of 12 /12
FIS 1 1 materi78.co.nr OPTIKA (I) Optika (I) A. PENDAHULUAN Optika adalah ilmu yang mempelajari cahaya. Sifat-sifat cahaya: 1) Memiliki cepat rambat 3,0 x 10 8 m/s. 2) Merupakan gelombang transversal dan elektromagnetik. 3) Merambat dalam arah lurus. 4) Arah rambat tidak dapat dipengaruhi medan magnet atau listrik (tidak bermuatan). 5) Bagian dari spektrum matahari. Sifat-sifat cahaya sebagai gelombang elektromagnetik adalah dapat mengalami: 1) Refleksi (pemantulan) 2) Dispersi/refraksi (pembiasan) 3) Difraksi (pelenturan) 4) Interferensi (perpaduan) 5) Polarisasi (pengkutuban) Cahaya terdiri dari: a. Bayang-bayang (shadow), adalah daerah gelap di sekitar benda, yaitu: - Umbra (bayang-bayang inti), tidak mendapat cahaya sama sekali. - Penumbra (bayang-bayang tambahan), masih mendapat sedikit cahaya. b. Bayangan (image), adalah daerah terang yang berupa sinar pantul atau sinar bias. B. PEMANTULAN CAHAYA Pemantulan cahaya (refleksi) adalah peristiwa perubahan arah rambat cahaya akibat menumbuk medium tertentu. Pemantulan cahaya pada bidang datar: a. Pemantulan baur/difus, terjadi pada permukaan tidak rata dan kasar, intensitas cahaya kurang. b. Pemantulan teratur, terjadi pada permukaan yang rata dan licin, intensitas cahaya tinggi. Hukum pemantulan cahaya: C. PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN Pemantulan cahaya pada cermin terbagi menjadi tiga, yaitu pada cermin datar dan cermin lengkung. Pemantulan cahaya pada cermin menghasilkan dua jenis bayangan: a. Bayangan sejati/nyata, yaitu bayangan yang berada di depan cermin, dapat ditangkap layar dan terbalik. b. Bayangan maya/semu, yaitu bayangan yang berada di belakang cermin, tidak dapat ditangkap layar dan tegak/sejajar. Cermin datar adalah cermin yang permukaannya tidak melengkung (datar). Sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar: a. Sama besar dengan benda asli b. Jarak benda sama dengan jarak bayangan c. Posisi bayangan tertukar secara horizontal d. Maya/semu e. Tegak/sejajar Apabila terdapat dua cermin datar yang diapit membentuk sudut, akan terbentuk lebih dari satu bayangan. Jumlah bayangan yang dapat terbentuk: Apabila seseorang ingin bercermin sehingga seluruh bagian tubuhnya terlihat, maka tinggi cermin minimal adalah: i r garis normal i = r Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) cahaya sama dengan sudut pantul (r). n = 360 α - x n = jumlah bayangan α = sudut apit cermin x = 1, jika hasil bagi genap x = 0, jika hasil bagi ganjil hcermin = 1 /2 x hbenda

FIS 1materi78.co.nr Optika (I)...Pembiasan cahaya terjadi oleh lensa cembung (positif) dan lensa cekung (negatif). Pembiasan cahaya pada lensa menghasilkan dua jenis bayangan: a. Bayangan

  • Author
    others

  • View
    21

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of FIS 1materi78.co.nr Optika (I)...Pembiasan cahaya terjadi oleh lensa cembung (positif) dan lensa...

  • FIS 1

    1

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Optika (I)A. PENDAHULUAN

    Optika adalah ilmu yang mempelajari cahaya.

    Sifat-sifat cahaya:

    1) Memiliki cepat rambat 3,0 x 108 m/s.

    2) Merupakan gelombang transversal dan elektromagnetik.

    3) Merambat dalam arah lurus.

    4) Arah rambat tidak dapat dipengaruhi medan magnet atau listrik (tidak bermuatan).

    5) Bagian dari spektrum matahari. Sifat-sifat cahaya sebagai gelombang elektromagnetik adalah dapat mengalami:

    1) Refleksi (pemantulan)

    2) Dispersi/refraksi (pembiasan)

    3) Difraksi (pelenturan)

    4) Interferensi (perpaduan)

    5) Polarisasi (pengkutuban)

    Cahaya terdiri dari:

    a. Bayang-bayang (shadow), adalah daerah gelap di sekitar benda, yaitu:

    - Umbra (bayang-bayang inti), tidak mendapat cahaya sama sekali.

    - Penumbra (bayang-bayang tambahan), masih mendapat sedikit cahaya.

    b. Bayangan (image), adalah daerah terang yang berupa sinar pantul atau sinar bias.

    B. PEMANTULAN CAHAYA

    Pemantulan cahaya (refleksi) adalah peristiwa perubahan arah rambat cahaya akibat menumbuk medium tertentu.

    Pemantulan cahaya pada bidang datar:

    a. Pemantulan baur/difus, terjadi pada

    permukaan tidak rata dan kasar, intensitas cahaya kurang.

    b. Pemantulan teratur, terjadi pada

    permukaan yang rata dan licin, intensitas cahaya tinggi.

    Hukum pemantulan cahaya:

    C. PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN

    Pemantulan cahaya pada cermin terbagi menjadi tiga, yaitu pada cermin datar dan cermin lengkung.

    Pemantulan cahaya pada cermin menghasilkan dua jenis bayangan:

    a. Bayangan sejati/nyata, yaitu bayangan yang berada di depan cermin, dapat ditangkap layar dan terbalik.

    b. Bayangan maya/semu, yaitu bayangan yang berada di belakang cermin, tidak dapat ditangkap layar dan tegak/sejajar.

    Cermin datar adalah cermin yang permukaannya tidak melengkung (datar).

    Sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar:

    a. Sama besar dengan benda asli

    b. Jarak benda sama dengan jarak bayangan

    c. Posisi bayangan tertukar secara horizontal

    d. Maya/semu

    e. Tegak/sejajar

    Apabila terdapat dua cermin datar yang diapit membentuk sudut, akan terbentuk lebih dari satu bayangan.

    Jumlah bayangan yang dapat terbentuk:

    Apabila seseorang ingin bercermin sehingga seluruh bagian tubuhnya terlihat, maka tinggi cermin minimal adalah:

    i r

    garis normal

    i = r

    Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

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

    n = 360

    α - x

    n = jumlah bayangan α = sudut apit cermin x = 1, jika hasil bagi genap x = 0, jika hasil bagi ganjil

    hcermin = 1/2 x hbenda

  • FIS 1

    2

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Cermin lengkung terdiri dari cermin cekung dan cermin cembung.

    Pada cermin lengkung, terdapat beberapa titik, yaitu titik fokus (f) dan pusat kelengkungan (R). Kedua titik tersebut terletak pada sumbu utama.

    Nilai jarak fokus dan jari-jari kelengkungan adalah:

    Cermin cekung adalah cermin yang permukaannya melengkung ke dalam dan mengumpulkan berkas sinar (konvergen).

    Ruangan pada cermin cekung:

    Sifat bayangan yang dihasilkan cermin cekung dapat bermacam-macam. Sifat bayangan ditentukan oleh ruangan cermin.

    Sifat bayangan:

    Benda Bayangan Sifat bayangan

    I IV maya, tegak, diperbesar

    II III sejati, terbalik, diperbesar

    III II sejati, terbalik, diperkecil

    f ∞ -

    R R sejati, terbalik, sama besar

    a. Penjumlahan ruang benda dengan ruang bayangan adalah 5.

    b. Jika ruang bayangan > ruang benda, maka bayangan diperbesar, dan sebaliknya.

    Sinar-sinar istimewa cermin cekung:

    a. Sinar yang datang sejajar sumbu utama akan

    dipantulkan menuju f.

    b. Sinar yang datang melalui f akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

    c. Sinar yang datang melalui R akan dipantulkan kembali ke tempat awal.

    Cermin cembung adalah cermin yang permukaannya melengkung ke luar dan menyebarkan berkas sinar (divergen).

    Ruangan pada cermin cembung:

    Karena benda selalu berada pada satu ruangan, maka sifat bayangan tidak bermacam-macam.

    Sifat bayangan adalah maya/semu, tegak/sejajar dan diperkecil.

    Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung:

    a. Sinar yang datang sejajar sumbu utama akan

    dipantulkan seolah-olah dari f.

    b. Sinar yang datang menuju f akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

    c. Sinar yang datang menuju R akan dipantulkan kembali ke tempat awal.

    Persamaan cermin lengkung adalah:

    Pada cermin cembung, nilai f dan s’ adalah negatif, sehingga persamaan cermin lengkungnya menjadi:

    Perbesaran benda pada cermin lengkung dapat dirumuskan:

    D. PEMBIASAN CAHAYA

    Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya jika cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda kerapatannya.

    Hukum pembiasan cahaya (Snellius):

    f = 12 R R = 2f

    f R

    I II III IV

    f R

    R f

    I II III IV

    R f

    1

    f =

    1

    s +

    1

    s'

    f = jarak fokus s = jarak benda s’ = jarak bayangan

    - 1

    f =

    1

    s +

    1

    s'

    M = |s'

    s| = |

    h'

    h|

    M = perbesaran benda h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

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

    Sinar datang dari medium kurang rapat ke lebih rapat dibiaskan mendekati garis

    normal, dan sebaliknya.

  • FIS 1

    3

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    E. PEMBIASAN CAHAYA OLEH LENSA

    Pembiasan cahaya terjadi oleh lensa cembung (positif) dan lensa cekung (negatif).

    Pembiasan cahaya pada lensa menghasilkan dua jenis bayangan:

    a. Bayangan sejati/nyata, yaitu bayangan yang berada di belakang lensa, tidak dapat ditangkap layar dan tegak/sejajar.

    b. Bayangan maya/semu, yaitu bayangan yang berada di depan lensa, dapat ditangkap layar dan terbalik.

    Jadi, sifat bayangan dari sinar bias berlawanan dengan sifat yang bayangan dari sinar pantul.

    Jarak fokus lensa dipengaruhi oleh jari-jari ke-lengkungan dan indeks bias medium dan lensa.

    Jarak fokus lensa dapat dihitung:

    Lensa cembung/positif adalah lensa yang setidaknya memiliki satu sisi cembung dan dan bersifat mengumpulkan berkas sinar (konvergen).

    Macam-macam lensa cembung:

    bikonveks plankonveks konkaf-konveks

    Ruangan pada lensa cembung/positif:

    Sifat bayangan:

    a. Penjumlahan ruang benda dengan ruang bayangan adalah 5.

    b. Jika ruang bayangan > ruang benda, maka bayangan diperbesar.

    Benda Bayangan Sifat bayangan

    I IV maya, tegak, diperbesar

    II III sejati, terbalik, diperbesar

    III II sejati, terbalik, diperkecil

    f ∞ -

    R R sejati, terbalik, sama besar

    Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:

    a. Sinar yang datang sejajar sumbu utama

    dibiaskan ke f’.

    b. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.

    c. Sinar datang melalui f utama dibiaskan sejajar sumbu utama.

    Lensa cekung/negatif adalah lensa yang setidaknya memiliki satu sisi cekung dan ber-sifat menyebarkan berkas sinar (divergen).

    Macam-macam lensa cekung:

    bikonkaf plankonkaf konkaf-konveks

    Ruangan pada lensa cembung/positif:

    Sifat bayangan adalah maya/semu, tegak/sejajar dan diperkecil.

    i

    r

    garis normal

    bidang batas

    1

    f = [

    nLnM

    -1] [1

    R1+

    1

    R2]

    f = jarak fokus lensa nL = indeks bias lensa nM = indeks bias medium R1 = jari-jari kelengkungan sisi depan R2 = jari-jari kelengkungan sisi belakang

    2f f

    I

    +

    III II

    f’ 2f’

    IV

    depan belakang

    2f f

    +

    f’ 2f’

    2f f

    I

    -

    III II

    f’ 2f’

    IV

    depan belakang

  • FIS 1

    4

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:

    a. Sinar yang datang sejajar sumbu utama

    dibiaskan seolah-olah dari f utama.

    b. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.

    c. Sinar datang menuju f’ dibiaskan sejajar sumbu utama.

    Lensa dapat disusun menjadi tiga:

    1) Lensa tunggal

    2) Lensa gabungan berjarak

    3) Lensa gabungan tidak berjarak

    Persamaan lensa adalah:

    Pada lensa cekung, nilai f dan s’ adalah negatif, sehingga persamaan lensanya menjadi:

    Perbesaran benda pada lensa dapat dirumuskan:

    Daya lensa adalah ukuran kemampuan dan kekuatan lensa untuk menyebarkan atau mengumpulkan berkas sinar, dapat dirumuskan:

    Dua lensa berjarak yang dijajarkan akan membentuk persamaan lensa baru.

    Persamaan lensa untuk lensa gabungan berjarak:

    Lensa 1 Lensa 2

    Panjang tubus atau jarak antar lensa dapat dihitung:

    Perbesaran lensa untuk lensa gabungan berjarak:

    Lensa 1 Lensa 2

    Perbesaran total

    1

    f1 =

    1

    s1 +

    1

    s'1

    1

    f2 =

    1

    s2 +

    1

    s'2

    M1 = |s'1s1| M2 = |

    s'2s2|

    2f f

    -

    f’ 2f’

    1

    f =

    1

    s +

    1

    s'

    f = jarak fokus s = jarak benda s’ = jarak bayangan

    - 1

    f =

    1

    s +

    1

    s'

    M = |s'

    s| = |

    h'

    h|

    M = perbesaran benda h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan

    P = 1

    f

    P = daya lensa (Dioptri) f = jarak fokus lensa (m)

    +

    f'2 f1 f'1 2f

    -

    f2

    d

    d = s’ob + sok

    M = M1 x M2

  • FIS 1

    1

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Alat OptikA. PENDAHULUAN

    Alat optik adalah alat bantu yang digunakan untuk meningkatkan daya penglihatan manusia karena kemampuannya terbatas.

    Alat optik terdiri dari dua, yaitu:

    a. Alat optik alami, yaitu mata. b. Alat optik buatan, contohnya kamera, lup,

    mikroskop, teropong (teleskop).

    B. MATA

    Mata adalah alat optik alami yang terdapat pada makhluk hidup tingkat tinggi.

    Bagian-bagian mata:

    a. Kornea, melindungi bagian depan mata.

    b. Aqueous humor, mengatur pembiasan cahaya.

    c. Otot siliaris, mengatur daya akomodasi lensa mata.

    d. Iris, mengatur intensitas cahaya yang masuk ke mata dengan mengatur ukuran pupil dan memberi warna mata.

    e. Pupil, lubang pada iris sebagai tempat masuknya cahaya.

    f. Lensa mata, mengatur agar bayangan jatuh tepat pada retina.

    g. Vitreous humor, mengisi cairan bola mata dan mempertahankan bentuk bola mata.

    h. Retina, tempat jatuhnya bayangan benda. Terdiri dari sel kerucut yang peka terhadap cahaya kuat dan sel batang yang peka terhadap cahaya lemah.

    i. Fovea/bintik kuning, mempertajam bayangan benda.

    j. Serabut optik, mengirim sinyal ke otak untuk menginterpretasikan penglihatan.

    Cara kerja mata:

    1) Bayangan benda diterima oleh mata.

    2) Bayangan benda jatuh ke retina dalam keadaan terbalik.

    3) Sinyal bayangan dikirimkan ke otak untuk diinterpretasikan menjadi terbalik kembali.

    Sifat bayangan yang dihasilkan mata adalah nyata, terbalik dan diperkecil.

    Daya akomodasi adalah kemampuan mata untuk melihat dekat dan jauh dengan cara mengubah ketebalan lensa mata.

    Titik dekat (punctum proximum) adalah jarak terdekat yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas.

    Pada mata normal,

    Titik jauh (punctum remotum) adalah jarak

    terjauh yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas.

    Pada mata normal,

    Kelainan mata adalah suatu cacat mata yang disebabkan karena berubahnya titik dekat dan titik jauh mata.

    Miopi (rabun jauh) adalah cacat mata dengan,

    sehingga penderita tidak dapat melihat jauh.

    Miopi terjadi karena:

    a. Bayangan jatuh sebelum retina,

    b. Bola mata terlalu lonjong,

    c. Kelengkungan lensa mata terlalu besar.

    Miopi dapat ditolong menggunakan kacamata berlensa cekung/negatif.

    Daya lensa yang dibutuhkan untuk kacamata penderita miopi adalah:

    Hipermetropi (rabun dekat) adalah cacat mata

    dengan,

    sehingga penderita tidak dapat melihat dekat.

    a b

    c

    d

    e

    f g

    h

    i

    j

    Pp = 25 cm

    PR = ∞ cm

    Pp = 25 cm PR < ∞ cm

    i

    P = - 100PR P = daya lensa (D) PR = titik jauh penderita (cm)

    Pp > 25 cm PR = ∞ cm

  • FIS 1

    2

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Hipermetropi terjadi karena:

    a. Bayangan jatuh setelah retina,

    b. Bola mata terlalu pipih,

    c. Kelengkungan lensa mata terlalu kecil. Hipermetropi dapat ditolong meng-gunakan

    kacamata berlensa cembung/ positif.

    Daya lensa yang dibutuhkan untuk kacamata penderita hipermetropi adalah:

    Presbiopi adalah cacat mata tua yang

    disebabkan oleh faktor usia dengan,

    Presbiopi menyebabkan kesulitan penglihatan dekat maupun jauh karena daya akomodasi mata berkurang.

    Presbiopi dapat ditolong menggunakan kacamata berlensa bifokal/rangkap, yaitu terdiri dari lensa cembung di bagian atas dan lensa cekung di bagian bawah.

    Astigmatisma atau mata silindris adalah cacat mata karena bentuk kornea mata tidak bulat.

    Astigmatisma menyebabkan penglihatan kabur dan bergaris-garis pada arah tertentu.

    Astigmatisma dapat ditolong menggunakan kacamata berlensa silindris.

    C. KAMERA

    Kamera adalah alat optik yang berfungsi untuk mengambil gambar yang disimpan dalam bentuk film atau memori.

    Komponen kamera menyerupai mata, diantaranya:

    1) Shutter berfungsi sebagai kelopak mata.

    2) Diafragma berfungsi sebagai iris.

    3) Aperture berfungsi sebagai pupil.

    4) Lensa kamera.

    5) Film berfungsi sebagai retina. Sifat bayangan yang dihasilkan kamera adalah

    nyata, terbalik dan diperkecil.

    D. LUP DAN MIKROSKOP

    Lup adalah sebuah lensa cembung yang berfungsi untuk melihat benda yang tidak terlalu kecil.

    Persamaan lensa berlaku pada lup.

    Perbesaran lup terdiri dari dua:

    Perbesaran linear

    Perbesaran sudut

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi maksimum

    Mata berakomodasi pada jarak x

    Sifat bayangan yang dihasilkan lup adalah maya,

    tegak, diperbesar.

    Mikroskop cahaya adalah alat optik yang yang sangat kecil (renik/mikroskopis).

    Mikroskop terdiri dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif dan okuler (fob 25 cm PR < ∞ cm

    1

    f =

    1

    s +

    1

    s'

    f = jarak fokus s = jarak benda ke lup s’ = jarak bayangan

    M = |s'

    s| = |

    h'

    h|

    M = 25

    f

    M = 25

    f + 1

    M = 25

    f + 25

    x

    1

    fob =

    1

    sob +

    1

    s'ob

    1

    fok =

    1

    sok +

    1

    s'ok

  • FIS 1

    3

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Panjang tubus atau jarak lensa objektif dengan lensa okuler dapat dihitung:

    Perbesaran lensa pada mikroskop adalah:

    Lensa objektif

    Lensa okuler

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    Perbesaran total mikroskop adalah perkalian

    dari perbesaran lensa objektif dan okuler.

    Sifat bayangan yang dihasilkan mikroskop adalah maya, terbalik, dan diperbesar.

    E. TEROPONG

    Teropong atau teleskop adalah alat optik yang digunakan untuk mengamati benda-benda yang sangat jauh.

    Teropong terbagi menjadi:

    1) Teropong bias, tersusun atas lensa-lensa. Contoh: teropong bumi, teropong panggung (Galileo), teropong bintang/astronomi, dan teropong binokuler/prisma.

    2) Teropong pantul, tersusun atas cermin dan lensa.

    Persamaan lensa berlaku pada teropong.

    Lensa objektif

    Lensa okuler

    Teropong bintang adalah teropong yang terdiri

    dari dua lensa cembung, yaitu lensa objektif dan lensa okuler (fob>fok).

    Panjang tubus dapat dihitung:

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    d = s’ob + sok

    Mob = |s'obsob

    |

    Mok = 25

    fok

    Mok = 25

    fok + 1

    M = Mob . Mok M = |h'

    h|

    +

    f'ok fob f'ob 2f

    +

    fok

    d

    ob ok

    mikroskop

    1

    fob =

    1

    sob +

    1

    s'ob

    1

    fok =

    1

    sok +

    1

    s'ok

    d = fob + fok

    d = fob + sok

  • FIS 1

    4

    materi78.co.nr

    OPTIKA (I)

    Perbesaran total teropong bintang adalah:

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    Sifat bayangan teropong bintang adalah maya,

    terbalik, diperbesar.

    Teropong panggung adalah teropong yang terdiri dari satu lensa cembung objektif dan satu lensa cekung okuler.

    Panjang tubus dapat dihitung:

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    Perbesaran total teropong panggung adalah:

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    Sifat bayangan teropong panggung adalah

    maya, tegak, diperbesar.

    Teropong bumi adalah teropong yang terdiri dari tiga lensa cembung, yaitu lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler.

    Panjang tubus dapat dihitung:

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    Perbesaran total teropong bumi adalah:

    Mata tidak berakomodasi

    Mata berakomodasi

    Sifat bayangan teropong bumi adalah maya,

    terbalik, diperbesar.

    M = |fobfok

    |

    M = |fobsok

    | M = |fobfok

    × (fok25

    +1)|

    d = fob - fok

    d = fob + sok

    M = |fobfok

    |

    M = |fobsok

    | M = |fobfok

    × (fok25

    - 1)|

    d = fob + 4fp + fok

    d = fob + 4fp + sok

    M = |fobfok

    |

    M = |fobsok

    | M = |fobfok

    × (fok25

    +1)|

  • FIS 3

    1

    materi78.co.nr

    OPTIKA (II)

    Optika (II) A. PENDAHULUAN

    Optika fisis adalah ilmu yang membahas kuantitasi cahaya, yaitu difraksi, interferensi dan polarisasi cahaya.

    Sifat-sifat cahaya:

    1) Memiliki cepat rambat 3,0 x 108 m/s.

    2) Merupakan gelombang transversal dan elektromagnetik.

    3) Merambat dalam arah lurus.

    4) Arah rambat tidak dapat dipengaruhi medan magnet atau listrik (tidak bermuatan).

    5) Bagian dari spektrum matahari.

    Satuan panjang gelombang yang sering digunakan:

    1 Å = 10-10 m

    1 nm = 10-9 m

    B. PEMBIASAN CAHAYA

    Pembiasan cahaya adalah proses pembelokan cahaya karena melewati medium yang berbeda kerapatannya.

    Pembiasan cahaya pada prisma akan membentuk sudut deviasi yang merupakan perpanjangan sinar datang dengan yang meninggalkan prisma.

    Sudut deviasi dapat dihitung:

    Sudut deviasi minimum prisma dapat dihitung:

    Persamaan indeks bias pada prisma:

    Sudut pembias >15o

    Sudut pembias < 15o

    C. DISPERSI CAHAYA

    Dispersi cahaya adalah proses penguraian cahaya polikromatik menjadi cahaya monokromatik.

    Dispersi cahaya pada prisma akan menghasilkan spektrum warna pelangi.

    Sudut

    deviasi Indeks

    bias Frekuensi

    Panjang gelombang

    kecil kecil kecil besar

    besar besar besar kecil

    Sudut deviasi (δ) spektrum merah dan ungu dapat dihitung:

    Sudut dispersi (φ) adalah lebar spektrum yang

    dapat dihitung:

    D. WARNA

    Cahaya terbagi menjadi cahaya polikromatik dan cahaya monokromatik.

    Cahaya polikromatik adalah cahaya putih yang terdiri atas banyak frekuensi, sedangkan cahaya monokromatik adalah cahaya yang terdiri atas satu frekuensi.

    Warna benda muncul akibat benda tersebut memantulkan dan menyerap spektrum warna dari sinar putih.

    1) Benda berwarna putih jika semua spektrum warna yang diterimanya dipantulkan.

    β

    δ

    r2 r1 i1 i2

    δ = (i1 + r2) – β

    δ = sudut deviasi i1 = sudut sinar datang r2 = sudut sinar keluar β = sudut pembias prisma

    δm = 2.i1 – β

    nm. sin 1

    2 (δm + β) = np. sin

    1

    2 (β)

    δm = β ( npnm

    – 1)

    nm = indeks bias medium np = indeks bias prisma

    β

    φ

    δm = (nm – 1)β δu = (nu – 1)β

    δ = sudut deviasi nm = indeks bias merah nu = indeks bias ungu β = sudut pembias prisma

    φ = (nu – nm)β φ = sudut dispersi

  • FIS 3

    2

    materi78.co.nr

    OPTIKA (II)

    2) Benda berwarna hitam jika semua spektrum warna yang diterimanya diserap.

    3) Benda berwarna x jika spektrum warna x dipantulkan, dan spektrum warna lain diserap.

    Pada sistem yang molekulnya bergerak secara bebas (langit dan air), warna muncul diakibatkan oleh penghamburan spektrum warna.

    Warna terdiri dari:

    1) Warna primer, jika dicampur dapat

    menghasilkan warna putih, terdiri dari merah, hijau, biru (RGB).

    2) Warna sekunder, dihasilkan dari percampuran antar warna primer, terdiri dari cyan, magenta, kuning (CMY), dan lain-lain.

    E. DIFRAKSI CAHAYA

    Difraksi cahaya adalah pelenturan atau penyebaran gelombang cahaya ketika melintasi celah sempit atau ujung penghalang.

    Difraksi cahaya akan mengakibatkan interferensi cahaya yang menghasilkan pola terang-gelap.

    Difraksi pada celah tunggal:

    Persamaan difraksi celah tunggal

    Rumus pola gelap

    Semakin jauh dari pusat terang, pita terang makin sempit, sehingga diabaikan.

    Difraksi pada celah banyak (kisi):

    Persamaan difraksi celah banyak

    Pola terang pada difraksi celah banyak teratur, sedangkan pola gelap tidak.

    Rumus pola terang Rumus pola gelap

    Difraksi cahaya membatasi daya urai atau batas

    resolusi dan pembesaran alat optik.

    Daya urai atau batas resolusi adalah jarak pisah terpendek dari dua titik dimana bayangan yang dihasilkan masih dapat terlihat sebagai dua titik terpisah.

    Sudut resolusi minimum (Rayleigh) untuk men-dapatkan daya urai minimum dapat dirumuskan:

    Daya urai alat optik dapat dirumuskan:

    F. INTERFERENSI CAHAYA

    Interferensi cahaya adalah perpaduan gelombang cahaya koheren yang menghasilkan pola terang-gelap yang merupakan pola interferensi konstruktif-destruktif.

    Interferensi konstruktif terjadi pada pola pita terang dan interferensi gelombang sefase.

    Interferensi destruktif terjadi pada pola pita gelap dan interferensi gelombang berlawanan fase.

    Δs = n. λ Δs = (n – 1

    2 ) λ

    C C

    K W

    B B M

    M

    Y

    Y

    R

    R G

    G

    d

    y

    Δs

    θ

    L

    Δs = d.sinθ = d y

    L

    Δs = n. λ

    Δs = selisih lintasan (m) θ = sudut deviasi/simpangan d = lebar celah difraksi (m) y = jarak dari terang pusat ke pita gelap ke-n (m) L = jarak celah ke layar (m) n = pola ke-n (bilangan bulat)

    d

    d

    Δs = d.sinθ = d y

    L

    d = tetapan kisi/jarak antar celah (m) k = banyak celah

    θm = 1,22 λ

    D

    θm = sudut resolusi minimum/ Rayleigh

    D = diameter alat optik (m)

    dm = 1,22 λ.L

    D

    dm = daya urai alat optik L = jarak sumber ke pengamat (m) D = diameter alat optik (m)

  • FIS 3

    3

    materi78.co.nr

    OPTIKA (II)

    Interferensi pada celah ganda (Thomas Young):

    Persamaan interferensi celah ganda

    Rumus pola terang Rumus pola gelap

    Jarak antar pola

    1) Jarak antara terang-gelap yang ber-sebelahan adalah 1/2.

    2) Jarak antara terang-terang atau gelap-gelap yang bersebelahan adalah 1.

    Interferensi pada lapisan tipis:

    Persamaan interferensi lapisan tipis

    Rumus pola terang Rumus pola gelap

    G. POLARISASI CAHAYA

    Polarisasi cahaya adalah pengkutuban gelombang cahaya, yaitu penyerapan sebagian arah getar gelombang cahaya.

    Gelombang cahaya dapat terpolarisasi dengan cara penyerapan, pemantulan, pembiasan ganda, dan hamburan.

    Polarisasi dengan cara penyerapan dilakukan menggunakan sebuah celah (polaroid).

    Polaroid terdiri dari:

    1) Polarisator, mengubah cahaya tak ter-polarisasi menjadi terpolarisasi.

    2) Analisator, mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi.

    Suatu arah gelombang akan terserap oleh celah apabila celah tidak sejajar dengan arah polarisasi, dan tidak akan terserap apabila celah sejajar dengan arah polarisasi.

    Hukum Malus pada polarisasi cara penyerapan:

    Intensitas cahaya pada polarisator

    Intensitas cahaya pada analisator

    Polarisasi akibat pemantulan dan pembiasan

    terjadi jika sinar pantul dan sinar bias membentuk sudut 90o.

    Pada kejadian tersebut, sinar datang disebut sinar polarisasi, dan sudut datang disebut sudut polarisasi (sudut Brewster).

    Persamaan sudut Brewster:

    Δs = n. λ Δs = (n – 1

    2 ) λ

    Δs = (m – 1

    2 ) λ Δs = m. λ

    d

    y θ

    L

    Δs

    Δs = d.sinθ = d y

    L

    Δs = selisih lintasan (m) θ = sudut deviasi/simpangan d = jarak antar celah (m) y = jarak dari terang pusat ke pita gelap ke-n (m) L = jarak celah ke layar (m) n = pola ke-n (bilangan bulat)

    udara

    minyak

    i

    r

    Δs = 2.n.d.cosr

    n = indeks bias lapisan tipis d = ketebalan lapisan tipis r = sudut m = pola ke-m (bilangan bulat) λ = panjang gelombang di luar lapisan tipis

    θ2

    θ3

    Io

    I1

    I2

    I3

    polarisator

    analisator

    I1 = 1

    2 Io

    I2 = I1 cos2θ2 I3 = I2 cos2θ3

    θB

    r

    n1

    n2

    rapat

    renggang

    tanθB = n2n1

    θB = sudut polarisasi/sudut Brewster n2 = indeks bias medium tujuan (rapat) n1 = indeks bias medium asal (renggang)

  • FIS 3

    4

    materi78.co.nr

    OPTIKA (II)

    Sudut kritis adalah sudut datang yang membuat sudut bias membentuk 90o.

    Persamaan sudut kritis

    Hubungan sudut polarisasi dengan sudut kritis:

    Polarisasi dengan cara hamburan terjadi pada

    sistem partikel seperti gas.

    Cahaya diserap dan dihamburkan oleh elektron-elektron sistem partikel sehingga menghasilkan cahaya terpolarisasi.

    ik sinar bias

    n1

    n2

    rapat

    renggang

    sin ik = n1n2

    ik = sudut kritis n1 = indeks bias medium tujuan (renggang) n2 = indeks bias medium asal (rapat)

    tanθB = 1

    sin ik

    Fis 1.pdf (p.1-35)1.pdf (p.1-4)2.pdf (p.5-8)3.pdf (p.9-10)4.pdf (p.11-15)5.pdf (p.16-19)6.pdf (p.20-23)7.pdf (p.24-26)8.pdf (p.27-29)9.pdf (p.30-35)

    Fis 2.pdf (p.36-54)1.pdf (p.1-4)2.pdf (p.5)3.pdf (p.6-8)4.pdf (p.9-11)5.pdf (p.12-13)6.pdf (p.14-16)7.pdf (p.17-19)

    Fis 3.pdf (p.55-83)1.pdf (p.1-4)2.pdf (p.5-7)3.pdf (p.8-11)4.pdf (p.12-15)5.pdf (p.16-19)6.pdf (p.20-23)7.pdf (p.24-26)8.pdf (p.27-29)

    Fis 4.pdf (p.84-93)1.pdf (p.1-4)2.pdf (p.5-6)3.pdf (p.7-10)