Fisika-Cahaya dan alat optik

CAHAYA DAN ALAT OPTIK

1) Cahaya menurut Newton (1642-1727) = terdiri dari partikel2 ringan berbentuk sgt kecil yg dipancarkan sumbernya ke segala arah dgn kecepatan tinggi.
2) Cahaya menurut Huygens (1629-1695) = cahaya adalah gel sperti bunyi.
3) Cahaya disebut juga energi foton dan dipelajari di fisika modern yg dikupas Albert Einstein.
4) Sifat cahaya mirip vecktor
5) Cahaya : gelombang elektromagnetik
6) Gelombang elektromagnetik : gel yg perambatannya tanpa memerlukan medium.
7) Lawan gel elektromagnetik : gel mekanik = butuh perantara, ada 2 : transversal dan longitudinal.
8) Kecepatan perambatan cahaya dalam ruang hampa adalah 3 x 108 m/s (3 x 105 km/s) = paling cepat!
9) Perambatan cahaya : lurus / tidak berbelok-belok (zig zag), selalu mencari lintasan tercepat dan waktu tercepat. Ex : pd lampu senter
10) Perambatan cahaya / pancaran cahaya = sinar
11) Berkas cahaya bisa dibagi menjadi : pararel, divergen (menyebar), dan konvergen (mengumpul)
12) Sumber cahaya : setiap benda yang dapat memancarkan cahaya sendiri. Ex : matahari, bintang,dll
13) Benda gelap : setiap benda yang tidak dapat memancarkan cahaya sendiri. Ex : planet, bulan, dll
14) 3 Hal yang terjadi jika cahaya mengenai benda gelap :
- Cahaya diserap
- Cahaya dipantulkan
- Cahaya diteruskan
15) Benda gelap ada 2 :
- Benda gelap tembus cahaya : benda gelap yang dapat meneruskan sebagian cahaya yang diterimanya.
- Benda gelap tdk tembus cahaya : benda gelap yang tdk dpt meneruskan cahaya yang diterimanya, tetapi hny dpt menyerap dan memantulkannya.
13) Bayangan benda terbentuk krn : benda gelap yg tdk tembus cahaya dan terbentuk di belakang benda.
14) Ada 2 macam bayang benda :
- Umbra = daerah gelap di belakang benda yang tidak menerima cahaya sama sekali.
- Penumbra = daerah remang-remang di belakang benda yang masih menerima sebagian cahaya
15) Terjadi umbra dan penumbra : saat ukuran cahaya > benda yg dikenai cahaya , ex : saat gerhana bulan

16) Terjadi umbra : saat sumber cahaya < benda yg dikenai cahaya
17) Sifat cahaya :
- Merambat lurus
- Menembus benda bening
- Dapat dipantulkan
- Dapat dibiaskan
18) Ilmu yang mempelajari cahaya : optika.
19) Optika ada 2 :
1. Optika geometris = pembiasan , pemantulan, sifat cahaya dgn dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya.
2. Optika fisik = cahaya dipelajari dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif sama atau lebih kecil dibanding panjang gelombang cahaya sendiri.
20) Pemantulan cahaya ada 2 :
- Pemantulan teratur (regular) = Pemantulan cahaya ke 1 arah saja dalam bidang datar yg rata.

-

- Pemantulan Baur (difus) = Pemantulan cahaya ke segala arah dalam bidang tdk rata.










21) Bunyi Hukum pemantulan cahaya :
a) Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada 1 bidang datar.
b) Besar sudut datang (i) = sudut pantul (r)
Garis yang tegak lurus bidang pantul disebut garis normal.Pengukuran sudut datang dan sudut pantul dimulai dari garis ini. Sudut datang (i) adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar datang (2), sedangkan sudut pantul (r) adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3).
22) Cermin = benda gelap yg dpt memantulkan hampir seluruh cahaya yang diterimanya dan merupakan kaca yang salah satu permukaanya dilapisi almagam perak.
23) Ada 3 jenis cermin :
- Cermin datar
- Cermin cekung
- Cermin cembung
24) Sifar cermin datar :
- Bersifat semu / maya (berada di belakang cermin)
- Jarak benda ke cermin (S) = jarak bayangan ke cermin (S’)
- M = 1 , M = S’ = h’
s h
- h = h’
- Sisi kiri benda menjadi sisi kanan bayangan, sisi kanan benda benda menjadi sisi kiri bayangan ( berbanding terbalik)
25) Jika 2 cerda membentuk sudut  :
n = 3600 – 1

n = bnyk bayangan yg dibentuk (/ bayangan)
 = sudut antara 2 cermin datar
26) Cermin cekung : cermin yg permukaannya melengkung seperti bagian dalam permukaan bola.
27) Cermin Cekung

Semua sinar yang datang sejajar sumbu utama (O) akan dipantulkan kembali melalui titik fokus.
Jadi, sinar pantul akan berkumpul/berpotongan di satu titik yaitu titik fokus. Sifat cermin cekung : konvergen
28) 3 Sifat khusus pd cermin cekung :
- Sinar datang sejajar dgn sumbu utama dipantulkan melalui titik focus (f)
- Sinar datang melalui titik focus (f) dipantulkan sejajar dgn sumbu utama
- Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan (P) kembali melalui titik pusat kelengkungan (P)

29) Bag yg memantulkan cahaya pd bag cermin cembung adalah bagian luar dari permukaan lengkung (bag luar dr permukaan bola)
30) Cermin Cembung

Semua sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah olah melalui titik fokus.
Bisa dilihat pada gambar. Kalau sinarnya datang sejajar sumbu utama, maka senar pantulnya akan berpencar (melebar) luar dr permukaan bola) Sifat : divergen.
31) 3 sifat khusus pd cermin cembung :
- Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-seolah berasal dari titik focus cermin (F)
- Sinar datang menuju titik focus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama
- Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin (P) dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan cermin (P)
32) Sifat bayangan yg dibentuk cermin cembung : maya, tegak, lebih kecil
33) Sifat bayangan yg dibentuk cermin cekung : tdk tetap
34) Perumusan cermin cekung dan cembung :
R = 2f
1 = 1 + 1
F S S’
M = S’ = h’
S h
R = jari-jari cermin
f = jarak focus cermin
S’ = jarak bayangan ke cermin
S = jarak benda ke cermin
M = pembesaran bayangan
h’ = tinggi bayangan
h = tinggi benda
l l = tanda mutlak harga M selalu positif
- Pada cercek : f & r = + , jika s’ = -, maya
- Pada cercem : f & r = -
35) Pembiasan cahaya (refraksi) : berbeloknya arah sinar krn ada 2 medium berbeda. Ex : pensil yg dicelupkan dlm air tampak patah, fatamorgana.
36) Medium = susunan partikel – partikel
37) Medium terdapat pada :
- Zat padat
- Zat cair
- Zat gas
38) Medium zat padat lebih padat dari cair, medium zat cair lebih padat dari zat gas
39) Indeks bias (n) = bilangan yg menyatakan kerapatan suatu zat kalau lebih rapat , indeks biasnya lebih besar.
40) Tidak semua benda memiliki titik leleh dan titik lebur, tergantung teraturnya partikel, Air merupakan zat dgn molekul yg sangat teratur, karena jarak antar partikelnya sama.
41) Jika susunanya teratur = ada titik leleh dan titik lebur
42) Jika susunanya tdk teratur = tdk ada titik leleh & titik lebur.
43) Indeks bias ada 2 :
- Indeks bias mutlak (absolutely) = perbandingan kelajuan cahaya di ruang hampa udara dgn kelajuan cahaya dlm suatu medium.
Rumus :
N = c
v
- Indeks bias relative
N12 = N1
N21 = N2
C = cepat rambat cahaya…..m/s
v = cepat rambat medium ….m/s
n = indeks bias…(tdk ada satuan)
44) Hukum Snellius = ditemukan oleh Willebrod Snell (1581-1626), seorang ilmuwan matematika
45) Bunyi hukum Snellius =
1) Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada 1 bidang datar.
2) Perbandingan proyeksi sinar datang dan sinar bias pada bidang batas antara 2 medium merupakan bilangan tetap. Bilangan tetap ini didefinisikan sbg indeks bias,
46) Sifat – siifat sinar bias : baca di CATATAN…
47) Sifat – sifat pembiasan :
a. Sinar datang dari medium optic kurang rapat menuju medium optic lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal
b. Sinar datang dari medium optic lebih rapapt mejuku medium optic kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal.
48) Rumus :
N = D’O
B’O
sin i = 1 = V1 = n2
sin r = 2 = V2 = n1
D’O = proyeksi sinar datang
B’O = proyeksi sinar bias
N = indeks bias medium
i = sudut sinar datang
r = sudut sinar bias
1 = pjg gel medium 1
V = cepat rambat medium
49) Pemantulan sempurna : semua sinar yg jatuh pd permukaan itu tdk dibiaskan tapi dipantulkan dari medium yang rapat ke medium yg kurang rapat / dr kurang rapat ke rapat
50) Rapat – kurang rapat = menjauhi garis normal
51) Kurang rapat – rapat = mendekati garis normal
52) Sudut kuitis/krisis/chritis = sinar datang yg membuat sinar biasnya 900 /sinar bias berimpit dgn batasnya
53) Jika sinar berimpit dgn garis normal = akan diteruskan = tdk mengalami pembiasan / pemantulan , ex : intan, krn tdk ada sinar yg masuk, pantul lg, jd berkilau
54) Benda optic : benda gelap tembus cahaya yang hampir meneruskan seluruh cahaya yang mengenainya
55) Benda2 optic : kaca planpararel, prisma, dan lensa
56) Kaca planpararel : kaca tebal yg permukaanya rata.
57) Plan : datar, pararel : sejajar
58) Pada kaca planpararel, terjadi 2 kali pembiasan
1) Saat sinar menuju kaca planpararel
2) Saat sinar meninggalkan kaca planpararel
59) Rumus kaca planpararel :
i = r’ dan r = i’
i = sudut sinar datang ( dr udara ke kaca plan)
r = sudut sinar bias ( dr udara ke kaca plan)
i’ = sudut sinar datang ( dr kaca plan ke udara)
r’ = sudut sinar bias (dr kaca plan ke udara)
60) Prisma : medium yg dibatasi dua bidang permukaan yg saling membentuk sudut yg disebut sudut pembias prisma ()
61) Sudut deviasi : sudut yg terbentuk antara perpanjangan sinar datang
62) Perumusan : CARI DI CATATAN…
63) Lensa : benda bening yg dibatasi oleh 2 bidang bias
64) Lensa ada 2 :
- Lensa cembung (konveks) = lensa yg bagian tengahnya lebih tebal drpd bag pinggirnya , disebut juga lensa positif. Bersifat konvergen
- Lensa cekung = lensa yg bag tengahnya lebih tipis drpd bag pinggirnya, disebut juga lensa negatif
65) Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung :
a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik focus
b. Sinar datang melalui titik focus dibiaskan sejajar sumbu utama
c. Sinar datang melalui titik pusat lensa diteruskan tanpa mengalami pembiasan
66) Peralatan yang menggunakan prinsip lensa cembung : kacamata, mikroskop, kamera, teropong, dan proyetor
67) Sinar-sinar istimewa pd lensa cekung :
a) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik focus
b) Sinar datang menuju titik focus dibiaskan sejajar sumbu utama
c) Sinar datang melalui titik pusat lensa diteruskan tanpa mengalami pembiasan
68) Sifat bayangan pd lensa cekung slalu : maya , tegak,diperkecil
69) Sifat bayangan pd lensa cembung : tdk tetap
70) Kekuatan lensa = kemampuan lensa utk mengumpulkan / menyebarkan berkas cahaya
71) Rumus :
P=1
F
P = kekuatan lensa (dioptri)