cahaya

A. Pengertian Cahaya

Cahaya 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. 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.

c) Berkas cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.

B. Sifat-Sifat Cahaya

1. Cahaya dapat merambat lurus

Perlu kalian ketahui bahwa sinat lampu, sinar matahari, sinar bulan, dan sinar lilin merupakan sumber cahaya. Cahaya yang dihasilkan tersebut akan merambat lurus. Oleh karena sifatnya ini, maka banyak manusia yang memanfaatkannya untuk kehidupan sehari-hari misalnya adalah lampu senter dan lampu kendaraan bermotor.

2. Cahaya dapat dipantulkan.

Apabila suatu benda terkena cahaya, maka cahaya tersebut akan dipantulkan. Ada dua jenis pemantulan yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. Apabila cahaya mengenai permukan yang tidak rata atau kasar maka akan terjadi pemantulan baur yang sinar pantulnya tidak beraturan.

Sedangkan apabila cahaya mengenai benda yang permukaannya rata, licin, mengkilap dihasilkan pemantulan teratur, memiliki arah pantulan yang teratur. Contoh bahwa cahaya dapat dipantulkan adalah cermin.

3. Cahaya dapat menembus benda bening.

Berdasarkan dapat tidaknya ditembus oleh cahaya, benda-benda dapat dibedakan menjadi dua yaitu benda gelap dan benda bening.

Contohnya adalah kaca, bukan cermin.

4. Cahaya dapat dibiaskan.

Perlu diketahui bahwa apabila cahaya merambat melalui du zat yang berbeda kerapatannya, maka cahaya tersebut akan dibelokkan.eristiwa pembelokan cahaya setelah melewati media rambatan yang berbeda itulah yang disebut dengan pembiasan.

Contoh pensil dimasukkan ke dalam gelas.

5. Cahaya dapat diuraikan.

Dispersi merupakan penguraian cahaya putih menjadi berbagai macam cahaya berwarna. Cahaya matahari yang kita lihat berwana putih, padahal sebenarnya cahaya matahari terseusun atas banyak cahaya berwarna. Cahaya matahari diuraikan oleh titik-titik air di awan sehingga terbentuk pelangi.

Warna pelangi terbentuk dari warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

C. Pemantulan Cahaya

Jenis-jenis pemantulan cahaya

Berdasarkan keadaan permukaannya, pemantulan cahaya dibagi menjadi 2, yaitu pemantulan difus dan pemantulan teratur.

pemantulan difus dan pemantulan teratur

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.

D. CERMIN

Cermin 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.

Pemantulan pada Cermin Datar

Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar

a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

b. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Pernyataan Snellius tersebut dikenal dengan hukum pemantulan cahaya (sinar).

Sifat bayangan pada Cermin Datar

Sifat bayangan cermin datar sebagai seperti gambar berikut.

Sifat bayangan cermin datar bersifat maya karena bayangan tersebut diperoleh dari hasil perpotongan perpanjangan sinarpantul. Bayangan yang terbentuk oleh cermin datar juga bersifat tegak dan sama besar karena bayangan yang dibentuk sama persis letak dan ukurannya dengan letak dan ukuran benda.

Pembentukkan bayangan pada cermin datar yang membentuk sudut tertentu akan berbeda seperti terlihat pada foto di bawah ini, bayangan yang terbentuk bisa banyak sekali tergantung sudut yang dibentuk semakin kecil sudutnya semakin banyak bayangnnya.

Cahaya (Materi Fisika Lengkap)

Foto bayangan yang dibentuk oleh cermin yang membentuk sudut tertentu

Banyak bayangan yang terbentuk antara dua cermin dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

n= 360/α

n : banyaknya bayangan yang terbentuk

α : sudut yang diapit oleh kedua cermin

Pemantulan pada cermin cekung

Cermin cekung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke dalam. contohnya dalah ketika kita melihat cermin pada lengkungan dalam senter.

Di bawah ini digambarkan cermin cekung akan mengumpulkan sinar pantul (konvergen).

 

Cermin cekung memiliki sifat-sifat sebagai berikut.

a. Cermin cekung akan memantulkan sinar-sinar sejajar menuju titik fokusnya.

b. Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya atau disebut konvergen.

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dapt di artikan sebagai berikut :

a. sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,

b. sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama, dan

c. sinar datang yang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui

jalan semula.

Pembagian ruang pada cermin cekung :

a. Ruang I : ruang antara cermin dengan F (F = titik fokus)

b. Ruang II : ruang antara F dengan C (C = pusat kelengkungan)

c. Ruang III : ruang diluar titik C

d. Ruang IV : ruang di belakang cermin

Sifa-sifat bayangan yang dibentuk pada cermin cekung adalah sebagai berikut :

1. Benda berada Di Ruang I

Sifat bayangan :  maya, tegak, diperbesar

2. Benda berada Di Ruang II

Sifat bayangan : Nyata, terbalik, diperbesar

3. Benda berada Di Ruang III

Sifat bayangan : nyata, terbalik, diperkecil

4. Benda tepat berada di pusat kelengkungan

Sifat bayangan : nyata, terbalik, sama besar.

Pemantulan pada Cermin Cembung

Cermin cembung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke luar.

Sifat Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

Sifat cermin cembung

a. Berkas sinar yang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

b. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya atau disebut divergen.

Sinar istimewa pada cermin cembung

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung dapat dituliskan sebagai berikut :

Sinar istimewa cerming cembung

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal darititik fokus.

b. Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

c. Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui sinar datang.

Bayangan pada Cermin Cembung

bayangan yang terbentuk pada cermin cembung adalah sebagai berikut :

Sifat bayangan pada cermin cembung

Sifat bayangan : Maya, Tegak, Diperkecil

Rumus atau Persamaan Cermin Cekung dan Cembung

Hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, jarak fokus cermin dan jari-jari kelengkungan cermin lengkung adalah sebagai berikut :

Keterangan :

f = jarak fokus (titik api) cermin (cm)

So = jarak benda dari cermin (cm)

Si = jarak bayangan dari cermin (cm)

R = jari-jari kelengkungan cermin (cm)

M = perbesaran bayangan (kali)

ho = tinggi benda (cm)

hi = tinggi bayangan (cm)

Sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cekung juga dapat ditentukan dengan cara berikut.

a. Jika s' bernilai (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik, namun jika s' bernilai (-) maka bayangan bersifat maya dan tegak.

b. Jika M > 1 maka bayangan diperbesar. Jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Jika M < 1 maka bayangan diperkecil.

Persamaan yang berlaku pada cermin cembung juga sama dengan persamaan pada cermin cekung. Perbedaan persamaan cermin cekung dan cermin cembung terletak pada nilai fokus kedua cermin. Fokus cermin cekung bernilai positif (+), sedangkan fokus cermin cembung bernilai negatif (-).

http://www.artikelmateri.com/2016/02/cahaya-adalah-pengertian-sifat-pemantulan-cermin-cekung-cembung.html

1. Pada lampu senter, bola lampu kecil diletakkan di titik fokus cermin cekung. Hal ini dimaksudkan agar sinar yang terpantul adalah....

A. berkumpul di satu titik
B. sejajar ke tempat yang jauh
C. menyebar ke segala arah
D. membentuk bayangan nyata, diperkecil

Pembahasan

Salah satu sinar istimewa cermin cekung adalah sinar yang datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Jawaban B benar.

2. Perhatikan gambar berikut!



Berdasarkan data yang tampak pada gambar, jarak fokus lensa tersebut adalah....
A. 4,5 cm
B. 7,5 cm
C. 10 cm
D. 12 cm

Pembahasan

Data Soal : S = 20 cm, S' = 30 cm , ditanyakan f  = ....?\\
Rumus Lensa
¹/_f = ¹/_S + ¹/_S'
¹/_f = ¹/₂₀ + ¹/₃₀
¹/_f = ³/₆₀ + ²/₆₀
¹/_f = ⁵/₆₀ 
f = ⁶⁰/₅ = 12 cm 

3.  Sifat bayangan pada kaca spion sepeda motor yang terbuat dari cermin cembung adalah.....
A. nyata, tegak, diperkecil
B. nyata, terbalik, diperkecil
C. maya, terbalik, diperkecil
D. maya, tegak , diperkecil

Pembahasan

Agar bayangan kendaraan dibelakang motor selalu maya (sehingga bayangan selalu kelihatan di kaca spion), tegak dan diperkecil maka harus digunakan cermin cembung. Jika digunakan cermin cekung maka sifat bayangan akan bervariasi, kadang maya kadnag nyata,  dan saat  terjadi bayangan yang bersifat nyata (tidak kelihatan di cermin) maka akan berbahaya bagi pengemudi motor, karena tidak melihat kehadiran kendaraan lain di belakangnya.

4. Sebuah lensa cembung memiliki jarak titik fokus 15 cm. Sebuah benda diletakkan 20 cm di depan lensa. Jarak bayangan dan sifat bayangan yang terjadi adalah.....
A. 60 cm, nyata terbalik
B. 60 cm, maya tegak
C. 30 cm, nyata tegak
D. 30 cm, maya terbalik

Pembahasan

Data dari soal : f  = 15 cm, S = 20 cm. Cari jarak bayangan terlebih dahulu:

¹/_S' = ¹/_f  -  ¹/_S'
¹/_S' = ¹/₁₅ -  ¹/₂₀

¹/_S' = ⁴/₆₀ -  ³/₆₀
¹/_S' = ¹/₆₀
S' =  ⁶⁰/₁  = 60 cm
Bayangan nilainya positif, sehingga bersifat nyata, dan jika nyata, maka bayangannya terbalik.

5. Sebuah benda diletakkan di depan cermin cembung sejauh 20 cm yang jarak fokusnya 30 cm. Letak dan sifat bayangan yang dibentuk cermin tersebut adalah....
A. 60 cm di depan cermin, maya, tegak
B. 60 cm di belakang cermin, nyata, tegak
C. 60 cm di depan cermin, nyata, tegak
D. 12 cm di belakang cermin, maya, tegak
E. 12 cm di depan cermin, nyata, tegak

Pembahasan
Data soal:
Cermin cembung.
f = − 30 cm
s = 20 cm

Menemukan jarak bayangan dulu beserta tandanya: 

 

atau 
 

s' bertanda negatif, sehingga maya, tegak. Jaraknya 12 cm di belakang cermin. Jawaban D.

6. Benda setinggi 3 cm diletakkan pada jarak 10 cm di depan cermin cekung yang berjari-jari kelengkungan 10 cm. Sifat bayangan benda adalah.....
A. nyata, terbalik, setinggi 3 cm
B. nyata, terbalik, diperbesar
C. nyata, terbalik, diperkecil
D. maya, tegak, setinggi 3 cm
E. maya, tegak, diperbesar

Pembahasan
Data:
s = 10 cm
R = 10 cm
f = 5 cm
Sifat bayangan............

Benda yang diletakkan pada titik pusat cermin cekung akan menghasilkan bayangan yang letaknya di titik pusat kelengkungan cermin juga dengan sifat nyata, terbalik dan sama besar. Sehingga tinggi bayangan benda tetap 3 cm.

Jawaban: A. nyata, terbalik, setinggi 3 cm

7. Benda setinggi h diletakkan pada jarak 4,125 cm di depan cermin cekung yang berjari-jari kelengkungan 14,5 cm. Sifat bayangan benda adalah.....
A. nyata, tegak, setinggi h
B. nyata, terbalik, diperbesar
C. nyata, tegak, diperkecil
D. maya, tegak, setinggi h
E. maya, tegak, diperbesar

Pembahasan
f = 1/2(14,5) = 7,25 cm
s = 4,125 cm

Terlihat bahwa benda di ruang I, bayangan berada di ruang IV, sehingga sifat bayangannya maya, tegak, diperbesar. Jawaban E.

8. Jika benda nyata diletakkan pada jarak lebih kecil dari f di depan cermin cekung, bayangan yang terjadi bersifat...
A. maya, tegak, diperbesar
B. maya, terbalik, diperbesar
C. maya, terbalik, diperkecil
D. nyata, tegak, diperkecil
E. nyata, terbalik, diperkecil