SIFAT CAHAYA

Pembiasan Cahaya

Pemantulan Cahaya

Pembiasan Cahaya

Peristiwa pembelokan/pematahan cahayapada bidang batas antara dua media beningyang berbeda kerapatannya

Hukum Pembiasan– Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium

lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal

– Sinar datang dari medium lebih rapat ke mediumkurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal

– Sinar datang tegak lurus bidang batas tidak dibiaskanmelainkan diteruskan

Hukum Pembiasan menurut Snelliius

Berkas sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar

Perbandingan sin sudut datang (i) dengan sin sudut bias (r) merupakan konstanta

Indeks Biaso Kecepatan merambat cahaya pada tiap-tiap

medium berbeda-beda tergantung padakerapatan medium tersebut

Perbandingan perbedaan kecepatan rambatcahaya ini selanjutnya disebut sebagaiindeks bias

oIndeks Bias dibedakan menjadidua yaitu indeks bias mutlak danindeks bias relatif

Indeks Bias Mutlak

o Adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruanghampa dengan kecepatan cahaya di medium tersebut

o Dengan

nmedium = indeks bias mutlak medium

c = cepat rambat cahaya di udara

v / Cn = cepat rambat cahaya di suatu medium

Contoh indeks bias mutlak zat - zatMedium Indeks bias mutlak

Hampa (vakum) 1,00000

Udara (1 atm, 20° C) 1,0003

Udara (1 atm, 0° C) 1,00028

Udara (1 atm, 0° C) 1,00026

Air 1,33

Alkohol 1,36

Gliserin 1,47

Kaca kuarsa 1,46

Kaca kerona 1,52

Kaca flinta 1,65

Intan 2,42

Indeks Bias Relatif

Adalah perbandingan indeks bias suatumedium terhadap indeks bias medium yang lain

n12 : indeks bias relatif medium 1 terhadapmedium 2

n21 : indeks bias relatif medium 2 terhadapmedium 1

n1 : indeks bias mutlak medium 1

n2 : indeks bias mutlak medium 2

Pada saat berkas cahaya/sinar merambat darimedium satu ke medium lain akan mengalami perubahanarah, perubahan kecepatan, serta perubahan panjanggelombang. Sedangkan frekuensinya tetap

Secara umu hukum Snellius tentang pembiasan dapatditulis dalam persamaan berikut :

i : sudut sinar datang

r : sudut sinar bias

n1 : indeks bias medium asal sinar

n2 : indeks bias medium tujuan sinar

v1 : kecepatan cahaya pada medium asal sinar

v2 : kecepatan cahaya pada medium tujuan sinar

: panjang gelombang pada medium asal

: panjang gelombang pada medium tujuan

# Catatan #

Apabila cahaya datang dari hampa

masuk ke udara, indeks bias mutlak udara

ditulis :

Oleh karena kelajuan cahaya dalam

hampa (c) hampir sama dengan kelajuan

cahaya dalam udara (vudara) maka nudara =

1 (satu)

Karena sifat pembiasan sinar datangdari zat optik rapat masuk ke zat optiklebih renggang selalu menjauhi normal,

maka, jika sudut datangnya (i) kitaperbesar sedikit demi sedikit makasudut biasnya pun akan membesar pulasedikit demi sedikit

Pembiasan Pada Prisma Prisma adalah benda optik tembus cahaya berbentuk

piramid

Dimana :

n : indeks bias prisma

: sudut pembias prisma ( Sudut antara kedua bidang sisi )

: sudut deviasi ( Sudut antara i dan r )

N1: garis normal sisi 1

N2: garis normal sisi 2

Sudut deviasi akan mencapai harga minimum jika :

Sehingga rumus yang berlaku :

n1 : indeks bias keliling prisma (indeks bias medium)

n2 : indeks bias prisma

min : deviasi minimum

Rumus diatas berlaku untuk sudut pembias besar. Untuk sudut pembias yang kecil (<10o) berlaku rumus :

Prisma

Jika seberkas cahaya polikromatikjatuh pada salah satu bidang prismaakan di uraikan ( mengalami dispersi )menjadi cahaya monokromatik.

Warna merah memiliki panjanggelombang terbesar, sedangkan warnaungu memiliki panjang gelombangterkecil

Warna merah memiliki indeks bias

Pelangi

Pada praktiknya, siswa menyemprotkan airke udara saat matahari memancarkancahaya dengan terang menggunakansprayer minyak atau berkumur laludisemprotkan ke udara pasti dapatmelihat pelangi

Keterangan : n1 = indeks bias medium di

sekitar permukaan lengkung n2 = indeks bias permukaan

lengkung s = jarak benda s' = jarak bayangan R = jari-jari kelengkungan

permukaan lengkung

Seperti pada pemantulan cahaya, padapembiasan cahaya juga ada perjanjiantanda berkaitan dengan persamaan-persamaan pada permukaan lengkung

Pembiasan di Lensa Tipis

• Adalah benda bening yang tembus cahaya yangmempunyai dua buah permukaan dengan jari-jarikelengkungan masing-masing R1 dan R2

• Untuk lensa tipis ketebalan lensa tidakdiperhitungkan atau dianggap nol

• Lensa tipis dibedakan menjadi 2 : Lensa Cembung Lensa Cekung

Lensa Cembung

• Ciri - ciri :Bagian tengah lebih tebal dari pada bagian tepinya

Mengumpulkan cahaya

Dengan Asumsi sinar datang dari kiri ke kanan

lensa cembung yang dibatasi oleh dua bidanglengkung yang berlawanan arah kelengkungannya

lensa cembung yang dibatasi oleh satubidang datar dan satu bidang lengkung

lensa cembung yang dibatasi oleh duabudang lengkung yang searah kelengkungannya

Lensa Cembung / lensa konvergen / lensa positif pengumpul sinar

Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung (konvek = konvergen)

– Sinar sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui titik fokus utama / aktif (f1)

– Sinar yang melalui titik fokus pasif (f2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama

– Sinar yang melalui titik pusat lensa tidak dibiaskan melainkan diteruskan

Sinar sejajar sumbu utama akan dibiaskan melalui

titik fokus utama / aktif (f1)

Sinar yang melalui titik pusat lensa tidak

dibiaskan melainkan diteruskan

Sinar yang melalui titik fokus pasif (f2)

akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Lensa Cekung

• Ciri - ciri :Bagian tengah lensa lebih tipis dibanding bagian pinggirnya

menyebarkan cahaya

Dengan Asumsi sinar datang dari kiri ke kanan

lensa cekung yang dibatasi oleh dua bidanglengkung yang arahnya berlawanan

lensa cekung yang dibatasi oleh satu bidang datar dan satu bidang lengkung

lensa cekung yang dibatasi oleh dua

bidang lengkung yang arahnya searah

Lensa Cekung / lensa divergen / lensa negatif menyebarkan sinar

Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung (konkaf = divergen)

Ada 3

Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus

Sinar yang seolah-olah menuju titik fokus, dibiaskan sejajar dengan sumbu utama

Sinar yang menuju pusat lensa tidak dibiaskan melainkan diteruskan

Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan

seolah-olah berasal dari titik fokus

Sinar yang seolah-

olah menuju titik

fokus, dibiaskan

sejajar dengan

sumbu utama

Kegunaan Lensamengobati Cacat Mata

Cacat mataDibedakan berdasarkan kemampuanoptimal daya akomodasinyadibedakan:

Rabun dekat (Hipermetropi)Rabun jauh (Myopi)Mata Tua (Presbiopi)

MIOPI• rabun jauh• Kurang jelas melihat

benda-benda yangletaknya jauh

• Titik jauhnya terbatas

• Diakibatkan karenabentuk lensa yangtidak dapat terlalupipih

• Bayangan bendaselalu jatuh di depanretina jika bendaberada di tempatjauh

Jangkauan penglihatan mata

MIOPI

X X

PP < 25 cm PR = tak terhingga

Titik jauh

Titik jauh

Lensa negatif membentuk bayangan maya di depanlensa

Benda yang berada pada jarak tak hingga (So = )

Bayangannya terbentuk pada titik jauhnya (Si = -PR)

Dengan rumus pembentukan bayangan

1/f = 1/So + 1/Si

1/f = 1/ + 1/(-PR)

1/f = 0 + 1/(-PR)

f = - PR

Kekuatan lensa yang digunakan

P = 1/f = 1/(-PR)

Atau: P = 100/f

utk f dalam cm

HIPERMETROPI• rabun dekat• Kurang jelas melihat

benda-benda yang

letaknya dekat

• Titik dekatnya lebih

besar dari 25 cm

• Diakibatkan karena

bentuk lensa yang tidak

dapat terlalu cembung

• Bayangan benda selalu

jatuh di belakang retina

jika benda berada di

tempat yang dekat (jarak

baca)

X X

Jarak baca normal

Jarak baca normal

Lensa positif membentuk bayangan maya di depanlensa

Benda yang berada pada titik bacanya (So = Sn)bayangannya terbentuk pada titik dekatnya (Si = -PP)

Dengan rumus pembentukan bayangan

1/f = 1/So + 1/Si

1/f = 1/Sn + 1/(-PP)Sn = titik baca normal (25 cm)

Kekuatan lensa yang digunakan

P = 1/f

http://4.bp.blogspot.com/_IL_hvTz-W_E/S459f-bQ5nI/AAAAAAAAAZY/Mn-S9B1IX2A/s1600-h/ff5.bmp

Kumpulan Soal

1. Seekor ikan berada di dalam akuarium berbentuk boladengan jari-jari 30 cm. Posisi ikan itu 20 cm daridinding akuarium dan diamati oleh seseorang dariluar akuarium pada jarak 45 cm dari dindingakuarium. Bila indeks bias air akuarium 4/3tentukanlah jarak orang terhadap ikan menurut

a) orang itu

b) menurut ikan

a. Menurut orang (Orang melihat ikan, berarti Sinar datang dari ikan ke mata orang)

Diketahui : n1 = nair = 4/3n2 = nu = 1s = 20 cmR = -30(R bertanda negatif karena sinar datangdari ikan menembus permukaan cekungakuarium ke mata orang)Ditanya : s’Jawab :

Jadi, jarak bayangan ikan atau jarak ikan ke dinding akuarium menurut orang hanya 18 cm (bukan 20 cm!). Tanda negatif pada jarak s’ menyatakan bahwa bayangan ikanyang dilihat orang bersifat maya. Sedangkan jarak orang ke ikan menurut orangadalah 45 cm ditambah 18 cm, yaitu 63 cm (bukan 65 cm!).

b. Menurut Ikan (Ikan melihat orang, berarti Sinar datang dari orang ke mataikan)

Diketahui : n1 = nu = 1n2 = nair = 4/3s = 45 cmR = +30(R bertanda positif karena sinar datangdari orang menembus permukaan cekungakuarium ke mata ikan)Ditanya : s’ Jawab :

Jadi, jarak bayangan orang atau jarak orang ke dinding akuarium menurut ikanbukan 45 cm melainkan 120 cm. Tanda minus pada jarak bayanganmenyatakan bahwa bayangan bersifat maya. Jarak orang ke ikan menurutikan sama dengan 20 cm ditambah 120 cm, yakni 140 cm.

2. Cepat rambat cahaya di medium A besarnya 2 x 108

m/s. Bila cepat rambat cahaya di ruang hampa 3 x 108

m/s, berapakah indeks bias mutlak medium itu?

Penyelesaian:Diketahui :

n1 = 1 v1 = 3 x 108 m/s v2 = 2 x 108 m/s

Ditanya : n2 = ?Jawab :

n2 = 1,5

Pembiasan Pada Kaca Plan Paralel

• Kaca plan paralel atau balok kaca adalahkeping kaca tiga dimensi yang kedua sisinyadibuat sejajar