Cahayapendidikan.com – Sifat Cahaya dan Pembentukan Bayangan.
Kita dapat melihat keadaan alam sekitar dengan indra penglihat. Benda-benda di sekitar kita dapat dilihat karena benda tersebut memantulkan cahaya.
Cahaya tidak mempunyai wujud, namun cahaya ada di sekitar kamu dan dapat dirasakan keberadaannya.
Cara paling mudah untuk merasakan cahaya adalah dengan menyalakan dan memadamkan lampu pada malam hari.
Jika tidak ada cahaya, kita hanya akan merasakan kegelapan selama kita hidup.
Sifat Cahaya dan Pembentukan Bayangan
1. Sifat-Sifat Cahaya
Cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dan merupakan gelombang elektromagnetik.
a. Cahaya Merambat Lurus
Tentunya kita pernah menyalakan lilin atau lampu pasa saat suasana gelap.
Jika lilin atau lampu dinyalakan akan dihasilkan cahaya yang dapat menerangi tempat yang gelap.
Gambar: Cahaya merambat lurus
b. Cahaya dapat Dipantulkan
Cahaya memiliki sifat dapat dipantulkan jika menumbuk suatu permukaan bidang.
Dan Pemantulan yang terjadi dapat berupa: (1) pemantulan baur, dan (2) pemantulan teratur.
Pemantulan baur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang tidak rata, seperti aspal, tembok, dan batang kayu.
Sedangkan Pemantulan teratur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang rata, seperti cermin datar.
Pada pemantulan baur dan pemantulan teratur, sudut pantulan cahaya besarnya selalu sama dengan sudut datang cahaya.
Hal tersebut adalah sesuai dengan hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius.
Snellius menambahkan konsep garis normal yang merupakan garis khayal yang tegak lurus dengan bidang pantul.
Garis normal berguna untuk mempermudah kamu menggambarkan pembentukan bayangan oleh cahaya.
Snellius mengemukakan bahwa:
(1) Sinar datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
(2) Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul (∠i = ∠r).
c. Cahaya dapat Dibiaskan
Cahaya akan dibiaskan ketika melalui dua medium yang memiliki kerapatan optik yang berbeda.
Kecepatan cahaya akan menurun saat dari udara memasuki air atau medium yang lebih rapat.
Semakin besar perubahan kecepatan cahaya saat melalui dua medium yang berbeda, akan semakin besar pula efek pembiasan yang terjadi.
Namun, pembiasan tidak akan terjadi saat cahaya masuk dengan posisi tegak lurus bidang batas kedua medium.
(a) Pembiasan Berkas Cahaya.
(b) Pembiasan pada Sendok di dalam Gelas Berisi Air
Baca Juga: Getaran Gelombang dan Bunyi
d. Cahaya merupakan Gelombang Elektromagnetik
Cahaya dapat mentransfer energi dari satu tempat ke tempat lainnya tanpa menggunakan medium.
Gelombang cahaya terbentuk karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik secara periodik, sehingga merupakan gelombang elektromagnet.
Contoh yang dapat membuktikan bahwa cahaya itu mampu mentransfer energi antara lain:
- saat lilin yang dinyalakan di sebuah ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan.
- matahari yang memancarkan gelombang cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium).
Gelombang cahaya matahari memancar ke segala arah sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa udara.
Hal ini berarti gelombang cahaya dapat merambat pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi.
Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan spektrum elektromagnetik diklasifikasikan sebagai berikut.
Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik.
Cahaya tampak adalah cahaya yang memiliki panjang gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia.
Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil daripada lebar rambut manusia.
Warna cahaya yang dapat kamu lihat tergantung pada panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata.
2. Pembentukan Bayangan pada Cermin
a. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
Pada saat menentukan bayangan pada cermin datar melalui diagram sinar, titik bayangan adalah titik potong berkas sinar-sinar pantul.
Bayangan bersifat nyata apabila titik potongnya diperoleh dari perpotongan sinar-sinar pantul yang konvergen (mengumpul).
Sebaliknya, bayangan bersifat maya apabila titik potongnya merupakan hasil perpanjangan sinar-sinar pantul yang divergen (menyebar).
dengan:
s = Jarak benda terhadap cermin
s’ = Jarak bayangan terhadap cermin
Bayangan pada cermin datar bersifat maya.
Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.
b. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung.
Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola (kelengkungannya merupakan bagian dari kelengkungan bola).
Cermin yang irisan permukaan bola bagian mengilapnya terdapat di dalam disebut cermin cekung,
sedangkan cermin yang irisan permukaan bola bagian mengkilapnya terdapat di luar disebut cermin cembung.
Bagian M adalah titik pusat kelengkungan cermin, yaitu titik pusat bola.
Titik tengah cermin adalah O. Sumbu utama yaitu, OM, garis yang menghubungkan titik M dan O.
Sudut POM adalah sudut buka cermin jika titik P dan M adalah ujung-ujung cermin.
Baca Juga: Mekanisme Pendengaran pada Manusia dan Hewan
Unsur-unsur cermin lengkung, yaitu sebagai berikut.
a) Pusat kelengkungan cermin
Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M.
b) Vertex
Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan O.
c) Titik api (fokus)
Titik api adalah titik bertemunya sinar-sinar pantul yang datangnya sejajar dengan sumbu utama (terletak antara vertex dan pusat) dan disimbolkan dengan F.
d) Jari-jari kelengkungan cermin
Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex (O) ke pusat kelengkungan cermin (M). Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R.
e) Jarak fokus
Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f.
1) Cermin Cekung
Hukum pemantulan yang menyatakan besar sudut datang sama dengan sudut pantul, berlaku pula untuk cermin cekung.
Pada cermin cekung, garis normal adalah garis yang menghubungkan titik pusat lengkung cermin M dengan titik jatuhnya sinar.
Garis normal pada cermin lengkung berubah-ubah, bergantung pada titik jatuh sinar.
Misalnya, jika sinar datang dari K mengenai cermin cekung di B, maka garis normalnya adalah garis MB dan sudut datangnya adalah sudut KBM = α.
Sesuai hukum pemantulan, maka sudut pantulnya, adalah sudut MBC = α dan sinar pantulnya adalah sinar BC.
a ) Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung
b) Persamaan Cermin Cekung
Persamaan cermin cekung menyatakan hubungan kuantitatif antara jarak benda ke cermin (s), jarak bayangan ke cermin (s’), dan panjang fokus (f).
Adapun Rumus perbesaran pada cermin cekung adalah:
2) Cermin Cembung
a) Sinar-Sinar Istimewa pada Cermin Cembung
b) Persamaan Cermin Cembung
Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung juga berlaku untuk cermin cembung.
Namun, ada hal yang perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin cembung terletak di belakang cermin.
Oleh karena itu, dalam menggunakan persamaan cermin cembung jarak fokus (f) dan jari-jari cermin (R) selalu dimasukkan bertanda negatif.
Dengan catatan bahwa dalam cermin cembung harga f dan R bernilai negatif (−).
3. Lensa
a. Pembentukan Bayangan pada Lensa
Lensa secara umum ada yang berbentuk cembung dan cekung.
Jika dipegang, lensa cembung bagian tengahnya lebih tebal dari bagian pinggir.
Sedangkan lensa cekung bagian tengahnya lebih tipis dari bagian pinggirnya.
b. Sinar-Sinar istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa Cembung
b. Persamaan pada Lensa
Persamaan pada lensa cembung sama dengan persamaan pada lensa cekung.
Hubungan antara jarak fokus (f), jarak bayangan (s’), dan jarak benda (s).
Pada lensa cembung, titik fokus bernilai positif (sama seperti pada cermin cekung), sedangkan pada lensa cekung, titik fokus bernilai negatif (sama seperti pada cermin cembung).
Setiap lensa mempunyai kemampuan yang berbeda-beda dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar.
Kemampuan lensa dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar disebut kuat lensa (D) dan memiliki satuan dioptri.
Kuat lensa merupakan kebalikan dari panjang fokus. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:
Baca Juga: Indra Penglihatan Manusia dan Hewan
Demikian ulasan materi Sifat Cahaya dan Pembentukan Bayangan, semoga bermanfaat.
