Selasa, 24 Januari 2012

Cahaya


CAHAYA DAN ALAT OPTIK
A.   PENGERTIAN CAHAYA

Menurut :
1.      Isaac Newton menyatakan bahwa cahaya adalah partikel-partikel kecil yang disebut korpuskel. Bila suatu sumber cahaya memancarkan cahaya maka partikel-partikel tersebut akan mengenai mata dan menimbulkan kesan akan benda tersebut.
2.     Huygens, menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang, karena sifat-sifat cahaya mirip dengan sifat-sifat gelombang bunyi.  Perbedaan antara gelombang cahaya dan gelombang bunyi terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya.
3.      Maxwell menyatakan bahwa sesungguhnya cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya, yaitu sebesar 3 × 108 m/s. Gelombang elektromagnetik tercipta dari perpaduan antara kuat medan listrik dan kuat medan magnet yang saling tegak lurus. Gelombang elektromagnetik juga termasuk gelombang transversal, yang ditunjukkan dengan peristiwa polarisasi.
4. Berdasarkan penelitian-penelitian lebih lanjut, cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik yang dalam kondisi tertentu dapat berkelakuan seperti suatu partikel. Sebagai sebuah gelombang, cahaya dapat dipantulkan dan dibiaskan, serta mengalami polarisasi dan interferensi.
Proses mata meihat benda adalah cahaya dihasilkan oleh benda atau cahaya dipabtulkan oleh benda menuju ke mata kita sehingga cahaya dapat masuk ke mata dan mengenai sensor cahjaya dan dikirim ke otak kita.
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena dapat merambat tanpa adanya medium (zat perantara) dengan panjang gelombang antara 400 – 600 nm.
Cahaya Tampak  adalah bagian dari spektrum cahaya yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Cahaya  tak Tampak adalah bagian dari spektrum cahaya yang tidak dapat ditangkap oleh mata manusia.
B.     Sifat – sifat Cahaya

1.      Cahaya merambat lurus
2.      Memiliki arah rambatan tegak lurus dengan arah getaran
3.      Memiliki energi
4.      Dapat dipancarkan dalam bentuk radiasi
5.      Dapat dipantulkan
6.      Dapat dibiaskan
7.      Dapat di dispersi (diuraikan)

C.    Bayangan Umbra dan Penumbra
Karena cahaya merambat lurus, dan mengenai benda, maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap. Ruang gelap di belakang benda yang terkena cahaya disebut bayang-bayang. Bayangan – bayangan terdiri dari dua bagian :

1.     Umbra  yaitu bagian bayang-bayang yang sangat gelap karena cahaya terhalang seluruhnya.
2.      Penumbra yaitu daerah di luar umbra dan tampak kabur karena masih menerima sebagian cahaya.

D.    Klasifikasi Benda berdasarkan daya tembus cahaya
Berdasarkan daya tembus terhadap cahaya, benda digolongkan menjadi:
1.      Benda bening :
benda yang meneruskan semua cahaya yang mengenainya, misalkan kaca
2.      Benda tembus cahaya :
benda yang meneruskan sebagian  cahaya yang mengenainya, misalkan kertas tipis
3.      Benda tidak tembus cahaya : 
benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang mengenainya misalkan kayu

E.   Pemantulan Cahaya

Jenis Pemantulan cahaya :

1.     Pemantulan baur  terjadi pada permukaan pantul yang tidak rata, misalnya dinding dan kayu. Ketika cahaya mengenai permukaan pantul yang tidak rata maka cahaya tersebut dipantulkan dengan arah yang tidak beraturan, keuntungan bagi kita :
a.    Tempat yang tidak terkena cahaya secara langsung masih terlihat terang. 
b.      Berkas cahaya pantulnya tidak menyilaukan.

2.      Pemantulan teratur terjadi pada permukaan pantul yang mendatar atau rata. Ketika seberkas cahaya mengenai permukaan pantul yang rata, seluruh cahaya yang datang akan dipantulkan dengan arah yang teratur.Pemantulan teratur bersifat menyilaukan, namun ukuran bayangan yang terbentuk sesuai dengan ukuran benda. Pemantulan teratur biasa terjadi pada cermin.

Cermin merupakan alat yang dapat memantulkan hampir seluruh cahaya yang mengenainya. Cermin ada tiga macam, yaitu cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung.

Hukum Pemantulan snellius; yang berbunyi :
1.      Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2.      Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (p)



Berdasarkan pemantulan cahaya bayangan dibedakan menjadi :
1.      Bayangan Nyata : bayangan yang terjadi karena perpotongan sinar – sinar pantul. Bayangan nyata tidak dapat dilihat langsung oleh mata tetapi dapat ditangkap oleh layar.
2.      Bayangan Maya : bayangan yang terjadi karena perpotongan perpanjangan sinar – sinar pantul. Bayangan maya dapat dilihat langsung oleh mata dan tidak dapat di tangkap oleh layar.

F.     Sifat Bayangan yang terbentuk pada Cermin datar
a.       Maya,
b.      Tegak,
c.       Sama Besar,
d.      Jarak benda dengan cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin,
e.       Menghadap terbalik dengan bendanya.

Jumlah bayangan yang terbentuk apabila benda berada di depan dua buah cermin yang membentuk sudut α  dapat kita hitung dengan persamaan:



G.    Pemantulan cahaya pada cermin Lengkung.
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya lengkung. Ada dua jenis cermin lengkung yaitu :
a.       Cermin cekung : permukaan yang memantulkan cahaya bagian dalamnya. Bersifat mengumpulkan sinar yang datang padanya (Konvergen). Sinar pantul yang berpotongan pada satu titik disebut fokus.

Sinar – sinar istimewa pada cermin cekung
1.      Sinar datang sejajar dengan sumbu utama di pantulkan melalui fokus.

2.      Sinar datang melalui fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.


3.      Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan akan dipantulkan melalui titik pusat cermin

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah garis yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dengan titik fokus.

Untuk membentuk bayangan sebuah benda cukup menggunakan dua buah sinar istimewa.




Sifat – Sifat Bayangan pada cermin Cekung.
1.      Jika benda berada di ruang I, maka bayangan berada di ruang IV. Sifat bayangannya adalah maya, tegak, dan diperbesar.
2.      Jika benda berada di ruang II, maka bayangan berada di ruang III. Sifat bayangannnya adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
3.      Jika benda berada di ruang III, maka bayangan berada di ruang II. Sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, dan diperkecil
4.      Jika benda berada tepat di pusat kelengkungan cermin (M), maka bayangan berada di ruang II. Sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, dan sama besar.
5.      Jika benda tepat di fokus (f), maka tidak terbentuk bayangan bayangan.

Kegunaan cermin Cekung.
1.      Kaca rias
Cermin cekung dengan fokus yang besar dapat dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar.
2.      Parabola
Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena sifatnya yang mengumpulkan gelombang
3.      Teropong
Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler

b.      Cermin cembung : permukaan yang memantulkan cahaya bagian luarnya. Bersifat menyebarkan sinar yang datang padanya (Divergen). Oleh karena itu jari – jari kelengkungan cermin negatif.

Sinar – sinar istimewa pada cermin cembung
1.      Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus





2.      Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

3.      Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan akan dipantulkan seolah-olah datang dari titik pusat cermin


Untuk membentuk bayangan sebuah benda cukup menggunakan dua buah sinar istimewa.


Sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin cembung untuk benda yang berada di depan cermin adalah Maya, Tegak, diperkecil.

Cermin cembung digunakan untuk :
1.      Kaca Spion Mobil/Motor
2.      Kaca pantul di persimpangan jalan
3.      kaca pengintai pada supermarket

H.    Pembiasan cahaya
Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air. 

Bunyi


Bunyi
SUMBER BUNYI :
Sesuatu benda yang bergetar dan menimbulkan bunyi.

Gelombang Bunyi dapat terjadi bila :
1.      Ada sumber bunyi
2.      Ada medium
3.      Ada pendengar

Kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh :
1.      Amplitudo
Makin besar Amplitudo gelombang bunyi, makin kuat bunyi yang terdengar dan sebaliknya.
2.      Jarak ke sumber bunyi
Makin dekat jarak sumber bunyi maka bunyi makin terdengar lebih kuat, dan sebaliknya.

Cepat rambat bunyi ialah jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi dalam setiap 1 detik. Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh :
1.      Suhu zat antara bunyi
2.      Jenis zat antara bunyi

Macam macam bunyi :
1.      Nada
2.      Desah
3.      Dentum

Resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu benda karena adanya sumber getar. Resonansi terjadi bila frekuensi sumber getar sama dengan frekuensi benda.

Hukum pemantulan bunyi
1.      Bunyi datang, bunyi pantul dan garis normal terletak dalam satu bidang
2.      Sudut datang sama dengan sudut pantul

Manfaat pemantulan bunyi
1.      Mengukur kedalaman laut
2.      Untuk pengeras suara
3.      Untuk alat – alat kedokteran

Macam – macam bunyi pantul
1.      Bunyi pantul yang diperkuat bunyi aslinya
2.      Gaung atau kerdam
3.      Gema.