1.CAHAYA

2. 1. Sifat Gelombang CahayaCahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108 m/s.Sifat2 cahaya : Dapat mengalami pemantulan (refleksi) Dapat mengalami pembiasan (refraksi) Dapat mengalami pelenturan (difraksi) Dapat dijumlahkan (interferensi) Dapat diuraikan (dispersi) Dapat diserap arah getarnya (polarisasi) Bersifat sebagai gelombang dan partikel 3. 2. Pemantulan CahayaHukum Pemantulan CahayaSinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.Sudut datang (i) = sudut pantul (r)a.Pemantulan pada Cermin DatarSifat pembentukan bayangan pada cermin datar : Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin Tinggi bayangan = tinggi benda Bayangan bersifat tegak dan maya, dibelakangcermin 4. b.Pemantulan pada Cermin CekungSinar-sinar Istimewa pada cermin Cekung : Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titikfokus. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbuutama. Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkanmelalui titik itu juga.Sifat Bayangan :a. Bila benda di ruang I, makac. Bila benda di ruang III, maka Bayangan di ruang IVBayangan di ruang II Maya, tegak, diperbesar Nyata, terbalik, diperkecilb. Bila benda di ruang II, makaBayangan di ruang IIINyata, terbalik, diperbesar 5. c.Pemantulan pada Cermin CembungSinar-sinar Istimewa pada cermin Cembung : Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkanseolah-olah berasal dari titik fokus. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajarsumbu utama. Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermindipantulkan melalui titik itu juga.Sifat Bayangan :Maya, tegak, diperkecil. 6. d. Perhitungan Pembentukan Bayangan 1 1 1 1 1 2+ = atau+ = s s fs s R h s m= = h sContoh :Sebuah benda berdiri tegak 10 cm di depan cermin cembung yang mempunyai titik fokus 30 cm. Jika tinggi bendanya 2 m, tentukanlah tinggi bayangan yang terbentuk dan perbesaran benda. 7. 3. Pembiasan Cahayaa. Indeks Bias n = indeks bias suatu mediumc n=c = kecepatan cahaya di udara cncn = kecepatan cahaya dlm mediumb. Hukum Pembiasan Cahayai = sudut datangsin i nr = sudut bias=sin r nn = indeks bias medium 1n = indeks bias medium 2 8. c.Pembiasan pada Lensa CembungSinar-sinar Istimewa pada Lensa Cembung : Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus. Sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.Sifat Bayangan :a. Bila benda di ruang I, maka Bayangan maya (di depan lensa), tegak, diperbesarb. Bila benda di ruang II, makaBayangan nyata (dibelakang lensa), terbalik, diperbesarc. Bila benda di ruang III, makaBayangan nyata, terbalik, diperkecil 9. d.Pembiasan pada Lensa CekungSinar-sinar Istimewa pada Lensa Cekung : Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olahberasal dari titik fokus. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokusdibiaskan sejajar sumbu utama. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.Sifat Bayangan :Maya, tegak, diperkecil. 10. e. Perhitungan Pembentukan Bayangan n n11 + = (nn) R R s s 12 Contoh :Sebuah lensa cembung-cembung mempunyai jari2 kelengkungan 15 cm dan 10 cm, dengan indeks bias 1,5. Bila lensa itu berada di udara yang mempunyai indeks bias 1, tentukan jarak fokus lensa tsb. 11. e. Lensa Gabungan1 1 1 = +fgf1 f 2f. Kekuatan Lensa (P)1 P=fContoh :Sebuah lensa cekung-cekung mempunyai jarak fokus 50 cm, tentukan kekuatan lensa. 12. 4. Interferensi CahayaAdalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya.Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, keduagelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi danamplitudo yg sama serta selisih fase tetap.Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaituGaris terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif)Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memprlemah atau destruktif) 13. Syarat interferensi maksimumInterferensi maksimum terjadi jika kedua gel memiliki fase yg sama(sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dgn nol ataubilangan bulat kali panjang gelombang .d sin = m ;m = 0,1,2,...Bilangan m disebut orde terang. Untuk m=0 disebut terang pusat, m=1 disebut terang ke-1, dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut sangat kecil, sehingga sin = tan = p/l, dgn demikian pd= mlDengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. 14. Syarat interferensi minimumInterferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gel 180o, yaitujika selisih lintasannya sama dgn bilangan ganjil kali setengah .d sin = (m 1 ) ; 2 m = 1,2,3,...Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke nol. Untuk m=1 disebut gelap ke-1, dst. Mengingat sin = tan = p/l, makapd = ( m 1 ) 2 lDengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang.Jarak antara dua garis terang yg berurutan sama dgn jarak duagaris gelap berurutan. Jika jarak itu disebut p, makapd= l 15. Contoh :Pada suatu percobaan YOUNG, jarak antara 2 celah d = 0,25 mmsedangkan jarak celah ke layar l = 1 m. Jarak garis gelap keduake pusat pola interfernsi pada layar adalah p = 3 mm.Tentukan :a.Panjang gelombang cahaya yg digunakanb.Jarak garis terang ketiga dari pusatc.Jarak garis terang ketiga dari pusat jika percobaan Youngdicelupkan dalam air yg indeks biasnya 4/3. 16. 5. DifraksiJika muka gel bidang tiba pada suatu celah sempit (lebarnya lebih kecil dari panjang gelombang), maka gel ini akan mengalami lenturan sehingga terjadi gel2 setengah lingkaran yg melebar di belakang celah tsb. Gejala ini dikenal dgn peristiwa difraksi. Difraksi Celah TunggalSyarat terjadinya garis gelap ke-m adalah d sin = m ; m = 1,2,3,...Untuk sudut yg kecil, berlaku pd = m lSyarat terjadinya garis terang ke-m adalahd sin = (m + 1 ) ; 2m = 0,1,2,...Untuk sudut yg kecil, berlaku pd = ( m + 1 ) 2 l 17. Difraksi Celah MajemukPola difraksi maksimumd sin = m ;m = 0,1,2,...Pola difraksi minimumd sin = (m 1 ) ; 2m = 1,2,3,...Contoh :Celah tunggal selebar 0,12 mm disinari cahaya monokromatik sehingga menghasilkan jarak antara gelap kedua dan terang pusat 15 mm. Jika jarak layar dengan celah adalah 2 m, berapa panjang gelombang cahaya yg digunakan? 18. 6. Alat-alat Optik1.Mata2.Lup3.Mikroskop4.Teropong1. MataMemiliki sebuah lensa yg berfungsi sbg alat optik.Mata mempunyai penglihatan yang jelas pada daerah yang dibatasi oleh dua titik yaitu titik dekat/ punctum proximum (titik terdekat yg masih dapat dilihat jelas oleh mata yg berakomodasi sekuat2nya) dan titik jauh/punctum remotum (titik terjauh yg masih dapat dilihat jelas oleh mata yg tak berakomodasi) 19. Mata NormalPada mata normal (emetropi) letak titik dekat (PP) terhadapmata sekitar 25 cm, sedang letak titik jauh (PR)terhadap mata adalah ~. Mata normal ini dapat melihatdg jelas suatu benda yg letaknya jauh maupun dekat.Benda jauh dilihatnya dg mata tak berakomodasi, sedangbenda dekat dilihatnya dg mata berakomodasi.Cacat MataRabun dekat (hipermetropi) Rabun Jauh (miopi)Tidak mampu melihat benda2 dekat Tidak mampu melihat benda2 jauhTitik dekatnya > 25 cm Titik dekatnya = 25 cmTitik jauhnya ~Titik jauhnya < ~Dibantu dg kacamata positifDibantu dg kacamata negatif 20. Contoh :1. Tentukan kekuatan lensa kacamata yg diperlukan oleh seseorang yg mempunyai titik dekat 40 cm, supaya orang tsb dapat membaca sebagaimana halnya orang normal.2. Seorang anak mempunyai titik jauh 4 m. Supaya anak tsb dapat melihat benda2 jauh dg normal, tentukan kekuatan lensa kacamata yg diperlukan. 21. Lup Menggunakan sebuah lensa cembung. Untuk melihat benda2 kecil sehingga tampak lebih besardan jelas.Sifat Bayangan :Maya (didepan lup), tegak, diperbesar.Perbesaran Anguler :- mata tak berakomodasi - mata berakomodasi maksSnSn = = +1 f f = perbesaran angulerSn = titik dekat orang normalf = jarak fokus lup 22. Mikroskop Untuk melihat detail benda lebih jelas dan lebih besar. Menggunakan 2 lensa positif, sebagai lensa objektif danlensa okuler.Melihat bayangan benda tanpa akomodasiPerbesaran bayangan : S obS nm= x S ob f okMelihat bayangan benda dengan berakomodasiSob = jarak benda ke lensa objektifSSm = ob x n + 1 Sob = jarak bayangan ke lensa objektifS ob f ok S = jarak titik dekat mata normalnfok = jarak fokus lensa okuler 23. Contoh :Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objektif dari sebuah mikroskop. Jarak fokus lensa objektifnya 0,9 cm, jarak fokus lensa okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan perbesaran oleh mikroskop tsb. 24. Teropong BintangMenggunakan 2 lensa positif.Beda teropong bintang dg mikroskop : mikroskop: fob < fok letak benda dekat dg lensa objektif teropong bintang: fob >> Fokletak benda di jauh tak berhinggaUntuk mata tanpa akomodasif ob m=f okUntuk mata berakomodasi maksimum f ob f S + f ok m== ob n sokf ok S n 25. Teropong BumiMenggunakan 3 lensa positif, sebagai lensa objektif, pembalik dan okuler.Utk mata tanpa akomodasiUtk mata akomodasi maks f ob f ob f S + f ok m= m== ob n f ok sokf ok S nTeropong PanggungMenggunakan 2 lensa; lensa objektifnya positif, lensa okulernya negatif.Utk mata tanpa akomodasiUtk mata akomodasi maksf ob f ob f ob S n + f ok m= m==f ok sokf ok S n 26. Contoh :Teropong bintang dg jarak fokus objektifnya 4 m dan jarak fokus okulernya 4 cm, tentukan perbesaran bayangan yg dihasilkan masing2 untuk mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi maksimum.