CAHAYA
SIFAT-SIFAT CAHAYA
• Kita dapat melihat karena ada cahaya. Cahaya bukan suatu zat, tidak berwujud tetapi ada.
• Sama halnya dengan bunyi, cahaya dan bunyi bukan merupakan zat, tetapi ada di sekitar kita. Cahaya dan bunyi merupakan bentuk energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Bunyi merambat melalui medium (gelombang mekanik) dan berupa gelombang longitudinal, sedangkan cahaya dapat merambat melalui medium atau tanpa medium (gelombang elektromagnetik) dan berupa gelombang transversal yaitu arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya.
CAHAYA MERAMBAT LURUS
• Benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya. Sumber cahaya memancarkan cahaya ke segala arah. Contohnya cahaya matahari, lampu, api dll.
• Cahaya merambat pada garis lurus, hal ini terbukti pada keberadaan bayang-bayang. Misalnya jika kita berada di bawah matahari pagi bayang-bayang tubuh kita berada di sebelah barat karena sumber cahaya di sebelah timur, tubuh kita menghalangi cahaya yang merambat lurus sehingga dihasilkan sebuah bayang-bayang.
• Bayang-bayang merupakan daerah gelap yang terbentuk pada saat perambatan gelombang cahaya mengenai permukaan sebuah benda.
• Bayang-bayang terdiri dari dua bagian :
1.Umbra : bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Cahaya terhalang seluruhnya karena benda tidak tembus cahaya.
2.Penumbra : bagian kedua bayang-bayang yang terletak diluar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur. Merupakan daerah diluar umbra yang masih dapat dilalui cahaya.
PEMANTULAN CAHAYA
• Pemantulan cahaya terjadi ketika cahaya mengenai suatu benda dan dipantulkan oleh benda itu.
Hukum Pemantulan
•Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar
Beberapa pengertian :
-sinar datang adalah sinar yang datangnya lurus dan mengenai permukaan benda.
-sinar pantul adalah sinar yang dipantulkan oleh permukaan benda.
-garis normal adalah garis yang dibuat tegak lurus dengan permukaan benda.
-sudut datang adalah sudut antara sinar datang dan garis normal.
-sudut pantul adalah sudut antara sinar pantul dan garis normal
Jenis Pemantulan
• Setiap cahaya yang dipantulkan oleh benda mengikuti hukum pemantulan. Jenis permukaan yang dikenai cahaya menentukan jenis pemantulan yang dihasilkan. Jenis pemantulan dibedakan menjadi pemantulan teratur dan pemantulan baur.
• Pemantulan teratur (pemantulan ke suatu arah tertentu)
Pemantulan cahaya oleh benda yang mempunyai permukaan halus, sehingga tiap-tiap sinar yang datang mengenai permukaan benda dipantulkan dengan sudut yang sama ke satu arah tertentu.
Contoh : pemantulan pada cermin, permukaan air yang tenang dll.
• Pemantulan baur / difus (pemantulan ke segala arah)
Pemantulan cahaya oleh benda yang permukaannya tidak halus. Tiap-tiap sinar yang datang mengenai permukan benda dipantulkan pada sudut yang berbeda. Jadi cahaya yang dipantulkan dihamburkan ke segala arah karena permukaan benda tidak teratur.
Contoh : pemantulan oleh benda-benda disekitar kita (batu, dinding, debu dll). Deanga adanya pemantulan baur benda-benda yang terhalang dari sinar matahari (di dalam rumah, di bawah pohon dll) masih dapat terlihat.
PEMBIASAN CAHAYA (Refraksi)
• Gelombang cahaya, normalnya merambat dalam garis lurus, terbukti dengan terbentuknya bayang-bayang. Tetapi bila gelombang cahaya itu bergerak dari satu jenis medium ke medium yang lain cepat rambat gelombang cahaya akan berubah, maka gelombang cahaya yang merambat akan mengalami pembelokan atau pembiasan.
Contoh : tongkat yang terlihat patah jika sebagian dicelupkan dalam air, benda-benda dalam air terlihat lebih dekat ke permukaan, kolam renang yang terlihat lebih dangkal, dll.
• Kecepatan cahaya di ruang hampa = 3 x 108 m/s. Kecepatan/kelajuan cahaya akan berkurang jika cahaya merambat melalui medium. Dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat kelajuan cahaya semakin berkurang (kelajuan cahaya di udara > air > kaca).
• Pembiasan cahaya : pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh perubahan kelajuan pada saat gelombang cahaya itu merambat dari satu medium ke medium yang lain.
• Perhatikan gambar berikut ini :
A. Sinar datang dari medium renggang ke medium rapat, akan dibiaskan mendekati garis normal.
B. Sinar datang dari medium rapat ke medium renggang, akan dibiaskan menjauhi garis normal.
• Kelajuan cahaya menjadi lambat dan dibiaskan mendekati garis normal pada saat menuju medium lebih rapat (gambar A).
• Kelajuan cahaya bertambah saat cahaya menuju ke medium kurang rapat dan dibiaskan menjauhi garis normal (gambar B).
• Bidang batas : titik pertemuan sinar datang, garis normal, dan sinar bias. Sinar dibelokkan pada saat mengenai bidang batas udara-kaca, dan dari kaca-udara.
• Sinar datang dari udara dibiaskan/dibelokkan dalam kaca mandekati garis normal (cahaya merambat dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat). Sinar bias dalam kaca yang merambat menuju ke udara dibiaskan/dibelokkan lagi menjauhi garis normal (cahaya merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat)
Indeks Bias
• Setiap medium mempunyai suatu indeks bias tertentu, yang merupakan suatu ukuran seberapa besar suatu bahan membiaskan cahaya.
• Menurut Christian Huygeus :
Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan cahaya di dalam suatu zat yang dilalui cahaya itu.
• Kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar dari pada di medium yang lain, maka indeks bias zat selain di udara selalu lebih besar daripada satu (1). Semakin besar indeks bias suatu zat, semakin besar cahaya dibelokkan oleh zat itu.
• Seorang ilmuwan Belanda Snellius menyatakan bahwa (dikenal sebagai Hukum Snellius) :
“ Perbandingan proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias pada perambatan cahaya dari satu medium ke medium lain merupakan bilangan tetap “
Nilai perbandingan tersebut dikenal dengan nama : Indeks bias.
Secara sistematik dituliskan sebagai berikut :
• Indeks bias suatu zat di udara selalu lebih besar dari 1 (satu), karena kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar daripada di medium lain.
• Melukis sinar bias dengan menggunakan hukum Snellius :
Hukum Pembiasan
• Dari lukisan pembiasan tersebut disimpulkan bahwa Hukum Pembiasan berbunyi:
1. Jika sinar merambat dari zat optic kurang rapat ke zat optic lebih rapat, maka sinar dibiaskan mendekati garis normal.
2. Jika sinar merambat dari zat optic lebih rapat ke zat optic kurang rapat, maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal.
3. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
• Besarnya pembiasan juga bergantung pada panjang gelombang cahaya. Panjang gelombang pada spektrum cahaya tampak bervareasi, dari yang terpanjang berturut-turut adalah : merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih besar, maka warna ungu dibelokkan paling besar dan warna merah dibelokkan paling kecil.
Dispersi Cahaya
• Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spectrum.
Contoh : pelangi, pembiasan cahaya putih oleh prisma segitiga.
• Prisma segitiga membiaskan cahaya dua kali., pertama saat cahaya masuk ke prisma, kedua saat cahaya keluar dari prisma kembali ke udara.
• Seperti prisma titik-titik hujan juga membiaskan cahaya sehingga terbentuk pelangi
Menurut Isac Newton cahaya putih mengandung tujuh warna pelangi : Mi, Ji, Ku, Hi, Bi, Ni, U (merah, jingga, kuning, hijau, Biru, nila, ungu).
Benda-benda Gelap
• Berdasarkan kemampuan memancarkan cahaya benda-benda di alam dibedakan menjadi : sumber cahaya dan benda gelap.
• Sumber cahaya :benda-benda yang memancarkan cahaya sendiri. Contoh : matahari, bintang-bintang, lampu, api, dll.
• Benda gelap : benda-benda yang tidak memancarkan cahaya sendiri.
Berdasarkan kemampuannya untuh dapat dilewati cahaya, benda gelap dibedakan :
1.Benda tidak tembus cahaya (Opaque): benda-benda yang menghalangi cahaya yang melewatinya. Contoh : batu, kayu, besi, dan sebagian besar dari tubuh kita, dll.
2. Benda bening (transparan) :benda-benda yang mudah dilewati cahaya.
Contoh : air, udara, kaca, plastic bening dll.
3. Benda tembus cahaya (translusens) : benda-benda yang membiarkan sebagian cahaya melewatinya dan menyebarkan sebagian cahaya yang lain.
Contoh : korden, kain, beberapa jenis plastik, dll.
SOAL LATIHAN
1. Lukislah sinar yang merambat dari udara ke air. Indeks bias air = 4/3
2. Indeks bias suatu medium besarnya 5/3. Bagaimanakah lintasan sinar yang merambat dari udara masuk ke dalam medium itu?
3. Tuliskan bunyi hukum pemantulan!
4. Saat cahaya merambat dari udara ke kaca bagaimanakah cahaya itu dibiaskan!
5. Apakah yang dimaksud dengan indeks bias?
6. Pada spectrum cahaya tampak, warna apakah yang dibiaskan terbesar? Dan warna apakah yang dibiaskan terkecil?
7. Jelaskan bagaimana bayang-bayang dapat terbentuk!
8. Mengapa bayang-nayang di air yang tenang lebih jelas daripada di air yang bergelombang?
9. Mengapa benda-benda di dalam rumah masih dapat terlihat jelas walaupun tidak mendapat cahaya matahari secara langsung?
10. Apakah yang menyebabkan terjadinya pelangi?
SIFAT-SIFAT CAHAYA
• Kita dapat melihat karena ada cahaya. Cahaya bukan suatu zat, tidak berwujud tetapi ada.
• Sama halnya dengan bunyi, cahaya dan bunyi bukan merupakan zat, tetapi ada di sekitar kita. Cahaya dan bunyi merupakan bentuk energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Bunyi merambat melalui medium (gelombang mekanik) dan berupa gelombang longitudinal, sedangkan cahaya dapat merambat melalui medium atau tanpa medium (gelombang elektromagnetik) dan berupa gelombang transversal yaitu arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya.
CAHAYA MERAMBAT LURUS
• Benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya. Sumber cahaya memancarkan cahaya ke segala arah. Contohnya cahaya matahari, lampu, api dll.
• Cahaya merambat pada garis lurus, hal ini terbukti pada keberadaan bayang-bayang. Misalnya jika kita berada di bawah matahari pagi bayang-bayang tubuh kita berada di sebelah barat karena sumber cahaya di sebelah timur, tubuh kita menghalangi cahaya yang merambat lurus sehingga dihasilkan sebuah bayang-bayang.
• Bayang-bayang merupakan daerah gelap yang terbentuk pada saat perambatan gelombang cahaya mengenai permukaan sebuah benda.
• Bayang-bayang terdiri dari dua bagian :
1.Umbra : bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Cahaya terhalang seluruhnya karena benda tidak tembus cahaya.
2.Penumbra : bagian kedua bayang-bayang yang terletak diluar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur. Merupakan daerah diluar umbra yang masih dapat dilalui cahaya.
PEMANTULAN CAHAYA
• Pemantulan cahaya terjadi ketika cahaya mengenai suatu benda dan dipantulkan oleh benda itu.
Hukum Pemantulan
•Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar
Beberapa pengertian :
-sinar datang adalah sinar yang datangnya lurus dan mengenai permukaan benda.
-sinar pantul adalah sinar yang dipantulkan oleh permukaan benda.
-garis normal adalah garis yang dibuat tegak lurus dengan permukaan benda.
-sudut datang adalah sudut antara sinar datang dan garis normal.
-sudut pantul adalah sudut antara sinar pantul dan garis normal
Jenis Pemantulan
• Setiap cahaya yang dipantulkan oleh benda mengikuti hukum pemantulan. Jenis permukaan yang dikenai cahaya menentukan jenis pemantulan yang dihasilkan. Jenis pemantulan dibedakan menjadi pemantulan teratur dan pemantulan baur.
• Pemantulan teratur (pemantulan ke suatu arah tertentu)
Pemantulan cahaya oleh benda yang mempunyai permukaan halus, sehingga tiap-tiap sinar yang datang mengenai permukaan benda dipantulkan dengan sudut yang sama ke satu arah tertentu.
Contoh : pemantulan pada cermin, permukaan air yang tenang dll.
Pemantulan cahaya oleh benda yang permukaannya tidak halus. Tiap-tiap sinar yang datang mengenai permukan benda dipantulkan pada sudut yang berbeda. Jadi cahaya yang dipantulkan dihamburkan ke segala arah karena permukaan benda tidak teratur.
Contoh : pemantulan oleh benda-benda disekitar kita (batu, dinding, debu dll). Deanga adanya pemantulan baur benda-benda yang terhalang dari sinar matahari (di dalam rumah, di bawah pohon dll) masih dapat terlihat.
• Gelombang cahaya, normalnya merambat dalam garis lurus, terbukti dengan terbentuknya bayang-bayang. Tetapi bila gelombang cahaya itu bergerak dari satu jenis medium ke medium yang lain cepat rambat gelombang cahaya akan berubah, maka gelombang cahaya yang merambat akan mengalami pembelokan atau pembiasan.
Contoh : tongkat yang terlihat patah jika sebagian dicelupkan dalam air, benda-benda dalam air terlihat lebih dekat ke permukaan, kolam renang yang terlihat lebih dangkal, dll.
• Kecepatan cahaya di ruang hampa = 3 x 108 m/s. Kecepatan/kelajuan cahaya akan berkurang jika cahaya merambat melalui medium. Dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat kelajuan cahaya semakin berkurang (kelajuan cahaya di udara > air > kaca).
• Pembiasan cahaya : pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh perubahan kelajuan pada saat gelombang cahaya itu merambat dari satu medium ke medium yang lain.
• Perhatikan gambar berikut ini :
A. Sinar datang dari medium renggang ke medium rapat, akan dibiaskan mendekati garis normal.
• Kelajuan cahaya menjadi lambat dan dibiaskan mendekati garis normal pada saat menuju medium lebih rapat (gambar A).
• Kelajuan cahaya bertambah saat cahaya menuju ke medium kurang rapat dan dibiaskan menjauhi garis normal (gambar B).
• Sinar datang dari udara dibiaskan/dibelokkan dalam kaca mandekati garis normal (cahaya merambat dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat). Sinar bias dalam kaca yang merambat menuju ke udara dibiaskan/dibelokkan lagi menjauhi garis normal (cahaya merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat)
Indeks Bias
• Setiap medium mempunyai suatu indeks bias tertentu, yang merupakan suatu ukuran seberapa besar suatu bahan membiaskan cahaya.
• Menurut Christian Huygeus :
Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan cahaya di dalam suatu zat yang dilalui cahaya itu.
• Kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar dari pada di medium yang lain, maka indeks bias zat selain di udara selalu lebih besar daripada satu (1). Semakin besar indeks bias suatu zat, semakin besar cahaya dibelokkan oleh zat itu.
• Seorang ilmuwan Belanda Snellius menyatakan bahwa (dikenal sebagai Hukum Snellius) :
“ Perbandingan proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias pada perambatan cahaya dari satu medium ke medium lain merupakan bilangan tetap “
Nilai perbandingan tersebut dikenal dengan nama : Indeks bias.
Secara sistematik dituliskan sebagai berikut :
• Melukis sinar bias dengan menggunakan hukum Snellius :
Hukum Pembiasan
• Dari lukisan pembiasan tersebut disimpulkan bahwa Hukum Pembiasan berbunyi:
1. Jika sinar merambat dari zat optic kurang rapat ke zat optic lebih rapat, maka sinar dibiaskan mendekati garis normal.
2. Jika sinar merambat dari zat optic lebih rapat ke zat optic kurang rapat, maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal.
3. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
• Besarnya pembiasan juga bergantung pada panjang gelombang cahaya. Panjang gelombang pada spektrum cahaya tampak bervareasi, dari yang terpanjang berturut-turut adalah : merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih besar, maka warna ungu dibelokkan paling besar dan warna merah dibelokkan paling kecil.
Dispersi Cahaya
• Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spectrum.
Contoh : pelangi, pembiasan cahaya putih oleh prisma segitiga.
• Seperti prisma titik-titik hujan juga membiaskan cahaya sehingga terbentuk pelangi
Menurut Isac Newton cahaya putih mengandung tujuh warna pelangi : Mi, Ji, Ku, Hi, Bi, Ni, U (merah, jingga, kuning, hijau, Biru, nila, ungu).
Benda-benda Gelap
• Berdasarkan kemampuan memancarkan cahaya benda-benda di alam dibedakan menjadi : sumber cahaya dan benda gelap.
• Sumber cahaya :benda-benda yang memancarkan cahaya sendiri. Contoh : matahari, bintang-bintang, lampu, api, dll.
• Benda gelap : benda-benda yang tidak memancarkan cahaya sendiri.
Berdasarkan kemampuannya untuh dapat dilewati cahaya, benda gelap dibedakan :
1.Benda tidak tembus cahaya (Opaque): benda-benda yang menghalangi cahaya yang melewatinya. Contoh : batu, kayu, besi, dan sebagian besar dari tubuh kita, dll.
2. Benda bening (transparan) :benda-benda yang mudah dilewati cahaya.
Contoh : air, udara, kaca, plastic bening dll.
3. Benda tembus cahaya (translusens) : benda-benda yang membiarkan sebagian cahaya melewatinya dan menyebarkan sebagian cahaya yang lain.
Contoh : korden, kain, beberapa jenis plastik, dll.
SOAL LATIHAN
1. Lukislah sinar yang merambat dari udara ke air. Indeks bias air = 4/3
2. Indeks bias suatu medium besarnya 5/3. Bagaimanakah lintasan sinar yang merambat dari udara masuk ke dalam medium itu?
3. Tuliskan bunyi hukum pemantulan!
4. Saat cahaya merambat dari udara ke kaca bagaimanakah cahaya itu dibiaskan!
5. Apakah yang dimaksud dengan indeks bias?
6. Pada spectrum cahaya tampak, warna apakah yang dibiaskan terbesar? Dan warna apakah yang dibiaskan terkecil?
7. Jelaskan bagaimana bayang-bayang dapat terbentuk!
8. Mengapa bayang-nayang di air yang tenang lebih jelas daripada di air yang bergelombang?
9. Mengapa benda-benda di dalam rumah masih dapat terlihat jelas walaupun tidak mendapat cahaya matahari secara langsung?
10. Apakah yang menyebabkan terjadinya pelangi?
Tidak ada komentar:
Posting Komentar