BAB 11
CAHAYA
&
KOMPETENSI INTI
3. Mendeskripsikan sifat-sifat cahaya, pembentukan bayangan, serta aplikasinya untuk menjelaskan penglihatan manusia, proses pembentukan bayangan pada mata serangga, dan prinsip kerja alat optik
KOMPETENSI DASAR
3.1 Memahami konsep pengukuran berbagai besaran yang ada pada diri, makhluk hidup, dan lingkungan fisik sekitar sebagai bagian dari observasi, serta pentingnya perumusan satuan terstandar (baku) dalam pengukuran
INDIKATOR
Mengidentifikasikan sifat-sifat cahaya, membuat lukisan bayangan pada cermin dan lensa, menjelaskan prinsip terbentuknya bayangan pada mata dan kamera,
TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Merancang percobaan untuk menunjukkan sifat-sifat cahaya.
2. Menjelaskan Hukum Pemantulan Cahaya berdasarkan hasil percobaan.
3. Mendeskripsikan proses pembentukan dan sifat bayangan pada cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung.
4. Menjelaskan Hukum Pembiasan Cahaya berdasarkan hasil percobaan.
6. Menjelaskan peristiwa pembiasan, pemantulan sempurna, dan disperse yang terjadi pada prisma.
7. Mendeskripsikan fungsi mata sebagai alat optik.
8. Menjelaskan tiga macam cacat mata yang dialami oleh manusia.
A. Sifat-sifat Cahaya
Cahaya memiliki sifat antara lain; dapat merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dapat dilenturkan, dapat digabungkan, dapat merambat dalam ruang hampa, dan memiliki kecepatan 300.000.000 m/s.
Benda
Sumber Cahaya (dapat
menghasilkan cahaya sendiri)
Benda
Gelap Benda tidak tembus cahaya Benda Tembus Cahaya
B. Pemantulan Cahaya
Hukum Pemantulan Cahaya (Hukum Snellius)
1. Sinar dating, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
1. Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Sifat bayangan pada cermin datar; maya, tegak, sama besar, jarak bayangan sama dengan jarak benda, tinggi bayangan sama dengan tinggi benda, dan posisi
2. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung
Bagian-bagian cermin cekung
SU = sumbu utama
P = titik pusat kelengkungan cermin F = titik focus cermin
O = titik pusat optic R = jari-jari cermin
f = jarak titik focus cermin
O-F= ruang I F-P = ruang II
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik focus
2. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
Lukisan bayangan pada cermin cekung:
Benda di ruang I di depan cermin cekung.
Benda di ruang II di depan cermin cekung.
Sifat bayangan: nyata, terbalik, diperbesar, di ruang III
Benda di ruang III di depan cermin cekung.
Benda di titik fokus di depan cermin cekung.
Sifat bayangan: nyata, di jauh tak terhingga
Benda di titik pusat di depan cermin cekung.
Rumus cermin cekung.
So = jarak benda Si = jarak bayangan
f = jarak fokus cermin cekung R = jari-jari cermin cekung
3. Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung
Bagian-bagian cermin cembung.
SU = sumbu utama
P = titik pusat kelengkungan cermin F = titik focus cermin
O = titik pusat optic R = jari-jari cermin
f = jarak titik focus cermin
O-F = ruang I F-P = ruang II
Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus
2. Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
Lukisan bayangan pada cermin cembung
Rumus cermin cembung
So = jarak benda Si = jarak bayangan
f = jarak focus cermin cembung R = jari-jari cermin cembung
C. Pembiasan Cahaya
Hukum pembiasan cahaya:
1.Sinar dating, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu
bidang datar.
2.Perbandingan antara proyeksi sinar dating
dan proyeksi sinar bias ( ) selalu tetap.
(Tetapan ini disebut indeks bias)
OS OR
1. Indeks Bias Suatu Medium
Hubungan antara cepat rambat cahaya di udara (C1), cepat rambat cahaya di dalam kaca (C2), indeks bias udara (nu), dan indeks bias kaca (n2) dapat dinyatakan dengan rumus:
, karena indeks bias udara nu = 1, maka:
Hubungan panjang gelombang cahaya di udara ( ), panjang gelombang cahaya dalam kaca ( ), dan indeks bias kaca (n2) dapat dinyatakan dengan rumus:
2. Pembiasan Cahaya pada Prisma
N1 & N2 = garis normal EF = sinar datang
GH= sinar bias i = sudut datang r = sudut bias
= sudut pembias prisma
D = sudut deviasi, yaitu sudut yang dibentuk oleh
perpanjangan sinar dating dan sinar bias yang keluar dari prisma.
Pemantulan sempurna pada prisma
3. Pembiasan Cahaya pada Lensa Cembung
a b c
Bentuk lensa cembung ada 3 macam: a.Cembung-cembung (bikonveks)
b.Cembung-datar (plan konveks)
Bagian-bagian lensa cembung
SU = sumbu utama
P = titik pusat kelengkungan lensa F = titik focus lensa
O = titik pusat optik R = jari-jari lensa
f = jarak titik focus lensa
O-F= ruang I F-P = ruang II
Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik focus F1
Lukisan bayangan pada lensa cembung
Sifat bayangan:
Maya, tegak, diperbesar, di ruang IV.
Nyata, terbalik, diperbesar, di ruang III.
Nyata, di jauh tak hingga.
Rumus lensa cembung
So = jarak benda Si = jarak bayangan
f = jarak fokus lensa cembung R = jari-jari lensa cembung
Catatan: pada lensa cembung f dan R bernilai positif (+)
f
1
P
Kekuatan lensa:
4. Pembiasan Cahaya pada Lensa Cekung
a b c
Bentuk lensa cekung ada 3 macam: a.cekung-cekung (bikonkaf)
b.Cekung-datar (plan konkaf)
Bagian-bagian lensa cekung
SU = sumbu utama
P = titik pusat kelengkungan lensa F = titik fokus lensa
O = titik pusat optik R = jari-jari lensa
f = jarak titik fokus lensa
O-F= ruang I F-P = ruang II
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah dari titik fokus F1
Lukisan bayangan pada lensa cekung
Rumus lensa cekung
Catatan: pada lensa cekung f dan R bernilai negatif (-)
f
1
P
Kekuatan lensa:
P = kekuatan lensa (dioptri)
So = jarak benda Si = jarak bayangan
D. Mata
Kemampuan lensa mata untuk mencembung dan memipih secara otomatis sesuai dengan jarak benda yang dilihat disebut daya akomodasi.
Diagram mata normal
Lukisan bayangan pada mata manusia:
E. Cacat Mata
2. Miopi 1. Hipermetropi
Lensa mata cenderung
memipih sehingga bayangan jatuh di belakang retina.
Lensa mata cenderung
3. Presbiopi
Presbiopi dapat ditolong dengan memakai kacamata berlensa rangkap/ganda (bifokal).
F. Mata Burung
Mata burung elang memiliki bidang pandang yang lebih luas disbanding manusia, karena mata elang berada di samping kanan dan kiri kepala, dan memiliki penglihatan binokuler.
Kelebihan mata binokuler; dapat memandang
Lukisan bayangan pada mata burung
Lukisan bayangan pada mata burung:
G. Kamera
H. Lup (Kaca Pembesar)
I. Alat Optik yang Menggunakan Dua Lensa atau Lebih
1. Mikroskop
Mikroskop digunakan untuk mengamati benda-benda yang sangat kecil
2. Teleskop (Teropong)
a. Teleskop Bumi (Teropong Medan) Digunakan untuk mengamati
benda-benda di permukaan bumi pada jarak jauh.
b. Teleskop Bintang
3. Periskop
