut BYN – sudut XYB = 900 - 400 = 500 Sudut Pantul pada Cermin BC yaitu sudut NYE sama dengan sudut datang XYN yaitu sebesar 500 .

6

UJI KOMPETENSI Tentukan besarnya sudut pantul pada cermin II pada gambar dibawah ini a.

N

b N cermin II

300 1200

300

cermin II

cermin I

900 cermin I

C. Pemantulan pada Cermin datar, cekung dan Cembung. 1. Pemantulan pada Cermin Datar Indikator : Mendeskrip sikan proses pembentukan dan sifat-sifat bayangan pada cernin datar, cekung dan cembung

Di rumah Anda pasti memiliki cermin datar yang digunakan setiap hari untuk bercermin. Sekarang cobalah anda bercermin di depan cerin tersebut! Apa yang terjadi? Perhatikan bayangan anda di cermin tersebut! Besarnya bayangan yang ada di cermin tidak berubah sama sekali masih sama dengan besar anda yang sesungguhnya, demikian juga jarak anda ke cermin juga sama dengan jarak bayangan ke cermin. Sekarang ambilah kertas kemudian tulis nama anda di atas kertas tersebut kemudian hadapkan tulisan tersebut menghadap cermin. Perhatikan tulisan yang ada di kertas! Anda akan mendapatkan kesan bahwa tulisan tersebut terbalik seolah-olah posisi sebelah kanan menjadi kiri. Dari percobaan ini dapat kita simpulkan bahwa cermin datar akan membentuk bayangan dengan sifat-sifat maya, sama tegak dengan benda aslinya dan sama besar dengan benda aslinya.

Gambar 7.9 Pembentukan bayangan pada cermin datar

N

A N

o o

S = S’

S

S’

A’

x x ket : S= jarak benda N = garis normal S’= jarak bayangan

Gambar 7.10 Orang, telapak tangan, gelas dan bayangannya. 7

Jika anda memiliki dua buah cermin segi empat lakukanlah percobaan berikut. Letakkan kedua cermin tersebut saling berhadapan dengan salah satu sisi segi empat tersebut berhimpit hingga membentuk sudut 900, kemudian letakkanlah sebuah benda diantara kedua cermin tersebut! Perhatikanlah berapa jumlah bayangan yang terbentuk? Ubahlah sudut cermin hingga membentuk sudut 600, berapakah jumlah bayangan yang terbentuk sekarang? Ternyata jika sudut kedua cermin diubah-ubah (0<α<900) jumlah bayangan benda juga akan berubah-ubah sesuai dengan persamaan n=

360 −1 α

:

dengan n

: Jumlah bayangan

α

: sudut antara kedua cermin

2. Pemantulan pada Cermin Sferik

Gambar 7.11 Dua cermin datar membentuk sudut

Cermin sferik adalah cermin lengkung yang terbentuk dari irisan bola dengan jari-jari kelengkungan R, setiap cermin sferik baik itu cermin cekung ataupun cermin cembung memiliki fokus f yang besarnya setengah jari-jari kelengkungan cermin tersebut. f =

R 2

f : jarak fokus

dengan R

: jari-jari kelengkungan cermin

Garis pada cermin sferik yang menghubungkan antara pusat kelengkungan R, titik fokus f dan titik tengah cermin O disebut sumbu utama. CERMIN CEKUNG Pada cermin cekung semua cahaya yang datang akan difokuskan sesuai dengan sifatnya yaitu mengumpulkan cahaya. Gambar 7.12 Cermin Cekung mengumpulkan Cahaya

M F

Untuk menggambarkan bagaimana terbentuknya bayangan pada cermin sferik kita dapat menggunakan bantuan sinar-sinar istimewa, dengan demikian lukisan bayangan akan dapat kita lukis dengan mudah. Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung adalah sebagai berikut: 1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F). 2. Sinar yang datang melalui titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama. 3. Sinar-sinar yang datang melalui pusat kelengkungan (R) akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut. Depan Cermin

Belakang Cermin I 0 IV III

M

II

F

Gambar 7.13 Sinar istimewa pada Cermin Cekung

Gambar 7.14 Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung 8

CERMIN CEMBUNG Sedangkan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut: 1. Sinar yang datang sejajar dengansumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F). 2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama. 3. Sinar-sinar yang menuju titik pusat kelengkungan R akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut. Depan Cermin

Belakang Cermin IV

I

F

II

III

M

Gambar 7.15 Sinar Istimewa pada Cermin Cembung Gambar 7.16 Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung Selain dengan cara melukis secara cepat kita dapat menentukan sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin-cermin sferik dengan menggunakan dalil esbach yang berbunyi : Jumlah nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan selalu sama dengan lima Benda yang terletak di ruang II dan III selalu menghasilkan bayangan yang terbalikterhadap bendanya. Sedangkan benda-benda yang berada di ruang I dan IV akan selalu menghasilkan bayangan yang sama tegak dengan bendanya. Jika nomor ruang bayangan lebih besar daripada nomor ruang benda, bayangan selalu lebih besar daripada bendanya (diperbesar). Jika nomor ruang bayangan lebih kecil daripada nomor ruang benda, bayangan selalu lebih kecil daripada bendanya (diperkecil). Adapun penomoran ruang untuk cermin sferik adalah sebagaimana terlihat pada gambar berikut ini Gambar 7.17 Penomoran Ruang pada Cermin Cekung dan Cembung

Cermin Cembung

Cermin Cekung I

IV

I

F

II

III

M

III

M

II

IV

F

Ruang I (ruang antara 0 – F )

Rumus Praktis

Ruang II (ruang antara F – M)

Sifat-sifat Bayangan Benda :

Ruang III(ruang lebih besar dari M)

No. R Benda + no. R. Bayangan = 5

Ruang IV(ruang di depan cermin, untuk cermin cembung)

No. R Bayangan > No. R Benda →diperbesar

Ruang IV(ruang di belakang cermin, untuk cermin cekung)

No. R.Bayangan < No. R. Benda →diperkecil

9

Untuk menghitung jarak benda, jarak bayangan dan fokus cermin kita dapat menggunakan persamaan 1 1 1 = + dengan f s s'

f : jarak fokus cermin

s

: jarak benda terhadap cermin

s’

: jarak bayangan terhadap cermin

dalam menggunakan persamaan tersebut perlu diperhatikan kesepakatan tanda yang telah disepakati bersama yaitu : a. Jarak benda s bernilai positif (+) jika benda nyata terletak di depan cermin. Jarak benda s bernilai negatif (-) jika benda maya terletak di belakang cermin. b. Jarak bayangan s’ bernilai positif (+) jika bayangan nyata di depan cermin. Jarak bayangan s’ bernilai negatif (-) jika bayangan maya di belakang cermin. c. R dan f bertanda positif (+) untuk cermin cekung dan bertanda (-) untuk cermin cembung. Berbeda dengan cermin datar besar bayangan yang dibentuk oleh cermin sferik berbeda-beda sesuai dengan letak benda tersebut terhadap cermin. Untuk mengetahui perbesaran linier pada pembentukan bayangan pada cermin sferik maka kita dapat membandingkan tinggi bayangan h’ dengan tinggi benda h atau jarak bayangan terhadap cermin s’ dengan jarak benda terhadap cermin s. M =

h' s' = h s

dengan

M

: perbesaran linier , h’ : tinggi bayangan ,

h : tinggi benda

s’

: jarak bayangan terhadap cermin , s: jarak benda terhadap cermin

jika dalam penghitungan ternyata diperoleh M >1 artinya bayangan yang dibentuk lebih besar daripada bendanya, jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan bendanya sedangkan jika 0<M<1 maka bayangan yang dibentuk akan lebih kecil dari bendanya. Contoh soal cermin datar 1. Seorang wanita berdiri di depan cermin datar , agar wanita tersebut dapat melihat seluruh bayangan tubunya di cermin. Berapa tinggi minimum cermin jika tinggi wanita tersebut 160 cm. Jawab : Dari gambar terlihat bahwa untuk melihat ujung rambut diperlukan cermin setengah dari ujung rambut kemata, demikian pula untuk melihat ujung kaki cukup memerlukan cermin setengah dari ujung kaki ke mata, sehingga kita dapat menarik kesimpulan panjang cermin yang diperlukan minimal setengah dari tinGgi orang atau dapat dirumuskan: T CERMIN = ½ X h ORANG = ½ X 160 m = 80 cm jadi tinggi cermin minimal agar dapat melihat seluruh tubuhnya adalah 80 cm 2. Sebuah benda diletakan diantara dua cermin datar yang saling membentuk sudut 600. Tentukan jumlah bayangan yang terbentuk.

10

Diketahui : α = 600 Ditanya : n = ……? Jawab : n =

360 360 −1 = - 1 = 6 -1 = 5 α 60

Jadi jumlah bayangan yang terbentuk sebanyak 5 buah 3. Sebuah benda diletakan di depan cermin cekung yang berjari-jari 30 cm. Tinggi benda sebesar 3 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari cermin sejauh :: a. 10 cm

b. 20 cm

c. 30 cm

d. 60 cm

Diketahui : R = 30 cm, f = R / 2 = +30 /2 =+ 15 cm. Ditanya : a. S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 10 cm

1 1 1 = + → 1 = 1 +1 → 1 = 1 −1 S ' 15 10 f s s ' 15 10 s' 1 −1 1 2 3 = − = = → S’ = - 30 cm S ' 30 30 S ' 30 M =

h' s' h' − 30 = = → M = → h’ = 9 cn 3 10 h s

sifat bayangan Maya ( s’ bernilai negatif), Tegak, diperbesar b. . S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 20 cm

1 1 1 = + → 1 = 1 +1 → 1 = 1 − 1 S ' 15 20 f s s ' 15 20 s ' 1 1 1 4 3 = − = = → S’ = 60 cm S ' 60 60 S ' 60 M =

h' s' h' 60 = = → M = → h’ = 9 cn h s 3 20

sifat bayangan Nyata ( s’ bernilai positip), Terbalik, diperbesar c. . S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 30 cm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = + → = + → = − f s s' S ' 15 30 15 30 s '

1 1 1 2 1 = − = = → S’ = 30 cm S ' 30 30 S ' 30 M =

h' s' h' 30 = = → M = → h’ = 3 cn h s 3 30

sifat bayangan Nyata ( s’ bernilai positif), Terbalik, sama besar d. . S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 60 cm

1 1 1 1 1 1 1 1 1 = + → = + → = − S ' 15 60 f s s ' 15 60 s ' 1 4 1 1 3 = = − = → S’ = 20 cm S ' 60 60 S ' 60 11

M =

h' s' h' 20 = = → M = → h’ = 1 cn h s 3 60

sifat bayangan Nyata ( s’ bernilai positip), Terbalik, diperkecil 4. Sebuah benda diletakan di depan cermin cembung yang berjari-jari 30 cm. Tinggi benda sebesar 3 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari cermin sejauh 10 cm. Diketahui : R = -30 cm, f = R / 2 = -30 /2 = -15 cm. Ditanya : . S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 10 cm

1 1 1 = + → 1 = 1 +1 → 1 = 1 − 1 S ' − 15 10 f s s ' − 15 10 s ' h' s' h' − 5 1 −6 1 2 3 = = − = = → S’ = - 5 cm M = → M= = → h’ = 1,5 cn 3 10 S ' − 30 30 h s S ' 30 sifat bayangan Maya ( s’ bernilai negatif), Tegak, diperkecil 5. Suatu benda diletakan pada ruang II terhadap cermin cekung, Tentukan sifat-sifat bayangan dari benda. Jawab : sesuai aturan penomoran bayangan No Ruang Benda + No Ruang bayangan =5 Maka II + No. Ruang Bayangan = 5 → No Ruang Bayangan = 3 Jadi sifat-sifat bayangan dari No II ke No III berarti nyata, terbalik, diperbesar UJI KOMPETENSI 1. Seorang pria setinggi 180 berdiri di depan cermin datar , Berapa tinggi minimum cermin agar pria tersebut dapat melihat seluruh bayangan tubunya di cermin. 2. Sebuah benda diletakan diantara dua cermin datar yang saling membentuk sudut 300. Tentukan jumlah bayangan yang terbentuk. 3. Sebuah benda diletakan di depan cermin cekung yang berjari-jari 15 cm. Tinggi benda sebesar 8 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari cermin sejauh :: a. 5 cm

b. 10 cm

c. 15 cm

d. 60 cm

4. Sebuah benda diletakan di depan cermin cembung yang berjari-jari 20 cm. Tinggi benda sebesar 9 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari cermin sejauh 15 cm. 5. Tentukan sifat-sifat bayangan dari benda. Jikas benda diletakan di depan cermin cekung pada ruang : a. I

b. II

c. III

d. IV

6. Sebuah benda diletakan di depan cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Tentuk jarak benda ke cermin agar terbentuk bayangan : a. dua kali besar benda dan Nyata b. dua kali besar benda dan Maya 7. Suatu benda terletak di depan suatu cermin sferis menghasilkan bayangan benda tegak, diperkecil, setinggi 1/3 dari tinggi benda semula. Jika jarak benda ke cermin 15 cm tentukan jenis cermin (cekung atau cembung) dan jari-jari kelengkungan cermin.

12

8. Lukiskan pembentukan bayangan benda AB di depan cermin datar dari gambar-gambar berikut ini. a.

b

c

B

B B

A

A

A 9. Lukislah bayangan benda AB (

) yang dibentuk cermin cekung berikut ini

a

b

M

M

F

c.

F

d

M

M

F

F

D. Hukum Pembiasan Cahaya Indikator : Menjelaskan hukum pembiasan yang diperoleh berdasarkan percobaan

Ketika anda sedang minum es pernahkah anda memperhatikan sedotan yang ada pada gelas es anda? Sedotan tersebut akan terlihat patah setelah melalui batas antara udara dan air. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa pembiasan atau refraksi cahaya, yaitu terjadi pembelokan cahaya atau sinar ketika melewati batas medium yang berbeda. Bagaimana sebenarnya peristiwa ini terjadi? Untuk memahami peristiwa pembiasan lakukan kegiatan berikut ini Unjuk Kerja III Tujuan : Menjelaskan Hukum Pembiasan berdasarkan percobaan Alat dan Bahan : 1. Balok kaca/ kaca planparalel

4. Kertas HVS

2. Penggaris + pensil

5. Jarum Pentul minimal 4 buah

3. papan lunak/ gabus Lankah-langkah kegiatan : 1. Buatlah sumbu X dan Y pada kertas HVS dan garis PO seperti pada gambar 1, kemudian letakan kertas HVS di atas papan lunak / gabus. 2. Letakan balok kaca pada kertas HVS dan gambarkan batas-batas balok kaca seperti pada gambar 2. 3. Tancapkan jarum pentul P1 dan P2 pada garis PO, amatilah dari sisi lain balok kaca ssehingga P1 dan P2 terlihat berimpit. 4. Tancapkan P3 dan P4 sehingga P1, P2, P3 dan P4 terlihat satu garis lurus dan berimpit.

13

5. Angkatlah balok kaca, Tariklah garis P3 dan P4 sehingga berpotongan dengan garis AB, titik potong tersebut diberi nama titik C, kemudian tariklah garis dari titik C ke titik O. 6. Buatlah garis normal di titik C 7. Berdasarkan kegiatan ini dapat disimpulkan bahwa Sinar datang dari udara ke kaca ( garis POC), sinar akan dibiaskan ….. garis normal, dan sinar datang dari kaca ke udara ( garis OCP4), sinar akan dibiaskan ……..garis normal P

x

P

O

P1

y

Gambar 2

P2

O C

Gambar 1

A

P3

B P4

Lintasan sinar dalam Pembiasan Cahaya i = sudut datang r = sudut bias n12 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1 Sinar datang

normal

i

Sinar bias

r

n1

Sinar datang

n1

i

r n1 < n2 → r < I n2 n2

n1 > n2 → r < i

Sinar bias

sinar datang dari medium renggang ke lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, dan sinar datang dari medium rapat ke renggang dibiaskan menjauhi garis normal Berikut ini merupakan proses pembiasan bayangan ikan kelihatan lebih dekat dan besar

Gambar 5.17 Pembiasan Cahaya

Kecepatan merambat cahaya pada tiap-tiap medium berbeda-beda tergantung pada kerapatan medium tersebut. Perbandingan perbedaan kecepatan rambat cahaya ini selanjutnya disebut sebagai indeks bias. Dalam dunia optik dikenal ada dua macam indeks bias yaitu indeks bias

14

mutlak dan indeks bias relatif. Indeks bias mutlak adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di medium tersebut nmedium =

c v

dengan

nmedium : indeks bias mutlak medium

c: cepat rambat cahaya di ruang hampa , v

: cepat rambat cahaya di suatu medium

oleh karena c selalu lebih besar dari pada v maka indeks bias suatu medium selalu lebih dari satu nmedium>1. Indeks bias relatif adalah perbandingan indeks bias suatu medium terhadap indeks bias medium yang lain. n n12 = 1 n2 n1

dengan

n12

: indeks bias relatif medium 1 terhadap medium 2

: indeks bias medium 1

n2

: indeks bias medium 2

Setiap medium memiliki indeks bias yang berbeda-beda, karena perbedaan indeks bias inilah maka jika ada seberkas sinar yang melalui dua medium yang berbeda kerapatanya maka berkas sinar tersebut akan di biaskan menurut hukum pembiasan Snellius yang berbunyi: 1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar. 2. Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias dari suatu cahaya yang melewati dua medium yang berbeda merupakan suatu konstanta. sin i n2 = dengan i : sudut sinar datang sin r n1 n12

r

: sudut sinar bias

: indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1

karena v = λ . f dan f1 = f2 maka persamaan Snelius menjadi sin i n2 v1 λ1 = = = sin r n1 v2 λ2 v1

dengan

: cepat rambat cahaya di medium 1

, v2 : cepat rambat cahaya di medium 2

λ1: panjang gelombang cahaya di medium 1, λ2: panjang gelombang cahaya di medium 2 Contoh Soal 1. Suatu sinar monokromatik dengan panjang gelombang 6000 Ao melewati medium yang berbeda, udara, kaca dan air. Setelah melewati medium udara, kemudian kaca selanjutnya ke air. Jika indeks bias air ( n AIR = 4/3 ), indeks bias kaca ( n KACA = 3/2 ) serta indeks bias udara ( n UDARA = 1 ). Tentukan a. Indeks bias relatif udara terhadap kaca

b. Panjang gelombang dalam air dan kaca.

Jawab : a. n U-K =

n udara 1 = = 2/3 n kaca 3/ 2

b. λ air =

λ kaca = 2.

6000 Α° 6000 Α° = = 4500 Α° n air 4/3

6000 Α° 6000 Α° = = 4000 Α° n kaca 3/2

Cahaya mempunyai kecepatan 3 x 108 m/s di hampa udara. Ketika melewati air kecepatannya menjadi 2,25 x 108 m/s. Tentukan indeks bias air. Diketahui : C = 3 x 108 m/s

v air = 2,25 x 108 m/s.

15

Ditanya : n air = ….? Jawab

: n air = C/ v air = 3 x 108 / 2,25 x 108 = 4 /3

Contoh soal menentukan indeks bias dengan perbandingan Gambar di bawah ini merupakan lintasan sinar yang dibiaskan dari medium udara ke air. Tentukan besarnya indeks bias air jika OA’ = 3 satuan dan OB’ 2 satuan Jawab Indeks bias medium air relatif terhadap A medium udara = n air =

OA' 3 = OB ' 2

B O

jadi indeks bias air adalah 3/2

Udara A’

A Gambar 5.18 Lintasan Sinar Bias dari udara ke air

Air B’

UJI KOMPETENSI 1. Suatu sinar cahaya panjang gelombang 9000 Ao merambat dari medium A ke medium B. Jika indeks bias medium A ( n A = 4/3 ), indeks bias B ( n B = 3/2 ). Tentukan a. Indeks bias relatif medium Aterhadap B 2.

b. Panjang gelombang dalam medium B

Cahaya mempunyai kecepatan 3 x 108 m/s di hampa udara. Tentukan Kecepatan cahaya dalam kaca, jika indeks bias kaca (n kaca = 3/2 )

3. Pilihlah yang benar A, B, C atau D dari gambar lintasan pembiasan berikut ini dan gambarkan kembali sesuai pilihannmu A B Udara A Udara B C Kaca Air D D C A B Udara = sinar datang = sinar bias Pemantulan Sempurna Jika bersas sinar cahaya datang dari medium rapat menuju medium yang kurang rapat maka sinar tersebut pasti akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jika sudut sinar datang di perbesar hingga suatu saat besarnya sudut sinar bias sama dengan 900 maka pada sudut sinar datang ini disebut sebagai sudut kritis. Sinar-sinar yang datang dengan sudut datang lebih dari sudut kritis tidak akan dibiaskan lagi melainkan akan dipantulkan seluruhnya, peristiwa pemantulan ini disebut sebagai peristiwa pemantulan sempurna. Besarnya sudut kritis dapat kita cari dengan bantuan persamaan Snellius sin i n = 2 sin 90 n1 sin i n2 = 1 n1 sin i K =

Gambar 5.19 Kilauan intan merupakan akibat dari pemantulan sempurna

16

n2 n1

Akibat dari lapisan udara suhunya berbeda maka indeks bias di berbagai lapisan udara juga berbeda dan mengakibatkan terjadinya fatamorgana Gambar 5.20 Fatamorgana

E. Pembiasan dan sifat-sifat bayangan pada Lensa Cekung dan Cembung Indikator : Mendekripsikan proses pembentukan dan sifat-sifat bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung.

Lensa adalah benda optik tembus cahaya yang dibatasi oleh dua permukaan bidang lengkung. Berdasarkan ketebalan bagian tengah lensa maka secara garis besar lensa dibagi menjadi lensa cembung dan lensa cekung. Pada pokok bahasan ini lensa yang akan kita bahas hanya meliputi lensa tipis saja. Pada setiap lensa memiliki dua fokus (F1 dan F2), untuk lensa cembung memiliki jarak fokus positif maka lensa cembung juga disebut sebagai lensa positif, sedangkan lensa cekung yang memiliki fokus negatif disebut sebagai lensa negatif.

Lensa Cembung Jenis-jenis lensa Cembung 1. Lensa Cembung rangkap (bikonbeks) 2. Lensa Cembung yang datar (Plan-konveks) 3. Lensa Cembung yang cekung ( Konveks-konkaf) Seperti halnya dengan cermin, lensa juga memiliki sinar-sinar istimewa yang dapat digunakan untuk menggambar proses terbentuknya bayangan akibat pembiasan lensa tersebut. Sinar-sinar istimewa untuk lensa cembung adalah : Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama 2F2

akan dibiaskan melalui titik fokus pasif

F2

F1

2F1

F1

2F1

Sinar yang datang melalui titik fokus aktif akan dibiaskan sejajar sumbu 2F2

F1

F2

2F1

Sinar yang datang melalui titik pusat optik akan di teruskan dan tidak dibiaskan. 2F2

17 F2

F1 F2

F1

F2

2F2 F2

2F2

F2

Untuk menggambarkan bayangan benda diperlukan minimal dua buah sinar istimewa Benda 2F2

F1

F2

2F1

Bayangan Benda

Gambar 5.21 Pembentukan bayangan pada lensa cembung

Lenca Cekung Jenis-jenis lensa Cekung 1. Lensa Cekung rangkap (bikonkaf) 2. Lensa Cekung yang datar (Plan-konkaf) 3. Lensa Cekung yang cembung ( Konkaf-konveks) Sinar-sinar istimewa untuk lensa cekung adalah : -

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan solah-olah berasal dari titik fokus aktif

F2

F1

F2

F2

Sinar yang datang seolah-olah menuju fokus pasif akan dibiaskan sejajar sumbu utama. F1

a0 F

F2

2

F2

Sinar yang datang melalui titik pusat optik akan diteruskan dan tidak dibiaskan. F1

F2

F2

Pembentukan bayangan pada lensa cekung selalu menghasilkan bayangan maya

Benda

F2

F1

Bayangan

F2

2F2

Gambar 5.22 Pembentukan bayangan pada lensa Cekung Dalil Esbach juga dapat digunakan untuk membantu menentukan letak dan sifat-sifat bayangan pada No lensa ruang. : 1,dengan 2, 3, 4penomoran nomor ruang Benda 3

2 F2

1 F1

III

18

4 I F2 II

2F2

IV No I, II, III, IV nomor ruang bayangan

F2

No Ruang benda + No Ruang bayangan = 5 Pada lensa tipis juga berlaku persamaan 1 1 1 = + f s s' dengan f : jarak fokus lensa, s: jarak benda terhadap lensa, s’: jarak bayangan terhadap lensa dalam menggunakan persamaan di atas perlu diperhatikan konversi tanda untuk lensa a. Jarak benda s bernilai positif (+) jika benda nyata terletak di depan lensa. Jarak benda s bernilai negatif (-) jika benda maya terletak di belakang lensa. b. Jarak bayangan s’ bernilai positif (+) jika bayangan nyata di belakang lensa. Jarak bayangan s’ bernilai negatif (-) jika bayangan maya di depan lensa. c. f bertanda positif (+) untuk lensa cembung dan bertanda (-) untuk lensa cekung. Perbesaran linier yang dihasilkan oleh lensa tipis juga sama dengan perbesaran linier pada cermin yaitu h' s' = h s

M = dengan M

: perbesaran linier

h’ : tinggi bayangan

s’ : jarak bayangan terhadap lensa

h

s : jarak benda terhadap lensa

: tinggi benda

Kekuatan Lensa Besarnya kekuatan lensa dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan terbalik fokus lensa tersebut dalam dimensi sepermeter (dioptri) P=

1 100 = f (m) f (cm)

untuk menambah kekuatan lensa kita dapat gunakan gabungan lensa dengan sumbu utama dan bidang batas kedua lensa saling berhimpit satu sama lain. Dari penggabungan lensa ini maka akan didapatkan fokus gabungan yang memenuhi hubungan 1 f gab

=

1 1 1 + + + .... f1 f 2 f3

Pgab = P1 + P2 + P3 + ....

dan

Contoh Soal 1. Sebuah benda setinggi 4 cm diletakan di depan lensa cembung yang berjari-jari 20 cm. Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari lensa sejauh : a. 5 cm

b. 15 cm

c. 20 cm

d. 30 cm

Diketahui : R = 20 cm, f = R / 2 = 20 /2 = 10 cm. Ditanya : a. S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 5 cm dan h = 4 cm 19

1 1 1 = + → 1 = 1+ 1 → 1 = 1 −1 S ' 10 5 f s s ' 10 5 s ' 1 −1 1 1 2 = − = = → S’ = - 10 cm S ' 10 10 S ' 10 M =

h' s' h' − 10 = → M= = → h’ = 8 cn 4 5 h s

sifat bayangan Maya ( s’ bernilai negatif), Tegak, diperbesar b. S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 15 cm

1 1 1 = + → 1 = 1 +1 → 1 = 1 − 1 S ' 10 15 f s s ' 10 15 s' 1 1 1 3 2 = − = = → S’ = 30 cm S ' 30 30 S ' 30 M =

h' s' h' 30 = = → M = → h’ = 8 cn h s 4 15

sifat bayangan Nyata ( s’ bernilai positip), Terbalik, diperbesar c. S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 20 cm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = + → = + → = − f s s' S ' 10 20 10 20 s '

1 1 1 2 1 = − = = → S’ = 20 cm S ' 20 20 S ' 20 M =

h' s' h' 20 = = → M = → h’ = 4 cn h s 4 20

sifat bayangan Nyata ( s’ bernilai positif), Terbalik, sama besar d. S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 30 cm

1 1 1 = + → 1 = 1 +1 → 1 = 1 − 1 S ' 10 30 f s s ' 10 30 s ' 1 3 1 1 2 = = − = → S’ = 15 cm S ' 30 30 S ' 30 M =

h' s' h' 15 = = → M = → h’ = 2 cn h s 4 30

sifat bayangan Nyata ( s’ bernilai positip), Terbalik, diperkecil 2. Sebuah benda diletakan di depan lensa cekung yang berjari-jari 30 cm. Tinggi benda sebesar 3 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari lensa sejauh 10 cm. Diketahui : R = -30 cm, f = R / 2 = -30 /2 = -15 cm. Ditanya : . S’ = ….? h’ = …..? sifat-sifat bayangan jika s = 10 cm

20

1 1 1 = + → 1 = 1 +1 → 1 = 1 − 1 S ' − 15 10 f s s ' − 15 10 s ' 1 −6 1 2 3 = − = = → S’ = - 5 cm S ' − 30 30 S ' 30 M =

h' s' h' − 5 = → M= = → h’ = 1,5 cn 3 10 h s

sifat bayangan Maya ( s’ bernilai negatif), Tegak, diperkecil 3. Tiga buah lensa cembung masing-masing titik fokusnya F1 = 20 cm, F2 = 30 cm dan F3 = 60 cm. Tentukan Kuat lensa : a. lensa pertama dengan F1 = 20 cm

b. Kuat lensa gabungan F1, F2 dan F3

jawab : a. P =

100 100 = = 5 dioptri f (cm) 20

b.

1 f gab 1 f gab

=

1 1 1 + + 201 30 60

=

6 → f gab = 10 cm 60 P=

100 100 = = 10 dioptri f (cm) 10

UJI KOMPETENSI 1. Sebuah benda diletakan di depan lensa cembung yang berjari-jari 15 cm. Tinggi benda sebesar 10 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari lensa sejauh : a. 5 cm

b. 10 cm

c. 15 cm

d. 60 cm

2. Sebuah benda diletakan di depan lensa cekung yang berjari-jari 40 cm. Tinggi benda sebesar 10 cm Tentukan letak , tinggi bayangan dan sifat-sifat bayangan jika benda diletakan dari lensa sejauh 60 cm. 3. Tentukan sifat-sifat bayangan dari benda. Jikas benda diletakan di depan lensa cembung pada ruang : a. I

b. II

c. III

d. IV

4. Sebuah benda diletakan di depan lensa cembung yang berjari-jari 20 cm. Tentuk jarak benda ke lensa agar terbentuk bayangan : a. empat kali besar benda dan Nyata b. tiga kali besar benda dan Maya 5. Suatu benda terletak di depan suatu lensa menghasilkan bayangan benda tegak, diperkecil, setinggi 1/3 dari tinggi benda semula. Jika jarak benda ke lensa 15 cm tentukan jenis lensa (cekung atau cembung) dan jari-jari kelengkungan lensa 6. Dua lensa tipis yang berjarak fokus 10 cm dan -5 cm digabungkan, Tentukan kekuatan lensa gabungan (dalam satuan dioptri).

21

WARTA SAINS LACUBA LAMPU CELUP BAGAN APUNG(LACUBA) : JENIS LAMPU DIBAWAH AIR DAN CAHAYA DENGAN INTENSITAS YANG TERANG, DIDESAIN SEBAGAI ALAT DAYA TARIK MENGUMPULKAN IKAN UNTUK MENINGKATKAN HASIL TANGKAPAN BAGI PARA NELAYAN DAN TELAH TERUJI TAHAN HINGGA KEDALAMAN 30 METER LACUBA TUGAS PROYEK (BERKELOMPOK) Kegiatan Membuat Sumber berkas cahaya putih sejajar(White Paralel Beam Source) Kegunaan : Sumber cahaya sejajar ini sangat kompak dan sangat berguna untuk percobaan optik , seperti percobaan pelangi, dispersi prisma dan lain. Alat dan Bahan : 1. Lampu senter 2. Tabung( panjang = 90 mm) dari bahan karton keras, panjang tabung sedemikian rupa sehingga bola lampu senter berada pada jarak panjang fokus lensa. Bagian dalam tabung dicat warna hitam. 3. Lensa cembung ( f = 50 -60 mm) 4. Selotip warna hitam Cara membuat : a. Pasangkan lensa pada salah satu ujung tabung karton dan isolasi sekeliling lensa dengan selotip hitam sehingga lensa terpasang kuat (seperti gambar) b. Ujung tabung lainnya dimasukan ke bagian depan senter. Sumber berkas cahaya putih sejajar siap dioperasikan. lampu Senter Baterai

lensa Tabung karton

berkas cahaya sejajar

Sumber : Workshop in Optic given by Prof Kiichiro Kagawa RINGKASAN  Cahaya merambat menurut garis lurus contoh bayangan tubuh akibat sinar matahari.  Hukum Pemantulan 4. Sinar datang ( I ), sinar pantul ( r ) dan garis normal ( N ) terletak pada satu bidang datar. 5. Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul.  Cermin datar akan membentuk bayangan dengan sifat-sifat maya, sama tegak dengan benda aslinya dan sama besar dengan benda aslinya.  Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung adalah sebagai berikut: 1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F). 2. Sinar yang datang melalui titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama. 3. Sinar-sinar yang datang melalui pusat kelengkungan (R) akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan tersebut.

22

 Sedangkan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut: 1. Sinar yang datang sejajar dengansumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F). 2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama. 3. Sinar-sinar yang menuju titik pusat kelengkungan R akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.  Sinar-sinar istimewa untuk lensa cembung adalah : 1

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus pasif

2

Sinar yang datang melalui titik fokus aktif akan dibiaskan sejajar sumbu

3

Sinar yang datang melalui titik pusat optik akan di teruskan dan tidak dibiaskan.

 Sinar-sinar istimewa untuk lensa cekung adalah : 1

Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan solah-olah berasal dari titik fokus aktif

2

Sinar yang datang seolah-olah menuju fokus pasif akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

3

Sinar yang datang melalui titik pusat optik akan diteruskan dan tidak dibiaskan. SOAL-SOAL KOMPETENSI BAB VII

SOAL ESSAY KERJAKAN SOAL –SOAL DIBAWAH INI DENGAN BENAR 1. Seorang wanita sedang bercermin di depan cermin datar pada jarak 1,5 m. Tepat dibelakang wanita tersebut terdapat lukisan pemandangan gunung yang menempel pada dinding kamar. Jika jarak dinding kamar dengan wanita 2,5 m. Tentuikan jarak bayangan lukisan yang dilihat wanita tersebut terhadap cermin. 2. Sebuah benda diletakan di depan cermin cekung berjari-jari 50 cm. Jika bayang yang terbentuk di depan cermin sebesar dua kali semula, tentukan letak benda terhadap cermin. 3. ebuah lensa cembung yang memiliki kekuatan 5 dioptri. Jika sebuah benda diletakan 30 cm dari lensa tentukan letak, perbesaran dan sifat-sifat bayangan. 4. Gelombang cahaya dengan panjang gelombang 5.000 A0 merambat ke kaca. Tentukan panjang gelombang cahaya dalam kaca, jika indeks bias kaca 3/2. 5. Permukaan aspal ketika siang hari yang panas kelihatan berair, berilah alasannya mengapa hal ini dapat terjadi. SOAL PILIHAN GANDA A. Pilihlah salah satu Jawaban yang benar 1. Berikut ini merupakan pengertian cahaya yang benar adalah ...... A. Gelombang bunyi B. Gelombang longitudinal

23 F2

F1

F2

2F2

C. Gelombang elektromagnetik D. Gelombang transversal 2. Pernyataan berikut ini yang merupakan Sifat-sifat cahaya adalah: 1. tidak dapat dipantulkan 2. tidak dapat merambat dalam ruang hampa 3. merambat lurus dan dapat dilenturkan 4. merambat lurus dan tidak dapat dibiaskan 3. Benda yang dapat memancarkan cahaya sendiri disebut : A. Sumber cahaya C. Benda umbra B. .Benda gelap D. Benda penumbra 4. Gambar disamping menunjukkan ....... A. Lilin mengeluarkan cahaya B. Lilin sebagai benda cahaya C. Sinar merambat lurus D. Sinar keluar dari lilin 5. Berikut ini yang termasuk berkas cahaya konvergen adalah .... A B C D

6. A. B. C. D. 7. A. B. C. D. 8.

Terjadinya gerhana matahari merupakan bukti adanya… Sinar merambat lurus Sinar merambat ke segala arah Sinar menyebar Sinar mengumpul Berikut ini kesan mata akibat pemantulan tidak teratur atau baur, kecuali … Teduh Sudut ruang dalam rumah terang Atmosfer siang hari terang menyilaukan gambar manakah yang menunjukkan hukum pemantulan cahaya? A C. a0 a0

B

D. 0

a a0

9. Sinar datang yangtegak lurus pada bidang pemantul, maka sinar pantul tersebut A. Mendekati garis normal B. Tidak berimpit dengan bidang pemantul C. Menjauhi garis normal D. Berimpit dengan garis normal 10. Sinar datang membentuk garis 300 terhadap garis normal maka besarnya sudut pantul dari pemantulan cahaya itu adalah … 24

A. 300 C. 900 B. 600 D. 1200 11. Dibawah ini adalah sifat bayangan dari cermin datar, kecuali … A. Jarak benda = jarak bayangan B. Maya C. Nyata D. Sama tinggi dengan benda 12. Seorang anak didepan cermin datang dengan jarak 1,5 m. maka jarak bayangan pada cermin datar itu adalah …m A. 3 B. 1,5 C. 0,75 D. 0,5 13. Dua cermin datar membentuk sudut 450 diantara kedua cermin itu ada benda, maka jumlah bayangannya adalah … A. 9 B. 8 C. 7 D. 10 14. Berikut ini sinar-sinar istimewa pada cermin cekung, kecuali … C A.

B.

D

15. Benda terletak di ruang III dipantulkan ke cermin cekung, maka bayangannya … A. Di ruang II, terbalik, nyata, lebih besar B. Di ruang II, nyata, diperkecil, terbalik C. Di ruang I, nyata, diperkecil, terbalik D. Di ruang IV, maya, diperbesar, tegak 16. Suatu Benda berada 15 cm didepan cermin cekung yang bertitik fokus 10 cm. Berapakah jarak bayangannya? A. 5 cm C. 30 cm B. 15 cm D. 60 cm 17. Sebuah benda berjarak 5 cm di depan sebuah cermin cekung dan bayangan yang terjadi tegak 15 cm dari cermin. Jari-jari cermin … A. 5 cm C. 15 cm B. 7,5 cm D. 30 cm 18. Dari gambar berikut ini, tinggi bayangan AB adalah ... OA = 10 cm Diketahui: OM = 15 cm AB = 5 cm A. 5 cm C. 15 cm B. 10 cm D. 30 cm 19. Salah satu penggunaan dari cermin cekung dalam kehidupans sehari-hari adalah … A. Spion mobil B. Reflektor lampu senter C. Alat optik pada teleskop D. lup 20. Berikut ini merupakan sinar-sinar istimewa pada cermin cembung, kecuali …

25

21. Bayangan benda dari cermin cembung mempunyai sifat-sifat A. Di depan cermin, maya, lebih besar, tegak B. Di depan cermin, nyata, lebih besar, terbalik C. Di belakang cermin, nyata, lebih kecil, terbalik D. Di belakang cermin, maya, lebih kecil, tegak 22. Gambar proses pembentukan bayangan pada cermin cembung yang benar adalah … A.

B.

C.

D

23. Di depan sebuah cermin cembung yang berjari-jari 30 cm diletakan benda sejauh 10 cm, jika tinggi benda 5 cm, maka tinggi bayangan benda adalah … A. 3 cm C. 10 cm B. 5 cm D. 30 cm 24. Penggunaan Cermin cembung dalam kehidupan sehari-hari adalah ... B. Kaca mata C. Reflektor senter C. Kaca spion D. Kaca lup a. Jarak sebuah benda dengan bayangannya pada cermin datar sejauh 10 m. Kemudian benda digeser mendekati cermin, sehingga jarak benda ke bayangan menjadi 8 m. Berapa jauhkah benda digeser mendekati cermin ? A. 5 cm C. 2 cm B. 4 cm D. 1 cm b. Sifat bayangan yang terjadi dari benda disamping adalah.… A. Maya, terbalik, diperkecil M F B. Nyata, terbalik, diperkecil C. Nyata, terbalik, diperbesar D. Maya, terbalik, diperbesar c. Lukiskan jalannya sinar istimewa pada lensa cembung yang tepat ditunjukkan oleh gambar…. A. C.

B.

D.

26

d. Gambar pembiasan sinar yang benar adalah…. A . C

B

.

D

e. Sebuah benda terletak di depan cermin seperti pada gambar di samping! Sifat bayangan dan letak bayangan benda yang terjadi…. A. Nyata, diperbesar, di antara F dan M B. Nyata, diperkecil, di antara F dan M C. Maya, diperkecil, di belakang cermin D. Maya, diperbesar, di belakang cermin f. Sebuah benda diletakkan 20 cm di depan konvergen yang berjarak fokus 40 cm. 0Jarak bayangan M F ke lensa adalah…. A. –40 cm C.. –15 cm B.–20 cm D. –10 cm g. Jalannya sinar istimewa pada lensa cekung yang benar adalah…. A. C..

B.

D.

h. Pernyataan yang berkaitan dengan pembiasan cahaya pada dua medium yang berbeda yang benar adalah.… A. Cahaya datang dari medium rapat ke medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal B. Cahaya datang dari medium rapat ke medium kurang rapat dibiaskan mendekati garis normal C. Cahaya datang dari medium rapat ke medium lebih rapat diteruskan D. Cahaya datang dari medium rapat ke medium lebih rapat dibiaskan menjauhi garis normal i. Perhatikan gambar di samping, Jarak dan sifat bayangan benda adalah.… A. 15 cm; nyata, sama besar, dan terbalik B. 20 cm; nyata, diperbesar, dan terbalik C. 25 cm; nyata, diperbesar, dan tegak D. 30 cm; nyata, diperbesar, dan terbalik j. Sebuah benda terletak 20 cm di depan cermin cembung. Jika jarak titik fokus cermin 20 cm, jarak bayangan adalah.…cm. A. –20 C. 10 D 20 k. Peristiwa Pembiasan cahaya adalah ... a. Pembelokan cahaya yang terjadi dari dua medium yang berbeda b. Pembelokan cahaya yang terjadi dari dua medium yang sama c. Pembantulan cahaya yang terjadi dari dua medium yang berbeda d. Pemantulan cahaya yang terjadi dari dua medium yang sama l. Gambar berikut ini merupakan pembiasan cahaya dari udara ke air. 27

m.

n.

o.

p.

Dari diagram tersebut maka besarnya indeks bias air adalah … AO AA' A. n = D. n = BO BB ' A' B ' B. n = AB A' O C. n = B' O 4 Cepat rambat cahaya di udara 3 x 108 m/s dan indeks bias air .Maka kecepatan cahaya di dalam air 3 adalah .... A. 22,5 x 108 m/s B. 4 x 108 m/s C. 3 x 108 m/s D. 2,25 x 108 m/s Ketika siang hari yang panas. permukaan aspal seolah-olah berair atau fatamorgana merupakan peristiwa… A. pemantulan B. pemantulan sempurna C. penyerapan cahaya D. pembiasan cahaya Lapisan udara mempunyai suhu yang berbeda-beda. Peristiwa pemantulan cahaya pada lapisan udara disebut peristiwa ..... A. Fatamorgana B. Pembiasan cahaya C. Aurora D. Pelangi Dua buah lensa dengan titik fokus masing-masing 10 cm dan –5 cm digabung menjadi satu lensa, maka kekuatan lensanya adalah.… A. – 10 dioptri B. + 10 dioptri C. – 5 dioptri D. + 5 dioptri

28

29