Pembiasan Dan Lensa

8/10/2019 Pembiasan Dan Lensa

1/19

NAMA : ANTONIUS T.S

BONI ZAKARIA

INDRA FIRMANSYAH

RANGGA JAYA

RIFAN SUHARYADI

YANA KOMARA

KELAS : 2 OTOMOTIF 1


2/19

PEMBIASAN DAN LENSA

A. PEMBIASAN CAHAYA

Ketika cahaya melintas dari suatu medium ke medium yanglainnya, sebagian cahaya datang dipantulkan pada perbatasan. Sisanya

lewat medium yang baru. Jika seberkas cahaya datang dan membentuk

sudut terhadap permukaan, berkas tersebut dibelokkan pada waktu

memasuki medium yang baru. Peristiwa pembelokan ini disebut

pembiasan.

Gambar 12.22 (a) berkas cahaya merambat dari udara ke air. Berkascahaya dibelokkan menuju normal ketika memasuki air (nair > nudara),

(b) cahaya datang menuju medium yang lebih renggang (udara) cahaya

dibelokkan menjauhi normal

1. Hukum-hukum pada pembiasana Hukum snellius pada pembiasan

Pada peristiwa pembiasan berlaku dua hukum pembiasan yang pertama kali

dikemukakan oleh Willebrod Snellius (1591-1626) dan disebut hukum snellius.

Hukum snellius berbunyi sebagai berikut :

I. Sinar datang, sinar bias, garis normal terletak pada sebuah bidang datar dan

ketiganya berpotongan di satu titik.

II.

Sirnar datng dari medium kurng rapat ke medium lebih rapat, dibiaskan

mendekati garis normal. Sebaliknya apabila sinar datang dari medium lebih

rapat ke medium kurang rapat, di biaskan menauhi garis normal.


3/19

Gambar 6.14

Hal khusus

Apabila sinar datang itu tegak lurus bidang batas, tidak di biaskan melainkan di teruskan.

Dari hukumnya yang pertama (I), Snellius juga memperoleh rumusan bahwa

perbandingan sinus sudut datang (sin i)dengan sinus sudut bias (sin r) merupakan tetapan

(konstanta). Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :

................................................................................................... (6.4)

Persamaan (6.4) dinamkanpersamaan snellius.

b Pengertian indeks bias

1). Indeks bias mutlak

Tetapan pada persamaan snellius selanjutnya disebut indeks bias mutlak di beri

lambang n. Jadi, indeks bias mutlak n untuk cahaya yang bergerak dari hampa udara (atau

udara) menuju ke medium tetentu dapat dinyatakan sebagai sebagai berikut :

................. ................................................................................................. (6.5)

Indeks bias mutlak sutu medium dapat dipandang sebagai suatu ukuran kemampuan

medium itu untuk membelokan cahaya. Medium yang memiliki indeks bias lebih besar

adalah medium yang lebih kuat membelokan cahaya. Tabel berikut ini menyatakan nilai-

nilai indeks bias mutlak beberap medium


4/19

Tabel

Indeks bias mutlak beberapa medium

2). Indeks bias relatif

Bila gelombang cahaya merambat dari medium 1 dengan cepat rambat c1 dan sudut

datang i ke medium 2 dengan cepat rambat c2dan sudut bias r, seperti ditunjukan gambar

6.15, maka berlaku :

................................................................................................. (6.6)

Medium Indeks bias

Hampa/vacum

Udara

EsAir(20oC)

Aceton

Etanol

Gula(30%)

Carbon tetra klorida

Kaca kuarsa

GliserinGula(80%)

Bensin

Lucit

Kaca korona

Natrium klorida

Sodium klorida

Polistirena

Karon sulfida

Kaca flint

Safir

Kaca flint keras

Intan

1,00

1,00029

1,31

1,33

1,36

1,38

1,46

1,46

1,471,49

1,50

1,51

1,52

1,53

1,54

1,55

1,63

1,65

1,77

1,89

2,42


5/19

Gambar 6.15 Pembiasan gelombang cahaya

Karena cepat rambat pada masing-masing medium itu tetap, maka

juga tetap. Dalam

hal ini

disebut indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1, diberi lambang n2.1.

Dengan demikian, persamaan (6.6) dapat di tulis :

..................................................................................... (6.7)

Dengan :

n = indeks bias mutlak

c = cepatrambat cahaya dalam ruang hampa (vakum) atau udara

cm = cepat rambat cahaya dalam suatu medium

Bila indeks bias mutlak medium 1 nilainya n1=

dan indeks bias mutlak

medium 2 nilainya n2

=

,maka perbandingan nilai n

2: n

1dapat kita tulis :

=

=

Menurut persamaan (6.7) :

= = n2.1

n2.1=

=


6/19

Dengan demikian di peroleh :

................................................................................................. (6.9)

n2.1= indeks bias relatif medium2 terhadap medium1

n1 = indeks bias medium 1

n2 = indeks bias medium 2

Selain itu, dari pembahasan diatas daat juga diperoleh hubungan :

Atau

..................................................................................................... (6.10)

Kesimpulan :

Setiap medium memiliki nilai indeks bias mutlak (sering disebutindeks bias saja) dan

memiliki indeks bias relatif terhadap medium lain.

Indeks bias mutlak suatu medium dirmuskan :

........................................................... (6.11)

Indek bias relatif medium 2 terhadap mediu 1 dirumuskan :

........................................................................... (6.12)

n2.1=

n1 sin i = n2sin r

n =

=

n2.1 =

=


7/19

c. Pemantulan sempurna

Perhatikan sumber cahaya S yang berada di bawah permukaan air, seperti di tunjukan

gambar 6.17. dari gambar tersebut dapat di jelaskan perngai sinar yang keluar dari S sebagai

berikut.

1)

Sinar datang tegak lurus bidang batas dua medium (antara air dan udara), tidak di

biaskan melainkan di teruskan. Hal yang sma akan terjadi jika sinar datang dari udara

tegak lurus bidang batas dua medium.

2)

Sinar datang dengan sudut i akan di biaskan menjauhi garis normal dengan garis r.

3)

Makin besr sudut i, makin tampak adanya bagian sinar yang dipantulkan oleh bidang

batas, sehingga sinar bias makin redup.

4)

Mulai dari sudut tertentu, yaitu ketika sudut bias mencapai 90o, seluruh sinar

dipantulakan oleh bidang batas. Keadaan inilah yang disebutpemantulan sempurna.

Sudut datang ketika sudut biasnya mencapai 90odisebutsudut kritisatau disebut juga

sudut batas.

Pemantulan sempurna hanya terjadi jika cahaya datang dari medium lebih rapat ke

medium kurang rapat dan sudut datang lebih besar daripada sudut kritis ( i > ik).

Untuk menentukan besarnya sudut kritis, kita gunakan persamaan (6.10), yaitu :

n1 sin i = n2sin r

Dengan i diganti dengan ik dan r = 90o, sehingga :

n1 . sin ik= n2 sin 90o

........................................................................................................... (6.14)

Dengan :

n2 < n1

Sin ik=


8/19

B. PEMBIASAN PADA LENSA

1. Lensa

Lensa sudah dikenal orang sejak berabad-abad. Di yunani dan arab, orang sudah mengenal

lensa sejak abad pertengahan. Banyak alt yang bagian utamanya berupa lensa. Misalnya :

kamera, teropong, mikroskop, lup, proyektor bioskop, dan kaca mata. Bahkan mata kita pun

bekerja berdasarkan prinsip kerja lensa. Untuk memahami cara kerja berbagai alat optik

tersebut, kita perlu memahami asas kerja lensa. Tetapi pembahasan lensa disini akan dibatasi

pada pembhasan lensa tipis.

Lensa tipis adalah lensa bening yang tembus cahaya, yang dibatasi dua permukaan dengan

jari-jari kelengkungan R1 dan R2. Untuk ensa tipis, keteblan lensa tidak diperhitungkan atau

dianggap nol.

a.

Jenis-jenis lensa tipis

Secara umum dapat dibedakan dua jenis lensa, yaitu lensa yang tersifat

mengumpulkanberkas sinar disebut lensakonvergendan lensa yang bersifat

memancarkansinar disebut lensa divergen, seperti ditunjukan gambar 6.18.

Gambar 6.18 lensa konvergen dan kovergen

Selain dua jenis lensa tersebut, terdapat juga beberapa jenis lensa yang mempunyai ciri-ciri

dan sifat khusus, yitu seperti di perlihatkan gambar 6.19.


9/19

b. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung (konvergen dan konveks)

1) Sinar sejajar sumbu utama, dibiaskan melalui titik fokus.

2) Sinar yang melalui titik fokus, akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

3) Sinar yang melalui pusat lensa, tidak dibiaskan.


10/19

Contoh pembentukan bayangan

a) Benda terletak diantara lensa dan titik F2(gambar 6.23)

Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa :

Maya (di depan lensa);

Tegak;

Diperbesar

b) Benda terletak diantara titik fokus dan titik pusat (gambar 6.24)


Nyata (di belakang lensa);

Terbalik;

Diperbesar;

c) Benda terletak lebih jauh dari titik F1(gambar 6.25)


Nyata (di belakang lensa);

Terbalik;

Diperkecil;


11/19


12/19

Contoh pembentukan bayangan

Dari contoh pembentukan bayangan seperti ditunjukan gambar 6.13, dapat disimpulkan

bahwa : diman saja benda ditempatkan, bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung selalu

berada d idepan lensadengan sifat-sifat :

Selalu maya;

Selalu tegak;

Selalu diperkecil.

d.

Perhitungan jarak benda, jarak bayangan, dan pembesaran pada lensa cembungdan cekung

1) Jarak benda dan jarak bayangan

Hubungan jarak benda dan jarak bayangan pada lensa tipis dinyatakan dengan

persamaan :

................................. (6.15)

Dengan:

= ( -n) (

-


13/19

n = indeks bias tempat disekitar lensa, untuk udara n = 1

n = indeks bias lensa

Bila lensa berada di udara dengan n = 1, maka persamaan (6.15) dapat ditulis :

.................................................................................................................................... (6.15)

Bila bendanya ada dijauh tak berhingga (s = ~), maka bayangan benda berada pada titik

fokus lensa (atau s) sehingga persamaan (6.16) dapat ditulis :

.... .............................................................................. (6.17)

Catatan :

Dalam mengguakan persamaan diatas, harus diperhatikan harga R :

R di depan lensa, berharga negatif;

R di belakang lensa, berharga positif.

Lihat kembali harga R untuk beberapa jenis lensa tipis pada gambar 6.21 !

Persamaan (6.17) dapat disebut rumus jarak titik fokus lensa tipis. Bila persamaan (6.17)

dibagi dengan persamaan (6.16), maka akan diperoleh persamaan yang sederhana yang

berlaku untuk perhitungan pada lensa tipis, yaitu :

........................................................................................................ (6.18)

Persamaan (6.18) ini disebut jugarumuslensa tipis.Dalam menggunakan rumus ini,

harus diperhatikan ketentuan-ketentuan tanda sebagai berikut :

s bertanda (+) jika benda terletak didepan lensa (benda nyata);

s bertanda (-) jika benda terletak dibelakang lensa (benda maya);

s bertanda (+) jika bayangan terletak dibelakang lensa (bayangan nyata);

s bertanda (-) jika bayang terletak didepan lensa (bayangan maya);

f bertanda (+) untuk lensa cembung (konvergen atau konveks);

f bertanda (-) untuk lensa cekung (divergen atau konkaf).

Pembesaran bayangan

= ( -1) (

-

=( -1) (

-

=


14/19


15/19

A. PEMBIASAN CAHAYA

Ketika cahaya melintas dari suatu medium ke medium yang

lainnya, sebagian cahaya datang dipantulkan pada perbatasan. Sisanyalewat medium yang baru. Jika seberkas cahaya datang dan membentuksudut terhadap permukaan, berkas tersebut dibelokkan pada waktu

memasuki medium yang baru. Peristiwa pembelokan ini disebut

pembiasan.

1.

Hukum-hukum pada pembiasan

a Hukum snellius pada pembiasan

Pada peristiwa pembiasan berlaku dua hukum pembiasan yang pertama kali dikemukakan oleh Willebrod

Snellius (1591-1626) dan disebut hukum snellius. Hukum snellius berbunyi sebagai berikut :

III.

Sinar datang, sinar bias, garis normal terletak pada sebuah bidang datar dan ketiganya berpotongan di

satu titik.

IV. Sirnar datng dari medium kurng rapat ke medium lebih rapat, dibiaskan mendekati garis normal.

Sebaliknya apabila sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, di biaskan menauhi

garis normal.

Apabila sinar datang itu tegak lurus bidang batas, tidak di biaskan melainkan di teruskan

b Pengertian indeks bias

1). Indeks bias mutlak

Tetapan pada persamaan snellius selanjutnya disebut indeks bias mutlak di beri lambang n. Jadi, indeks bias

mutlak n untuk cahaya yang bergerak dari hampa udara (atau udara) menuju ke medium tetentu dapat dinyatakan

sebagai sebagai berikut :

................. ......... ........................................................................................ (6.5)

Indeks bias mutlak sutu medium dapat dipandang sebagai suatu ukuran kemampuan medium itu untuk membelokan

cahaya. Medium yang memiliki indeks bias lebih besar adalah medium yang lebih kuat membelokan cahaya

2).Indeks bias relatif

Bila gelombang cahaya merambat dari medium 1 dengan cepat rambat c 1 dan sudut datang i ke medium 2 dengan

cepat rambat c2dan sudut bias r, seperti ditunjukan gambar 6.15, maka berlaku :

................................................................................................. (6.6)

c.

Pemantulan sempurna


16/19

Perhatikan sumber cahaya S yang berada di bawah permukaan air, seperti di tunjukan gambar 6.17. dari gambar

tersebut dapat di jelaskan perngai sinar yang keluar dari S sebagai berikut.

1)

Sinar datang tegak lurus bidang batas dua medium (antara air dan udara), tidak di biaskan melainkan di teruskan.

Hal yang sma akan terjadi jika sinar datang dari udara tegak lurus bidang batas dua medium.

2)

Sinar datang dengan sudut i akan di biaskan menjauhi garis normal dengan garis r.

3)

Makin besr sudut i, makin tampak adanya bagian sinar yang dipantulkan oleh bidang batas, sehingga sinar bias

makin redup.

4)

Mulai dari sudut tertentu, yaitu ketika sudut bias mencapai 90o, seluruh sinar dipantulakan oleh bidang batas.

Keadaan inilah yang disebutpemantulan sempurna.Sudut datang ketika sudut biasnya mencapai 90odisebutsudut

kritisatau disebut jugasudut batas.

Pemantulan sempurna hanya terjadi jika cahaya datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat dan sudut

datang lebih besar daripada sudut kritis ( i > i k).

B.

PEMBIASAN PADA LENSA

1. Lensa

Lensa sudah dikenal orang sejak berabad-abad. Di yunani dan arab, orang sudah mengenal lensa sejak abad pertengahan.

Banyak alt yang bagian utamanya berupa lensa. Misalnya : kamera, teropong, mikroskop, lup, proyektor bioskop, dan kaca

mata. Bahkan mata kita pun bekerja berdasarkan prinsip kerja lensa. Untuk memahami cara kerja berbagai alat optik

tersebut, kita perlu memahami asas kerja lensa. Tetapi pembahasan lensa disini akan dibatasi pada pembhasan lensa tipis.

Lensa tipis adalah lensa bening yang tembus cahaya, yang dibatasi dua permukaan dengan jari-jari kelengkungan R1 dan

R2. Untuk ensa tipis, keteblan lensa tidak diperhitungkan atau dianggap nol.

a.

Jenis-jenis lensa tipis

Secara umum dapat dibedakan dua jenis lensa, yaitu lensa yang tersifatmengumpulkanberkas sinar disebut lensa

konvergendan lensa yang bersifat memancarkansinar disebut lensa divergen, seperti ditunjukan gambar 6.18.

Gambar 6.18 lensa konvergen dan kovergen


17/19

Selain dua jenis lensa tersebut, terdapat juga beberapa jenis lensa yang mempunyai ciri-ciri dan sifat khusus, yitu seperti

di perlihatkan gambar 6.19.

b.

Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung (konvergen dan konveks)

1) Sinar sejajar sumbu utama, dibiaskan melalui titik fokus.

2)

Sinar yang melalui titik fokus, akan dibiaskan sejajar sumbu utama.

3)

Sinar yang melalui pusat lensa, tidak dibiaskan.


18/19

c. Sinar- sinar istimewa pada lensa cekung (divergen atau konkaf)

a) Sinar sejajar sumbu utama, dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus.

b) Sinar yang seolah-olah menuju titik fokus, di biaskan sejajar dengan sumbu utama.

c)

Sinar yang menuju pusat lensa, tidak dibiaskan.

d.

Kuat lensa

Besaran yang menyatakan ukuran lensa dinyatakan kuat lensa (P), yang didefinisikan sebagai kebalikan jarak

fokus(f).

..................................................................................................... (6.20)

Dengan :

P = kuat lensa (dioptri)

f = jarak fokus (m)

kuat lensa cebung (konvergen) bernilai (+) karena jaarak fokus lensa cembung bernilai (+). Sebaliknya, kuat lensa cekung

(divergen) bernilai (-) karena jarak fokusnya bernilai (-).

P =


19/19

NO NAMA KELAS TUGAS TANGGAL TTD

1

2

3

4

5

6

ANTONIUS T.S

BONI ZAKARIA

INDRA FIRMANSYAH

RANGGA JAYA

RIFAN SUHARYADI

YANA KOMARA

2O1

2O1

2O1

2O1

2O1

2O1

Rangkuman

Sumber

Sumber

Sumber

Sumber +

Ngetik

Sumber

Created By Rifan

Pembiasan Dan Lensa

Documents

Transcript of Pembiasan Dan Lensa