CAHAYA

A. Mengenal cahaya

1. Pengertian cahayaCahaya adalah energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750 nm. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium.

Macam macam cahaya:a. Difraksi cahaya adalah perisitiwa pelenturan gelombang cahaya ketika melewati suatu celah sempit (lebarnya lebih kecil dari panjang gelombang), sehingga cahaya tambak melebar pada tepi celah.b. Dispersi cahaya adalah gejala peruraian cahaya putih (polikromatik) menjadi cahaya warna-warni (monokromatik).c. Refraksi Cahaya (Pembiasan) adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya.d. Refleksi cahaya adalah perubahan arah rambat cahaya ke arah sisi (medium) asalnya, setelah menumbuk antarmuka dua medium.e. Cahaya yang biasa kita lihat merupakan kelompok-kelompok sinar cahaya atau disebut berkas cahaya. Berkas cahaya dapat digolongkan atas :a) Berkas cahaya menyebar (divergen), yaitu berkas cahaya yang berasal dari satu titik kemudian menyebar ke segala arah.b) Berkas cahaya sejajar, yaitu berkas cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain.Bc) Berkas cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.

2. Cahaya merambat lurusCahaya merambat lurus tanpa medium, dapat melewati ruang hampadan memiliki kecepatan 300000000nm.Salah satu bukti cahaya merambat lurus diantaranya adalah lampu yang menempati ruang ke segala arah. Yaitu sumber cahaya memancarkan cahaya ke segala arah.

3. Bayang-bayang bendaBayang-bayang merupakan suatu daerah gelap yang terbentuk pada saat sebuah benda menghalangi cahaya yang mengenai suatu permukaan. Apabila bayang-bayang tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah umbra, yaitu bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra, yaistu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur. umbrapenumbra

B. Pemantulan cahaya1. Hukum pemantulan cahaya :a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul, terletak dalam satu bidang.b. Besarnya sudut datang sama dengan sudut pantul (i=r).

Garis normal

Sinar datang Sinar pantul

Bidang datar rataBeberapa pengertian yang berkaitan dengan pemantulan cahaya antara lain :a. Sinar datang atau sinar jatuh, yaitu sinar yang datang lurus menuju permukaan benda.b. Sinar pantul, yaitu sinar yang dipantulkan dari permukaan benda.c. Titik datang atau titik jatuh sinar, yaitu titik pada permukaan benda dimana sinar itu jatuh dan dipantulkan.d. Garis normal, yaitu garis yang dibuat melalui titik jatuh sinar dan tegak lurus dipermukaan benda.e. Sudut datang atau sudut jatuh sinar, yaitu sudut yang dibentuk antara sinar jatuh atau sinar datang dan garis normal.f. Sudut pantul, yaitu sudut yang dibentuk antara sinar pantul dan garis normal.2. Jenis-jenis pemantulan cahayaBerdasarkan keadaan permukaannya, pemantulan cahaya dibagi menjadi :a. Pemantulan difus atau pemantulan baur, yaitu pemantulan cahaya ke segala arah yang terjadi karena bekas sinar datang jatuh pada permukaan kasar atau tidak rata. Pemantulan ini akan memberi kesan menyilaukan mata.b. Pemantulan teratur, yaitu pemantulan yang terjadi karena berkas sinar datang jatuh pada permukaan halus atau rata. Pada pemantulan teratur, cahaya akan dipantulkan ke satu arah. Pemantulan ini akan menyejukkan mata.

C. CerminCermin adalah benda padat yang salah satu sisinya halus dan mengkilap yang dilapisi amalgam perak sehingga memantulkan seluruh cahaya yang datang. Cermin dibedakan menjadi 3, yaitu : cermin datar, cermin cekung , dan cermin cembung.C1. Cermin datar

Pemantulan cahaya pada cermin datar :

Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah sama besar, tegak, berkebalikan, jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin, maya. Rumus banyaknya bayangan dari beberapa cermin datar (n) yang membentuk sudut tertentu () adalah : n = 360/a 1Dimana :n=banyaknya bayangan=sudut yang dibentuk

2. Cermin cekungCermin cekung adalah cermin yang bentuknya melengkung seperti bagian dalam bola. Cermin cekung bersifat konvergen (mengumpulkan sinar). Cermin cekung disebut juga cermin positif karena jari-jari cermin berada di depan cermin.Sinar istimewa pada cermin cekung yaitu : Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.

Sinar datang melalui titik fokus (F) akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin (M) akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan itu juga.

Ruang pada cermin cekung dibagi menjadi empat, yaitu : ruang I, ruang II, runag III, dan ruang IV. Ruang I-III berada didepan cermin, sedangkan ruang IV dibelakang cermin.Lukisan pembentukan bayangan pada cermin cekung :1) Benda di ruang I (di antara F dan O) ; sifat bayangan : maya, tegak, diperbesar, berada di belakang cermin (di ruang IV).2) Benda di ruang II (diantara F dan M); sifat bayangan : nyata, terbalik diperbesar (di ruang III).3) Benda di ruang III (di belakang M); sifat bayangan : nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan berada di ruang II.4) Benda di pusat kelengkungan cermin (di titik M). sifat bayangan : nyata, terbalik, sama besar. Bayangan di titik M juga.

Rumus cermin cekung :Keterangan :M=perbesaran bayanganh=tinggi bayanganS=jarak bayanganh=tinggi bendaS=jarak bendaR=jari-jari kelengkungan cermin, dimana R=2F

3. Cermin cembungCermin cembung bersifat divergen (menyebar sinar). Titik fokusnya bernilai negative (-). Sinar-sinar istimewa dari cermin cembung :

Sinar datang sejajar sumbu utama cermin akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik F.

Sinar datang seolah-olah menuju titik F akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Sinar datang ke titik M dipantulkan kembali ke titik M itu juga.

Sifat bayangan yang terbentuk dari cermin cembung : selalu maya/semu, tegak dan diperkecil dan selalu berada diruang I.

Rumus cermin cembung

Dimana :Keterangan :M=perbesaran bayanganh=tinggi bayanganS=jarak bayanganh=tinggi bendaS=jarak bendaR=jari-jari kelengkungan cermin, dimana R=2F

D. Pembiasan cahaya1. Pengertian Pembiasan CahayaPembiasan cahaya (refraksi) adalah pembelokan arah rambatan cahaya pada saat cahaya penembus dua medium yang berbeda kerapatan optiknya.2. HukumSnelliusHukumSnellius menyatakan :a. Sinardatang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.b. Sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal, dan sinar datang dari garis renggang ke medium rapat dibiaskan mendekati garis normal.c. Pembiasan dalam kehidupan sehari-hari

Adapun contoh pembiasan dalam kehidupan sehari-hari :a. Pensil yang dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air tampak membengkok.b. Dasar kolam yang airnya bening lebih dangkal dari pada kedalaman sebenarnya.c. Pada siang hari yang panas di jalan aspal seolah-olah ada genangan air.d. Malam hari yang cerah, bintang di langit terlihat berkelap-kelip.e. Intan tampak berkilau.

E. LensaLensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang kelengkungan. Ada 2 macam lensa, yaitu lensa cembung dan lensa cekung.1. Lensa cembungCiri-ciri lensa cembung di antaranya: mengumpulkan cahaya (konvergen) dan fokusnya bernilai positif (+). Ada 3 macam lensa cembung :

a. Lensa bikonveks (cembung dua)b. Lensa konkaf-konveks (cembung cekung)c. Lensa plan bikonveks (datar cembung)

Pemanfaatan lensa cembung dalam kehidupan sehari-hari, yaitu sebagai kaca mata, mikroskop, kamera, teropong, dan lup.Gambar sinar istimewa dari lensa cembung

Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung tergantung dari letak bendanya terhadap lensa.

2. Lensa cekungCiri-ciri lensa cekung: sifatnya menyebarkan berkas sinar (divergen) dan fokusnya bernilai negatif atau minus (-). Ada 3 macam lensa cekung, yaitu :a. Lensa cekung-cekung (bikonkaf)b. Lensa cekung-cembung (konveks-konkaf)c. Lensa datar cekung (plan-konkaf)

Gambar sinar istimewa dari lensa

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah dari titik fokus.b. Sinar datang menuju ke titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.c. Sinar datang menuju titik O tidak dibiaskan, tetapi diteruskan.

Bayangan pada lensa cekung:Bayangan yang dibentuk lensa cekung selalu maya/semu, diperkecil dan tegak.

Rumus Lensa Cekung atau Lensa Cembung :F. Kekuatan lensaDaya atau kekuatan lensa adalah kemampuan lensa untuk memancarkan atau mengumpulkan berkas cahaya. Kekuatan lensa dapat dirumuskan dengan :

Dimana :P: daya atau kekuatan lensa (dioptri)f= fokus lensaCatatan: Untuk lensa cembung, P bernilai positif (+) Untuk lensa cekung, P bernilai negatif (-) f(m) untuk fokus lensa dengan satuan meter(m) f(cm) untuk fokus lensa satuan centimeter(cm)

SOAL 1

1. Sifat-sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar adalah ....a. nyata, tegak, dan sama besarb. nyata, terbalik, dan sama besarc. maya, tegak, dan sama besard. maya, terbalik, dan diperkecil

2. Seberkas sinar sejajar sumbu utama mengenai pada cermin cekung akan ....a. dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokusb. dibiaskan melalui titik fokusc. dipantulkan melalui titik fokusd. dipantulkan sejajar sumbu utama

3. Jika seberkas sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat, maka sinar tersebut akan ....a. dibiaskan mendekati garis normalb. dibiaskan menjauhi garis normalc. dipantulkand. cahaya tidak dibiaskan, tetapi diteruskan

4. Seberkas sinar yang keluar dari sebuah prisma memiliki sudut 50. Jika sudut yang dibentuk oleh perpotongan perpanjangan sinar datang dan sinar bias yang keluar dari prisma adalah 45, maka sudut datang sinar yang menuju prisma yang memiliki sudut pembias 30 adalah ....a. 5b. 15c. 25d. 35

5. Seekor ikan yang berada dalam kolam terlihat lebih dekat dibandingkan dengan keadaan sebenarnya. Hal ini disebabkan sinar yang keluar dari air ....a. dibiaskan mendekati garis normalb. dibiaskan menjauhi garis normalc. dipantulkan menjauhi garis normald. tidak mengalami pembiasan

6. Sebuah benda berada 20 cm di depan lensa cembung. Jika bayangan yang terbentuk berada pada jarak 10 cm, jari-jari kelengkungan yang dimiliki lensa adalah ....a. 6,67 cmb. b. -6,67 cmc. c. -13,33 cmd. d. 13,33 cm

7. Lensa cembung dengan jari-jari kelengkungan 24 cm memiliki kekuatan lensa sebesar ....a. 0,083 dioptrib. 8,33 dioptric. 0,042 dioptrid. 4,2 dioptri

8. Sifat bayangan yang ingin dibentuk oleh Dani pada sebuah lensa adalah maya, tegak, dan diperkecil. Berarti Dani harus menyimpan benda di depan ....a. lensa cembung di antara titik fokus dan titik pusat lensab. lensa cekung tepat pada titik fokusc. lensa cembung pada titik pusat kelengkungand. lensa cekung di antara titik fokus dan pusat kelengkungan lensa

9. Kekuatan lensa yang dimiliki suatu lensa adalah +25 dioptri, maka ....a. lensa cembung dengan jarak fokus 25 cmb. lensa cekung dengan jarak fokus 4 cmc. lensa cembung dengan jarak fokus 4 cmd. lensa cekung dengan jarak fokus 25 cm

10. Sebuah benda terletak di depan lensa dengan jarak fokus 14 cm. Bayangan yang terbentuk adalah tegak dengan tinggi 4 kali semula. Jarak antara benda dan lensa adalah ....a. 10,5 cmb. 11,5 cmc. 15,5 cmd. 17,5 cm

11. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung jika benda berada di antara pusat dan fokus cermin adalah ....a. nyata, terbalik, diperbesarb. nyata, terbalik, sama besarc. maya, terbalik, diperbesard. nyata, tegak, diperbesar

12. Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 15 cm di depan cermin cekung yang jarak fokusnya 10 cm. Jarak bayangan benda ke cermin adalah ....a. 15 cmb. 20 cmc. 25 cmd. 30 cm

13. Sebuah lensa cekung memiliki kekuatan lensa 20 dioptri. Jari-jari kelengkungan lensa tersebut adalah ....a. 0,05 mb. 0,1 mc. 5 md. 10 m

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!

1. Jelaskan perbedaan pemantulan teratur dan pemantulan baur? Berikan contohnya!2. Sebutkan perbedaaan sifat-sifat bayangan pada cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung!3. Apa penyebab terjadinya pembiasan cahaya? Berikan contoh pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari!4. Andi mempunyai sebuah cermin cekung yang memiliki jarak fokus 10 cm. Di manakah Andi harus meletakkan sebuah pensil jika bayangan pensil yang Andi inginkan adalah nyata dan besarnya dua kali semula?5. Sebuah benda yang tingginya 7 cm berada di depan lensa cembung yang memiliki fokus 8 cm. Berapakah jarak benda dari lensa jika bayangan yang terbentuk nyata dengan tinggi 2 cm?

SOAL 2

1. Lensa yang bersifat menyebarkan cahaya adalah.a. bikonveksc. cekung cembungb. cembungd. cekung

2. Setiap benda yang memancarkan cahaya disebuta. Benda gelapc. Benda baurb. Sumber cahayad. Benda bening

3. Bayangan yang seolah-olah dibelakang cermin disebuta. Baurc. Mayab. Biasd. Nyata

4. Lensa yang ketebalan bagian tengahnya lebih kecil daripada bagian ujung-ujungnya disebut lensaa. Cembungc. Cekung-cekungb. Cekungd. Bikonveks

5. Cepat rambat gelombang cahaya adalah..m/sa. 3 x 10-18c. 3 x 10b. 3 x 108d. 3 x 10-8

6. Cahaya yang mengenai permukaan bening dan rata akan.a. Dipantulkanc. Diteruskanb. Dibiaskand. Dihamburkan

7. Benda yang tidak dapat memancarkan cahaya disebut.a. Benda gelapc. Benda beningb. Sumber cahayad. Bendabaur

8. Contoh benda baur adalah.a. Air jernihc. Esb. Kayud. Kaca

9. Cemin yang pemukaannya mirip bagian luar bola disebut cermina. Cembungc. Cekung-cekungb. Cekungd. Bikonveks

10. Lensa yang memiliki sifat menyebarkan berkas cahaya adalah lensa.a. Cembungc. Cekung-cekungb. Cekungd. Bikonveks

11. Pemantulan yang tidak teratur disebut pemantulan..a. Acakc. Baurb. Teraturd. Tak teratur

12. Penguraian cahaya matahari menjadi warna-warna cahaya pembentuknya disebut..cahayaa. Difraksic. Refleksib. Dispersid. Refraksi

13. Berikut yang tidak termasuk sifat cahaya adalah..a. Tidak dapat merambat tanpa mediumb. Dapat dipantulkanc. Dapat dibiaskand. Termasuk gelombang elektromagnetik14. Jika sinar datang tegak lurus pada cermin datar maka.a. Sinar akan diteruskan tegak lurus cerminb. Sinar akan dipantulkan tegak lurus cerminc. Sinar akandibiaskan tegak lurus cermind. Sinar akan diserap tegak lurus cermin

15. Sifat bayangan yang dibentukoleh cermin datar adalah.a. Nyata, tegak, sama besar, berkebalikanb. Nyata, tegak, diperbesar, berkebalikanc.Nyata, tegak, diperkecil, berkebalikand. Maya, tegak, sama besar, berkebalikan

16. Perubahan arah sinar saat melewati dua medium transparan yang kerapatannya berbeda disebut.cahayaa. Penyerapanc. Diteruskanb. Pembiasaand. Pemantulan

17. Simbol B pada gambar di bawah ini menunjukkan.B

AC

a. Sinar pantulc. Garis normalb. Sinar datangd. Pemantul18. Lensa yang memiliki sifat mengumpulkan berkas cahaya adalah lensa.a. Cembungc. Cekung-cekungb. Cekungd. Bikonveks

19.Benda di ruangII pada cermin cekung sifat bayangannya adalaha. Nyata, terbalik, diperbesarb. Nyata, terbalik, diperkecilc. Nyata, tegak, diperbesard. Maya, tegak, diperbesar

20. Sifat bayangan yang dibentuk benda di depan lensa cembung ini adalah.a. Nyata, terbalik, diperbesarb. Nyata, terbalik, diperkecilc. Nyata, tegak, diperbesard. Maya, tegak, diperbesar