Buku Yang Digunakan1. Judul buku :Fisika Untuk SMA kelas X

Pengarang :Kanginan Marthen

Penerbit : Erlangga.

Tahun terbit : 2006

Kurikulum : KTSP

2.Judul buku :Fisika untuk SMA kelas 1 sem 2

Pengarang : Kamajaya

Penerbit : Grafindo Media Pratama

Tahun terbit :2004

Kurikulum : KBK 2004

3.Judul buku : Fisika Bilingual untuk SMA/MA kelas X sem 1 & 2

Pengarang :Sunardi dan E.I. Irawan

Penerbit : Yrama Widya

Tahun terbit :2007

Kurikulum :KTSP

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

Marthen Kanginan Kamajaya Sunardi & Etsa Indra

Irawan

•Menganalisis alat-alat

optik secara kuantitatif

•Menerapkan alat-alat

optik dalam kehidupan

sehari-hari

•Menganalisis sifat- sifat

cahaya

•Memformulasikan

besaran – besaran fisika

tentang gelombang

elektromagnetik secara

kualitatif.

Marthen Kanginan Kamajaya Sunardi & Etsa Indra

Irawan

Menerapkan prinsip

kerja alat-alat optik

Menerapkan konsep

dan prinsip gejala

gelombang dan optika

dalam menyelesaikan

masalah.

Marthen kanginan Kamajaya Sunardi & Etsa Indra Irawan

•Optika Geometris

A. Pemantulan cahaya

1. Jenis&Hukum

pemantulan

2. Pemantulan pada

cermin datar

3. Pemantulan pada

cermin lengkung

4. Pemantulan pada

cermin cekung

5. Pemantulan pada

cermin cekung

B. Pembiasan cahaya

1. Konsep dasar

pembiasan cahaya

2. Pemantulan

sempurna

3. Pembiasan cahaya

pada lensa

•Hakikat Cahaya

A. Perkembangan

Teori Cahaya

1. Teori partikel

2. Teori

gelombang

3. Teori

elektromagneti

k

4. Teori kuantum

B. Sifat – sifat

Cahaya

1. Pemantulan

cahaya

-Pemantulan

pada cermin

datar

-Pemantulan

pada cermin sferik

•Optika

A. Sifat Dasar Cahaya1. Pancaran cahaya

2. Gelombang elektromagnetik

3. Foton

4. Interaksi cahaya dengan bahan

5. Interferensi,difraksi,dan polarisasi

6. Perkembangan teori-teori

cahaya

B. Pemantulan cahaya1. Berkas cahaya

2. Jenis-jenis pemantulan cahaya

3. Hukum pemantulan cahaya

4. Pemantulan pada cermin datar

5. Pemantulan pada cermin

lengkung

C. Pembiasan Cahaya1. Pengertian pembiasan cahaya

2. Hukum pembiasan(Hukum

Snellius)

3. Indeks Bias

4. Pemantulan total

5. Pembiasan cahaya pada Kaca

Planparalel

Marthen Kanginan Kamajaya Sunardi & Etsa Indra

Irawan

4. Peralatan optik

5. Mata

6. Kamera

7. Lup

8. Mikroskop

9. Teropong

2. Pembiasan

cahaya

- Pembiasan

cahaya pada

prisma segitiga

- Pembiasan

cahaya pada lensa

sederhana

- Difraksi cahaya

- Polarisasi

6. Pembiasan cahaya pada

prisma

7. Pembiasan cahaya pada

bidang lengkung

8. Pembiasan cahaya pada

lensa

D. Alat –alat optik

1. Mata

2. Kamera

3. Lup

4. Mikroskop

5. Teropong

6. Spektrum gelombang

elektromagnetik

A. Sifat dasar cahayaDalam pengertian umum cahaya merupakan bagian dari

spektrum gelombang elektromagnetik yang menghasilkan sensasipenglihatan.

Pancaran cahaya yang dipancarkan oleh elektron-elektronpada atom mempunyai energy tertentu dan tergantung orbit electron tersebut. Sifat cahaya yang dipancarkan oleh sebuahatom disebut dengan spektrum atom.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dalam berbagai panjang gelombang dan frekuensi. Cahaya yang terdiri dari beberapa panjang gelombang danfrekuensi tersebut dinamakan cahaya polikromatik,salah satucontohnya adalah cahaya matahari. Hubungan panjanggelombang dan frekuensi dinyatakan dalam :

Dengan

v= laju cahaya (m/s)

λ=panjang gelombang (m)

f=frekuensi (Hz)

FotonFoton merupakan paket-paket energi cahaya atau energi yang

dibangkitkan oleh gerakan muatan-muatan listrik (radiasielektromagnetik). Foton bergerak pada kecepatan cahaya yaitu sekitar300.000 km/s. Energy sebuah foton adalah :

Dengan:

E=energy foton (J)

h=konstanta planck(6,63 x 1034 J/s)

f=frekuensi (Hz)

Interaksi cahaya dengan bahanJika seberkas cahaya mengenai sebuah bahan maka akan

menyebabkan elektron-elektron bahan tersebut bergetar . kekuatangetaran elektron-elektron bahan tersebut tergantung pada frekuensicahaya dan struktur atom bahan cahaya yang membentuk suatu bahanakan diteruskan, dipantulkan, atau diserap oleh bahan. Sesuai denganhal tersebut maka bahan-bahan dapat dibedakan menjadi bahantembus cahaya,bahan tak tembus cahaya dan bahan buram.

Udara, lensa air dan berbagai jenis plastik

merupakan contoh-contoh bahan tembus

cahaya.

Bahan tak tembus cahaya, contohnya adalah

cermin.

Bahan buram merupakan bahan-bahan yang

memungkinkan untuk dilewati cahaya, tetapi

menyebar sehingga benda-benda pada sisi yang

lain tidak dapat dilihat dengan jelas.

Interferensi,difraksi dan polarisasiInterferensi

Interferensi adalah sebuah

peristiwa yang terjadi ketika

dua buah gelombang bertemu

pada saat bergerak dalam

medium yang sama.

Karena cahaya merupakan

gelombang, maka cahaya dapat

mengalami interferensi. Interferensi

dibedakan menjadi : interferensi destruktif

dan konstruktif.

Difraksi

Ketika cahaya menemui sebuah penghalang dalam

lintasannya maka penghalang akan menghalangi cahaya dan

cenderung menyebabkan pembentukan sebuah bayangan pada

daerah dibelakang penghalang. Jika pada penghalang dibuat

lubang (dibuat celah-celah) maka cahaya akan melalui lubang

tersebut dan menghasilkan pola gelap terang(pola difraksi). Peristiwa

memancarnya cahaya melalui celah sempit ini dinamakan difraksi.

Polarisasi Berdasarkan arah getarannya ,

maka cahaya dikategorikan dalam

gelombang transversal. Sebuah

gelombang cahaya yang bergetar

dalam berbagai bidang disebut cahaya

tak terpolarisasi. Contoh-contoh cahaya

tak terpolarisasi adalah cahaya yang dipancarkan oleh matahari

,lampu dan lilin menyala.

Cahaya tak terpolarisasi dapat diubah menjadi cahayapolarisasi yaitu gelombang cahaya yang getarannya terjadi

pada satu bidang. Proses pengubahan cahaya tak terpolarisasi

menjadi cahaya polarisasi disebut polarisasi.

Polarisasi dapat terjadi dengan cara

transmisi,pemantulan,pembiasan dan hamburan yang umumnyamenggunakan Polaroid sebagai filter.

a. Teori Impuls CahayaTeori impuls cahaya diajukan oleh seorang filosof, ahli sains

dan matematikawan Prancis bernama Rene Descartes. Iamengajukkan teori cahaya dan menyatakan bahwa cahayamerupakan suatu impuls yang merambat dengan cepat darisuatu tempat ke tempat lain.

b. Teori KopuskulerTeori ini dijukan oleh ahli fisika dan matematikawan Sir Isaac

Newton. Dalam teorinya menyatakan bahwa sumber-sumbercahaya memancarkan elemen-elemen sangat halus yang mengenai mata kita sehingga memberikan kesan cahaya. Teoriini juga menyatakan bahwa laju cahaya semakin cepat ketikamemasuki medium yang rapat ,hal ini karena mendapatkantarikan gravitasi lebih besar.

c. Teori gelombangTeori gelombang diajukan oleh seorang ahli astronomi,

matematikawan dan ahli fisika Christian Huygens. Menurutnya di

dalam sumber cahaya terdapat sesuatu yang bergetar dangetaran tersebut merambat ke mata kita sebagai gelombang.

Karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa ,maka

menurut Huygens medium untuk cahaya bukan udara.

Seorang ilmuwan Inggris Thomas Young dan ilmuwan Prancis

Augustin Jean Fresnel berhasil mengembangkan teorigelombang cahaya Huygens. Young dan Fresnel menyatakan

perbedaaan antara partikel dan gelombang yaitu ketika dua

buah atau lebih gelombang berpadu dalam medium yang

sama,maka gelombang-gelombang tersebut dapat saling

menguatkan atau saling meniadakan perpindahan partikel-partikel pada berbagai tempat dalam medium.

d. Teori gelombang elektromagnetik

Teori gelombang elektromagnetik diajukan oleh James Clerk Maxwell. Ia menyatakan bahwa cahaya merupakanelektromagnetik yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Maxwell berhasil menunjukkan bahwa cahaya tampak merupakanbagian dari spectrum elektromagnetik dan dia juga berhasilmemprediksi kelajuan cahaya dengan menggunakan persamaan :

Dengan

c = laju cahaya(gelombang elektromagnetik)

=permeabilitas vakum

=permitivitas vakum

e. Teori kuantum

Pelopor teori kuantum adalah Max planck dan Einstein. Teori inimenyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai sebuahgelombang maupun partikel. Hal ini berdasarkan gagasan max Planck bahwa cahaya terdiri dari paket-paket energi yang disebutfoton.

1. Berkas Cahaya

Dalam sebuah medium yang serba sama cahaya merambat secaralurus dan garis-garis lurus tempat cahaya itu merambat disebut sinarcahaya. Pada dasarnya sinar merupakan garis yang tegak lurus denganmuka gelombang (cahaya).

Jika dalam suatu medium terdapat lebih dari satu sinar cahayamaka sinar-sinar tersebut disebut berkas cahaya. Berkas cahayadibedakan menjadi berkas cahaya sejajar menyebar dan mengumpul.

2. Pemantulan Cahaya

Pada abad ke – 17, Willebrod Snellius(1591-1626), seorang ahlimatematika berkebangsaan Belanda, mengadakan penelitian tentangpemantulan cahaya dan berhasil menemukan sebuah hukum yang dikenal sebagai hukum pemantulan atau hukum Snellius . menuruthukum Snellius :

Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal (N) berpotongan pada satutitik dan terletak pada satu bidang datar.

Sudut datang (i) besarnya sama dengan sudut pantul (r).

Perhatikan Animasi berikut !!!

Pemantulan cahaya oleh permukaan-permukaan

halus seperti cermin datar disebut pemantulan teratur

(specular reflection). Pemantulan cahaya oleh

permukaan-permukaan kasar seperti kertas ini disebut

pemantulan baur atau pemantulan difus(diffuse

reflection).

Pemantulan pada cermin datar

Coba perhatikan anak dalam gambar. Anak tersebut berdiri didepancermin datar, lalu melihat bayangannya di cermin. Ia dapat memperhatikan bahwa bayangannyasama besar dengannya dan jarak bayangannyaterhadap cermin sama dengan jarak anak tersebut terhadap cermin.

Perhatikan pula bahwa cermin datarmembalikkan tangan kanan anda seolah – olahmenjadi tangan kiri.

Dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat

bayangan dari benda yang terletak di

depan cermin datar yaitu :

Maya (terletak di belakang cermin )

Tegak dan menghadap berlawanan arah

terhadap bendanya

Sama besar dengan bendanya

Jarak bayangan terhadap cermin (s’) sama

dengan jarak benda terhadap cermin (s)

Perhatikan Animasi berikut !!!

Pada Gambar, ditunjukkan lukisan pembentukan bayangan

benda berbentuk garis. Disini benda garis(misalnya lilin)

memiliki 2 ujung, yaitu titik A dan titik B. Langkah- langkah untuk melukis bayangan adalah sebagai berikut.

Pertama, lukis dahulu bayangan titik A sehingga dihasilkan

bayangan A1. kedua, lukis bayangan B sehingga dihasilkan

bayangan B1. akhirnya bayangan lilin AB adalah A1B1 dan dilukis dengan garis putus – putus karena merupakan

bayangan maya.

Ada dua jenis cermin lengkung sederhana,yaitu

cermin silinder dan cermin bola.Bentuk

penampang lintang cermin cekung (bola) dan

cermin cembung. Hukum pemantulan berlaku

untuk cermin lengkung, garis normal adalah

garis yang menghubungkan titik pusat lengkung

cermin M dan titik jatuhnya sinar. Jadi, garis

normal pada cermin lengkung berubah-ubah,

bergantung pada titik jatuh sinar.

Dalil esbach

Dalil esbach merupakan sebuah dalil

yang berguna untuk menentukan sifat

bayangan yang terbentuk dari peristiwa

pemantulan cahaya pada cermin

lengkung,khususnya pada cermin

cekung. Esbach membagi daerah

disekitar cermin menjadi 4 ruang seperti

pada gambar

Untuk lensa, nomor ruang untuk benda dan nomor ruang untuk bayangan

dibedakan. Nomor ruang untuk benda menggunakan angka Romawi (I, II,

III, dan IV), sedangkan untuk ruang bayangan menggunakan angka Arab

(1, 2, 3 dan 4)

Seperti tampak pada gambar untuk ruang benda, ruang I antara pusat

optik dan F2, ruang II antara F2 dan 2F2 serta ruang III di sebelah kiri 2F2,

sedangkan ruang IV benda (untuk benda maya) ada di belakang lensa.

Untuk ruang bayangan, ruang 1 antara pusat optik dan F1, ruang 2 antara

F1 dan 2F1 serta ruang 3 di sebelah kanan 2F1, sedangkan ruang 4 (untuk

bayangan maya) ada di depan lensa.

Sama seperti pada pemantulan cahaya pada cermin lengkung,

posisi bayangan ditentukan dengan menjumlahkan nomor ruang benda

dan nomor ruang bayangan, yakni harus sama dengan lima. .Misalnya

benda berada di ruang II, maka bayangan ada di ruang 3.

Sifat bayangan cermin cekung dapat

ditentukan berdasarkan dalil esbach menurut

ketentuan sebagai berikut;

Jumlah nomor ruang benda(R) dengan nomor

ruang bayangan (R’) sama dengan 5.

Untuk setiap benda nyata dan tegak maka

semua bayangan didepan cermin adalah nyata

dan terbalik

Semua bayangan dibelakang cermin adalahmaya dan tegak

Jika nomor bayangan lebih besar daripada

nomor ruang benda maka bayangan diperbesar

Jika nomor ruang bayangan lebih kecil daripada

nomor ruang benda maka bayangan diperkecil

Pemantulan pada cermin cekung

Tiga sinar istimewa pada cermin cekung :

Sinar datang sejajar sumbu utama

dipantulkan melalui titik fokus (F).

Sinar datang melalui titik fokus (F) dipantulkan

sejajar sumbu utama.

Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan

(M) akan dipantulkan kembali melalui titik

pusat kelengkungan tersebut.

Pada gambar, ditunjukkan hasil lukisan pembentukan bayangan untuk benda yang terletak di depan M dan antara O dan F.

Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung. Digunakan langkah-langkah berikut :

a) Lukis 2 buah sinar istimewa ( umunya yang dilukis sinar 1 dan 3).

b) Sinar selalu datang dari bagian depan cermin dan dipantulkan kembali ke bagian depan. Perpanjangan sinar di belakang cermin dilukis sebagai garis putus-putus.

c) Perpotongan kedua buah sinar pantul yang dilukis pada langkah 1 merupakan letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar pantul, maka bayangan yang dihasilkan adalah maya, dan dilukis dengan garis putus-putus.

Hubungan jarak fokus dan jari-jari lengkung cermin

Jarak titik pusat lengkung M ke titik tengahcermin O yaitu FO,disebut jarak fokus (f)

oleh karena itu pada cermin lengkung

berlaku jarak fokus sama dengan

setengah jari-jari lengkung cermin.

Jika ukuran bayangan lebih besar daripada ukuran

benda maka dikatakan bayangan diperbesar. Jika ukuranbayangan lebih kecil daripada ukuran benda,maka

dikatakan bayangan diperkecil. Ada dua konsep

perbesaran,yaitu perbesaran linear dan perbesaran angular

(atau perbesaran sudut).

Perbesaran Bayangan

Perbesaran linear didefinisikan sebagai perbandingan antara

tinggi bayangan dan tinggi benda.Jika perbesaran linear diberi

lambang M, tinggi benda h, dan tinggi bayangan h’ maka definisi

perbesaran linear adalah :

Perbesaran linear M tidak memiliki satuan dan dimensi karena

diperoleh dari perbandingan dua besaran yang sama. Dirumuskan

menjadi :

Untuk benda dan bayangan nyata jarak benda s dan jarak bayangan

s’ keduanya bertanda positif. Perbesaran M yang dihitung dengan

persamaan diatas memberikan tanda negatif. Jadi M bertanda negatif

menyatakan bayangan adalah nyata dan terbalik. Untuk benda nyata

dan bayangan maya jarak benda s positif, sedang jarak bayangan

s’negatif . Perbesaran memberikan tanda positif. Jadi,M bertanda

positif menyatakan bayangan adalah maya dan tegak.

Cermin cembung berbeda dengan cermin cekung. Titik fokus cermincembung terletak dibagian belakang cermin. Karena itu titik fokusnyaadalah titik fokus maya . Sinar -sinar pantul pada cermin cembung bersifatdivergen(menyebar).

Tiga sinar istimewa pada cermin cembung :

Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah – olah berasaldari titik fokus (F).

Sinar yang datang melalui titik fokus (F) dipantulkan sejajar dengansumbu utama.

Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan cermin (P) dipantulkanseolah – olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Oleh karena itu cermin cembung digunakan pada kaca spionmobil. Dengan kaca spion ini,pengemudi dapat melihatdengan pandangan yang lebih luas pada keadaan jalanandibelakangnya.

Untuk melukis pembentukan bayangan

pada cermin cembung, hanya diperlukan 2

sinar istimewa. Perhatikan gambar, hanya

digunakan sinar 1 dan 3

Rumus umum Cermin Lengkung

Dengan

s = jarak benda ke cermin

s’= jarak bayangan ke cermin

f = panjang fokus cermin

Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung berlaku juga untukcermin cembung. Hanya saja perhatikan, titik fokus F dan titik pusat lengkungcermin untuk cermin cembung terletak dibelakang cermin. Oleh karena itu, dalam menggunakan persamaan ini, jarak fokus (f) dan jari-jari lengkung (R) selalu dimasukkan bertanda negatif.

Perjanjian tanda untuk menggunakan rumus umum cermin lengkung

s bertanda + jika benda terletak didepan cermin (benda nyata)

s bertanda - jika benda terletak dibelakang cermin (benda maya)

s’ bertanda + jika bayangan terletak didepan cermin (bayangan nyata)

s bertanda - jika bayangan terletak dibelakang cermin (bayangan maya)

f dan R bertanda + jika pusat lengkung cermin terletak didepan cemin(cermin ceekung)

f dan R bertanda – jika pusat lengkung cermin terletak dibelakang cermin(cermin cembung)

Apa itu pembiasan cahaya? Telah anda ketahui bahwa ketika

cahaya mengenai bidang batas antara dua medium (misalnya

udara dan air ). Peristiwa pembelokkan cahaya mengenai bidang

batas antara dua medium inilah yang disebut pembiasan cahaya.

Ada dua hukum tentang pembiasan cahaya. Kedua hukum ini

ditemukan pada tahun 1621 oleh matematikawan Belanda

,Wllebrord Snellius. Karena itu kedua hukum pembiasaan ini popular

dengan sebutan hukum I snellius dan hukum II snellius.

Hukum I snellius berbunyi :sinar datang ,sinar bias dan garis

normal terletak pada satu bidang datar.

Hukum II snellius berbunyi :jika sinar datang dari medium

kurang rapat ke medium lebih rapat (misalnya dari udara ke

air atau dari udara ke kaca), maka sinar dibelokkanmendekati garis normal, jika kebalikkannya, sinar datang dari

medium kurang rapat (misalnya dari air ke udara ) maka

sinar dibelokkan menjauhi garis normal.

Sinar-sinar istimewa pada pembiasan cahaya pada lensaLengkung

a) Pada lensa cembung:

Sinar datang sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskanmelalui titik fokus aktif di belakang lensa.

Sinar datang melalui titik fokus pasif di depan lensa akandibiaskan sejajar sumbu utama

Sinar datang melalui pusat optik lensa (O) akanditeruskan tanpa dibiaskan.

b) Pada lensa cekung

Sinar datang sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskanseolah-olah berasal dari titik fokus aktif di depan lensa.

Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus pasifdibelakang lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

Suatu sinar datang melalui pusat optik lensa (O) akanditeruskan tanpa dibiaskan.

Langkah untuk melukis pembentukan bayangan pada lensa mirip dengan cermin lengkung. Langkah – langkah itu sebagai berikut :

- Lukis 2 buah sinar utama (sinar 1 dan 3)

- Sinar selalu datang dari depan lensa dan dibiaskan kebelakang lensa.

- Perpotongan 2 buah sinar bias yang dilukis pada langkah 1 adalah letak bayangan. Jika perpotongan didapat dari perpanjangan sinar bias, maka bayangan yang terjadi adalah maya dan dilukis garis putus-putus.

Pada gambar, ditunjukkan ketiga sinar istimewa 2F2. ketiga sinar berpotongan tepat di 2F1 sehingga menghasilkan bayangan yang bersifat nyata terbalik dan sama besar. Hal yang perlu diperhatikan untuk benda yang diletakkan tepat di 2F2, jarak antar benda dan bayangan sama dengan 4F. Jarak 4F adalah jarak paling dekat yang mungkin antara benda dan bayangan nyata.

Persamaan snellius dan indeks bias mutlak

Ketika seberkas cahaya bergerak dari udara dengan sudut datang

,cahaya dibelokkan mendekati garis normal dengan sudut bias . .Grafik

sin terhadap akan berbentuk garis lurus yang melalui titik pusat O(0.0).

ini berarti bahwa sin berbanding lurus dengan sin atau secara

matematis :

Tetapan ini merupakan sifat khas kaca disebut indeks bias mutlak kaca.

Indeks bias mutlak n untuk cahaya yang bergerak dari vakum (atau

udara) menuju ke suatu medium tertentu dinyatakan dengan

persamaan :

Indeks bias mutlak suatu medium dapat dipandang sebagai suatu

ukuran kemampuan medium itu untuk membelokkan cahaya. Medium

yang memiliki indeks bias lebih besar adalah medium yang lebih kuat

membelokkan cahaya.

Persamaan Snellius dapat kita pakai untuk

meramalkan apa yang terjadi jika cahaya datang

dari kaca menuju air.

indeks bias relatif

Dengan

n1= indeks bias mutlak medium 1

n2=indeks bias mutlak medium 2

=sudut datang dalam medium 1

=sudut datang dalam medium 2

n21=indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1

Hubungan Cepat rambat, Frekuensi dan panjang gelombang

Ketika cahaya lewat dari satu medium ke medium lainnya, cahaya

akan dibiaskan karena cepat rambat cahaya berbeda dalam

kedua medium. Secara matematis :

Indeks bias mutlak adalah hasil bagi antara cepat rambat

cahaya dalam vakum/udara dengan cepat rambat cahaya dalam

suatu medium.

Oleh karena hubungan v = fλ berlaku untuk kedua medium,maka

Hubungan antara panjang gelombang dan indeks bias

kita peroleh

Dengan :

=indeks bias udara =1

=kecepatan di udara= c = 3x108 m/s

D. Pemantulan SempurnaAnda telah mempelajari berbagai contoh

peristiwa pemantulan sempurna dalam kehidupan

sehari-hari ,seperti :pemantulan sempurna pada

berlian hingga berlian tampak berkilauan

;pemantulan sempurna cahaya matahari oleh

perbedaan kerapatan udara sehinnga tampak

seperti ada genangan air didepan jalan beraspal

panjang disebut fatamorgana;pemantulan

sempurna pada prisma yang dimanfaatkan pada

periskop dan kamera dan pemantulan sempurna

pada serat optik.

Syarat terjadi pemantulan sempurna

Perhatikan sumber cahaya dimisalkan O dibawah permukaandanau. Telah diketahui bahwa sinar yang datang dari medium lebih

rapat (air) ke medium kurang rapat (udara) akan dibiaskan menjauhi

garis normal. Sinar B dengan sudut datang I memiliki sinar bias B’

dengan sudut bias r,dan selalu berlaku r > i. Tentu saja sinar B juga

mengalami pemantulan dalam air dan bagian sinar pantul adalah B’’. Sinar C dengan sudut datang ik dibiaskan sejajar dengan permukaan

air. Ini berarti,sudut datang ik(disebut sudut kritis atau sudut

batas)menghasilkan sudut bias sama dengan 900.

Jika sinar D dengan sudut datang lebih besar daripada

sudut kritis (i >ik),maka tidak mungkin dihasilkan sinar bias dengan sudut bias > 90o. Jadi sinar D tidak dapat

meninggalkan permukaan air. Dengan kata lain,sinar D akan

dipantulkan seluruhnya oleh permukaan air kembali dalam

air. Disini ,bidang batas air –udara (permukaan air)bertindak

seperti cermin datar sempurna. Peristiwa inilah yang disebutpemantulan sempurna.

Sudut kritis :

Pemantulan sempurna pada prisma

Prisma adalah balok transparan dengan penampang

berbentuk segitiga, biasanya dibuat dari bahan kaca. Bentuk

prisma yang terbanyak adalah prisma bersudut 450 – 450- 900

dan prisma sama sisi 600-600-600.

Sudut kritis kaca adalah 420. Seberkas sinar cahaya jatuh tegak lurus

pada permukaan prisma 450 – 450- 900 diteruskan tanpa membelok.

Sudut datang pada permukaan PR=45o. oleh Karena sudut datang =450

lebih besar daripada sudut kritis =420,maka pemantulan sempurna

terjadi pada PR,dan sinar dibelokkan 90o. Prinsip ini digunakan dalam

periskop

Pembiasan pada prisma memenuhi persamaan,

dan

Sudut deviasi pada pembiasan prisma tergantung pada nilai

sudut datang sinar cahaya yang masuk ke prisma. Pada keadaan

tertentu nilai sudut datang tersebut sama dengan sudut bias kedua

yang keluar dari prisma ,sehingga sinar didalam prisma membagiprisma menjadi segitiga sama kaki. Pada keadaan tersebut sudut

deviasinya mempunyai nilai terkecil,sehingga disebut sudut deviasi

minimum yang dapat ditentukan dengan :

Karena pada saat deviasi minimum maka,

sehingga dan

Maka indeks bias prisma dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan hukum Snellius pada saat deviasi minimum,

Dengan

Nm=indeks bias medium

Npindeks bias prisma

Pemantulan sempurna pada serat optik

Penggunaan serat kaca (glass fiber) untuk menyalurkan cahaya

dengan peristiwa pemantulan sempurna dinamakan teknologi serat

optik (fiber optic technology). Berkas cahaya dari luar yang masuk ke

ujung serat optik akan menumbuk bidang batas antara kedua medium

kaca dengan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis. Ini

menyebkan terjadinya pemantulan sempurna.

Penggunaan serat optik dalam telekomunikasi adalah dengan

menggunakan sinar laser yang menggantikan arus listrik dan

gelombang radio sebagai pembawa sinyal.

Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Lensadibatasi oleh dua bidang. Kedua bidang itu dapat cembung ataucekung,atau yang satu cembung dan lainnya cekung atau yang satudatar dan lainnya dapat cembung atau cekung.

Lensa tipis adalah lensa dengan ketebalan dapat diabaikanterhadap diameter lengkung lensa ,sehingga sinar-sinar sejajar sumbuutama hampir tepat difokuskan ke suatu titik ,yaitu titik fokus.

Besaran penting dari sebuah lensa tipis adalah jarak fokus. Bagaimanakah sebuah lensa dengan jarak fokus tertentu f dibuat olehpara ahli lensa ? Ternyata jarak fokus lensa f dalam suatu medium berhubungan dengan jari-jari kelengkungan bidang depan dan bidangbelakang lensa( R1 dan R2) dan indeks bias bahan lensa.

Hubungan ini dinyatakan oleh rumus

Dengan

n2 =indeks bias bahan lensa dan n1 indeks bias medium disekitar lensa.

Perjanjian tanda untuk R1 dan R2 :

R1 atau R2 + untuk bidang cembung

R1 atau R2 - untuk bidang cekung

R1 atau R2 ~ untuk bidang datar

Kuat Lensa

Walaupun titik fokus merupakan titik terpenting pada lensa ,ukuran

lensa tidak dinyatakan dalam jarak focus f,melainkan oleh suatu

besaran lain.Besaran yang menyatakan ukuran lensa dinamakan kuat

lensa yang didefinisikan sebagai kebalikan jarak focus (f). Secara

matematis dituliskan,

Kuat lensa ,

Dengan

P =kuat lensa (dioptri)

f = jarak fokus (m)

Jarak fokus lensa cembung bernilai (+) sehingga kuat lensa

cembung bernilai (+) sehingga kuat lensa cembung bernilai (+).

Sebaliknya ,jarak focus lensa cekung bernilai (-) sehingga kuat lensa

cekung bernilai (-).

Kuat lensa menggambarkan kemampuan lensa untuk

membelokkan sinar. Untuk lensa cembung ,makin kuat lensanya makin

kuat lensa itu menggumpulkan sinar.

Lensa gabungan

Dalam bagian ini kita akan mempelajari system dua lensa atau

lebih yang digabung dengan sumbu utama berimpit dan jarak antar

lensa dianggap sama dengan nol (d=0), sistem ini disebut lensa

gabungan.

Ternyata ,lensa gabungan yang terdiri dari beberapa lensa adalah

ekivalen dengan sebuah lensa dengan jarak fokus fgab

Jarak fokus gabungan

atau,

Kuat lensa gabungan,

Bayangan Lensa Cekung

Lensa cekung (konkaf) memiliki bagian tengah lebih tipis daripada bagian

tepinya. Sinar- sinar bias pada lensa ini bersifat memencar. Benda yang

diletakkan didepan lensa cekung (benda nyata)selalu dihasilkan bayangan

yang memiliki sifat maya ,tegak ,diperkecil dan terletak didepan lensa. Makin

dekat benda dari lensa makin besar bayangan yang dihasilkan. Tampak

bahwa sifat bayangan pada lensa cekung (lensa divergen) mirip dengan

sifat bayangan pada cermin cembung (cermin divergen). Lensa cekung

yang selalu menghasilkan bayangan maya yang lebih kecil daripada

bendanya.

1. Mata Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata (lensa

kristalin) kepermukaan belakang mata ,yang disebut retina. Permukaan

retina terdiri atas berjuta-juta sel sensitif yang karena bentuknya disebut

sel batang dan sel kerucut. Ketika dirangsang oleh cahaya sel-sel ini

mengirim sinyal –sinyal melalui saraf optik ke otak. Di otak arti bayangan

diterjemahkan sehingga kita mendapat kesan melihat benda jadi

dapat disimpulkan bahwa suatu bayangan nyata benda dapat

diterima dengan jelas jika bayangan tersebut jatuh diretina. Dalam

mata ,bayangan yang dibentuk pada retina adalah nyata ,terbalik dan

lebih kecil daripada bendanya.

Titik dekat dan titik jauh mata

Mata dapat melihat dengan jelas jika letak benda berada

dalam jangkauan penglihatan,yaitu diantara titik dekat mata

(punctum proximum) dan titik jauh mata (punctum remotum).

Titik paling dekat ke mata dimana suatu benda dapat

diletakkan dan masih menghasilkan suatu bayangan tajam

pada retina ketika mata berakomodasi maksimum disebut titik

dekat mata. Orang usia 20-an dengan mata normal memiliki

titik dekat kira-kira 25 cm. Titik dekat ini meningkat kira-kira 50cm

pada usia 40-an dan 500 cm pada usia 60-an.

Titik jauh mata adalah lokasi paling jauh benda dimana

mata yang relaks (mata tidak berakomodasi)dapat

momfokuskan benda. Seseorang dengan mata normal dapat

melihat benda-benda sangat jauh,seperti planet dan bintang-bintang,dan dengan demikian memiliki titik jauh pada jarak tak

berhingga.

Cacat mata

1) Rabun jauh(miopi)

Disebabkan oleh lensa mata yang tidak dapat memipih ketika melihatbenda dikejauhan. Untuk mengatasirabun jauh dapat digunakan kacamata yang menggunakan lensa cekung. Mata rabun jauh mempunyai titik dekatlebih kecil dari 25 cm dan titik jauh yang terhingga.

orang yang menderita rabun jauh dapat melihat dengan jelas jarak 25 cm tetaoi tidak dapat melihat benda –benda jauh dengan jelas.

Kacamata berlensa cekung yang digunakan untuk mengatasi

rabun jauh harus mempunyai kekuatan lensa yang sesuai

persamaan

Dengan , PR = titik jauh mata(cm)

2) Rabun dekat (hipermetropi)

Disebabkan oleh lensa mata yang tidak dapat menebal ketika

melihat benda pada jarak dekat. Untuk mengatasi cacat mata ini

dapat digunakan kacamata yang menggunakan lensa cembung.

Mata rabun dekat mempunyai titik dekat lebih besar dari 25cm dan

titik jauh di tak hingga. Kacamata berlensa cembung yang

digunakan untuk mengatasi rabun dekat harus mempunyai

kekuatan lensa sesuai dengan persamaan:

atau

3) Mata tua(presbiopi)

Penurunan kemampuan mata untuk memfokus denganakibat berupa kesulitan dalam membaca pada jarak normal. Presbiopi ini berhubungan dengan proses penuaan danbiasanya mulai terjadi pada usia pertengahan karena pada usiaini mata mulai kehilangan elastisitas lensanya. Prsebiopi dapatdiatasi dengan menggunakan kacamata berlensa bifocal.

4) Astigmatisma

Astigmatisma merupakan cacat mata yang disebabkan olehkornea mata yang tidak sferis sehingga lensa mata mempunyaifokus lebih pendek untuk sinar-sinar pada bidang horizontal. Untuk mengatasi astigmatisma dapat digunakan kacamatayang mempunyai lensa silindris.

5) Katarak

Cacat mata juga disebabkan oleh penyakit. Seseorang yang berumur panjang suatu waktu dalam hidupnyaakan mengalami pembentukan katarak, yang membuat lensa matanya secara parsial atau secara total buram(tak tembus cahya). Hanya dapat dilakukan operasi pembersihan lensa.

2. Kamera

Pola kerja kamera mirip dengan mata.

Seperti halnya mata, bayangan yang dibentuk

oleh lensa kamera adalah nyata ,terbalik dan

diperkecil. Jika pada mata,retina berfungsi

untuk menangkap bayangan nyata,maka

pada kamera yang berfungsi untuk menangkap

bayangan film. Jika pada mata intensitas cahaya

yang masuk ke mata diatur oleh iris ,maka pada

kamera intensitas cahaya yang masuk ke kamera

diatur oleh celah diafragma(aperture).

3. Teropong

Teropong atau teleskop adalah alat optik yang digunakan untuk

melihat benda-benda yang sangat jauh agar tampak lebih dekat dan

jelas. Ada dua jenis teropong yaitu :

Teropong bias, yang terdiri atas beberapa lensa

Teropong pantul yang terdiri atas beberapa cermin dan lensa

Teropong biasTeropong jenis ini disebut teropong bias karena sebagai lensa objektif digunakanlensa yang berfungsi membiaskan cahaya. Teropong bias

Teropong jenis ini disebut teropong bias karena sebagai lensa objektifdigunakan lensa yang berfungsi membiaskan cahaya.

Ada empat macam teropong bias yaitu : Teropong bintang atau teropong astronomi Teropong bumi

Teropong prisma atau binokuler Teropong panggung atau teropong Galileo

Teropong pantulDisebut teropong pantul karena sebagai objektif digunakan cermin

cekung besar yang berfungsi sebagai pemantul cahaya.

Teropong pantul astronomi terdiri atas satu cermin cekung besar satucermin datar kecil yang diletakkan sedikit didepan titik fokus cermin cekungF dan satu lensa cembung untuk mengamati benda.

Cermin cekung besar akan mengumpulkan cahaya sebanyakmungkin. Akan tetapi sebelum cahaya dikumpulkan dititik fokus F cermincekung, cahaya dipantulkan dahulu oleh cermin datar menuju ke lensaokuler (lensa cembung).

Perbesaran angular

Perbesaran angular (Ma)

didefinisikan sebagai perbandingan

antara ukuran angular benda yang

dilihat dengan menggunakan alat

optic( ) dan ukuran angular benda

yang dilihat tanpa menggunakan alat

optic ( ).

Perbesaran lup

Lup atau kaca pembesar adalah optik yang

terdiri atas sebuah lensa cembung. Umumnya

lup digunakan untuk melihat angka-angka

yang sangat kecil dan banyak digunakan oleh

tukang arloji untuk melihat komponen-

komponen arloji yang berukuran kecil. Ukuran

angular jika kita melihat benda dengan

menggunakan lup adalah lebih besar

daripada ukuran angular jika kita melihatnya

langsung dengan mata. Karena itu lup memiliki

perbesaran angular.

Perbesaran lup untuk mata berakomodasi

pada jarak x

Lup adalah sebuah lensa cembung dan

bayangan nya maya,tegak diperbesar.

Ukuran angular paling besar oleh mata

langsung tanpa lup diperoleh jika benda

diletakkan pada titik dekat mata.

Perbesaran lup untuk mata berakomodasi

maksimum

Agar mata yang mengamati benda

melaui sebuah lup berakomodasi

maksimum maka bayangan harus terletak

di titik dekat mata. Dengan demikian s’=-sn

dengan sn adalah jarak titik dekat mata

pengamat. Dengan demikian ,x=sn dan

dengan memasukkan nilai ini ke dalam

persamaan diatas kita peroleh rumus

perbesaran lup untuk mata berakomodasi

maksimum,

Agar mata yang mengamati benda

melalui lup tidak cepat lelah,maka lup

digunakan dengan mata tidak

berakomodasi. Caranya adalah

menempatkan benda dititik fokus lensa

sehingga sinar-sinar yang mengenai mata

adalah sejajar.

Perbesaran lup untuk mata berakomodasi,

Mikroskop

Sebuah mikroskop terdri atas susunan dua lensa

cembung. Lensa cembung yang dekat dengan

benda disebut lensa objektif. Lensa cembung

yang dekat dengan mata disebut lensa okuler.

Jarak fokus lensa okuler lebih besar daripada jarak

fokus lensa objektif.

Perbesaran total mikroskop (M)

adalah hasil kali antara perbesaran

objektif dan okuler :

Jarak fokus sebuah cermin cekung 8 cm.

Tentukanlah letak, perbesaran dan sifat

bayangan dari benda yang terletak di

depan cermin sejauh 20 cm !

a) Diketahui : f= 8 cm(cermin cekung)

s=20 cm.

Ditanya : s’ ?

Penyelesaian :

Jadi letak bayangan adalah 13 1/3 cm didepan cermin.

b) Perbesaran bayangan M dihitung ,

c) Dari hasil hitungan s’ dan M dapatlah kita nyatakan sifat-sifat bayangan:

•Terletak diddepan cermin antara F dan M (karena f< s’ <2f)•Nyata (karena s’ positif)•Terbalik•Diperkecil(karena IMI =2/3 <1 )

Buku Karangan Marthen KanginanKelebihan Buku : Pada buku ini materi yang disajikan sangat baik,uraian materi pada

pembiasan cahaya,pemantulan cahaya diulas sangat jelas. Terdapat peta konsep pada pembukaan materi.

Pemahaman materi dibantu dengan kegiatan-kegiatan ‘berpikir’,.Sepertipada hal 169,pada pembahsan konsep dasar Pembiasan.

contoh soal untuk tiap bahasan. Seperti pada halaman,175 dan 181 Persamaan matematis yang jelas,sangat baik untuk dipahami lengkap

dengan penurunan rumus yang tentu menambah wawasan pada siswa.Pada hal. 196

Penjelasan hubungan sehari-hari(konteks) dengan kaitannya pada konsepsangat baik. Contohnya pada hal 163

Kekurangan Buku : Dalam buku ini tidak membahas mengenai materi sifat dasar cahaya dan

perkembangan teori cahaya. Materi pada buku baik,namun cara penulisan yang padat,tidak menarik

bagi siswa untuk mebaca. Pada persamaan matematisnya,kurang jelas dituliskan keterangan pada

setiap persamaan.

Buku karangan KamajayaKelebihan Buku :

Pada buku ini terdapat pembahasan tentangsifat dasar cahaya dan perkembangan teori-teoricahaya yang disajikan di awal materi. Contohnya pada hal. 60

Pada buku ini, materi yang disajikan berupa pendekatan dengan menggunakan gambaryang diberikan dalam kotak ‘catatan’. Contohnya pada hal.67.

Dalam buku ini juga terdapat contoh serta latihan soal pada setiap materi. Contoh padahal.70 (contoh 7.3)

Kekurangan Buku :

Konsep yang disajikan terlalu singkat sehingga kurangnya pemahaman terhadap materi.

Tidak terdapat peta konsep.

Buku Karangan Sunardi dan Etsa Indra Irawan

Kelebihan Buku :

Dalam buku ini, terdapat pengertian dan perumusan matematiknya. Contohnya pada hal:265 dan 270

Terdapat pula pembahasan tentang sifat dasar cahaya danperkembangan teori-teori cahaya yang disajikan di awal materidan diberikan secara jelas.

Setiap materi didukung dengan gambar. Contohnya padahal,256

Dalam buku ini terdapat ‘Kegiatan Ilmiah’. Contohnya hal 281

Dalam buku ini menggunakan 2 bahasa(Indonesia-Inggris).

Kekurangan Buku :

Uraian materi yang singkat,dan penjelasan hubungan dengankehidupan sehari-hari sangat kurang.

Tidak terdapat peta konsep.

Persamaan matematis dalam buku ini baik,tapi penurunanrumusnya tidak ditulis secara baik.

Kurangnya contoh soal.

Kurangnya penjelasan pada gambar.

B. Kesimpulan

Buku yang baik digunakan adalah buku yang mampu membawa siswa pada pemahaman yang jelas terhadap materi yang diajarkan. Faktor –faktoryang penting untuk mencapai tujuan ini adalah, buku yang menuliskan Kompetensi dasar,Standarkompetensi,Peta konsep untuk mengarahkan padamateri(alur pembelajaran). Ini juga membantu guru dalam penyampaian materi.

Penguraian konsep yang disajikan hendaknyajelas dan mudah dimengerti oleh siswa. Hal lain yang juga penting adalah adanya Konteks atauketerkaitan konsep dengan kehidupan sehari-hariyang dapat dengan mudah dimengerti oleh siswapada setiap bahasan.

Untuk guru sebaiknya menggunakan lebih dari 1 buku acuan.