830 likes | 1.12k Views
Optik Geometri. Matri Kelas X Semester II SMA FRANSISKUS. Teori Cahaya. Sir Isaak Newton “teori emisi” = kec cahaya 3 x 10 8 m/s Christian Huygens “ teori eter alam ” = perambatan cahaya sama dengan bunyi
E N D
Optik Geometri Matri Kelas X Semester II SMA FRANSISKUS
Teori Cahaya • Sir Isaak Newton “teori emisi” = kec cahaya 3 x 108 m/s • Christian Huygens “teorieteralam” = perambatan cahaya sama dengan bunyi • Thomas Young dan Augustine Fresnell“cahaya membelok & interferensi“ • Jean Leon Foucault“kec cahaya di zat cair < kec cahaya di udara” • James Clark Maxwell “cahaya merupakan gel elektromagnetik”
SifatGelombangCahaya Cahayamerupakangelombang transversal yang termasukgelombangelektromagnetik. Cahayadapatmerambatdalamruanghampadengankecepatan3 x 108 m/s. 2. Sifat2 cahaya : • Dapatmengalamipemantulan(refleksi) • Dapatmengalamipembiasan(refraksi) • Dapatmengalamipelenturan(difraksi) • Dapatdijumlahkan(interferensi) • Dapatdiuraikan(dispersi) • Dapatdiseraparahgetarnya(polarisasi) • Bersifatsebagaigelombangdanpartikel
Sifat – sifat gelombang cahaya • Tidakmemerlukan medium. • Merambatdalamsuatugarislurus. • Kecepatanterbesardidalamvakum (ruanghampa), yaitu 3 x 108 m/s • Kecepatandidalam medium lain lebihkecildaripadakecepatandidalamvakum • Kecepatancahayadidalamvakumadalahabsolut, tidaktergantungpadapengamat.
Pemantulanteratur, yaitubilacahayamengenaipermukaan yang datar Pemantulanbaur, yaitubilacahayamengenaipermukaan yang tidak rata Macam-macampemantulan
Hukumpemantulan (snellius) : • Sinardatang, garis normal dansinarpantulterletakpadasatubidangdatar. • Sudutdatang = sudutpantul
PemantulanSempurna Padasudutkecilbolehdikatakansemuasinardibiaskan Ketikasudut bias mencapai 900, seluruhsinardipantulkanolehbidangbatas Sudut 900disebutjugasudutkritisatausudutbatas Pemantulansempurnahanyadapatterjadijikacahayadatangdarizat yang mempunyaikerapatanlebihbesarkezat yang mempunyaikerapatanlebihkecil. Jikaikmenyatakansudutkritisdan nmmenyatakanindeks bias medium, maka :
PembiasanCahaya Pembiasancahayaadalahpembelokanarahrambatcahaya. Pembiasancahayaterjadijikacahayamerambatdarisuatu medium menembuske medium lain yang memilikikerapatan yang berbeda. Misalkandariudarakekaca, dari air keudaradandariudarake air.
Pembiasan Cahaya pada medium yang berbeda N renggang rapat N rapat renggang
Garis normal Sinar datang v1 i n1 Medium 1 Medium 2 n2 r v2 Sinar bias HukumSnelliuspadapembiasan
c cn n = OA OB n = Indeks Bias Indeksbias suatuzatadalahperbandingancepatrambatcahayadiruanghampadengancepatrambatcahayadalamzattersebut B A O Indeks bias suatuzatdapatdicaridengancarametodesnellius ( lihatgambar)
Persamaan umum snellius tentang pembiasan adalah : Dimana : * n1dan n2 menyatakanindeks bias medium 1 dan 2 * v1dan v2 menyatakankecepatanmerambatcahayadalam medium 1 dan 2
Keterangan: n1 , n2 = indek bias medium 1 dan 2 v1 , v2 = cepatrambatcahayadalam medium 1 dan 2 f1 , f2 = frekuensicahayadalam medium 1 dan 2 i = sudutdatang r = sudut bias Padapembiasancahayaberlaku: n1 sin i = n2 sin r n1 V1 = n2 V2 n1 . 1 = n2 . 2 f1 = f2
Garis normal x i n1 udara n2 i’ kaca d r Kaca plan-paralel udara r’ Pembiasancahayapadakaca plan-paralel d = ketebalankaca plan paralel X = jarakpergeseransinar i = r’ dan i’ = r
PembiasanpadaPrisma Prismaadalahbendaoptikberbentuksegitigaataupiramit r r disebutsudutdeviasi
Pembiasancahayapada prisma • sudutdeviasi : = i1 + r2 - • = r1 + i2 • Deviasi minimum : i1 = r2dan r1 = i2 sangatkecil ( < 150) m = (n2/n1 – 1) • Dispersicahaya • = u - m • = (nu – nm).prismadiudara, deviasi minimum dankecil
DispersiCahaya Dispersicahayaadalahpenguraianwarna-warnacahaya. Suatuberkassinarputihbilamelaluiprismaakanteruraimenjadiwarnamerah, jingga, kuning, hijau, birudanungu (perhatikangambar)
Penyebabdispersicahaya • Dispersicahayaterjadikarenasetiapwarnacayahamemilikipanjanggelombang yang berbedasehinggasudutbiasnyaberbeda-beda. • Cahayaputihterdiridarigabunganbeberapawarna, yaitumerah, hijaudanbiru. • Putihdisebutwarnapolikromatik, yaituwarnacahaya yang masihbisadiuraikanlagimenjadiwarna-warnadasar. • Merah, hijaudanbirumerupakanwarnadasaratauwarnamonokromatik, yaituwarnacahaya yang tidakdapatdiuraikankembali.
CerminDatar : bentukpermukaannyadatar Pemantulancahayadariobyek (bungadan vas) padacermindatar. Sifatpembentukanbayanganpadacermindatar : Jarakbayangankecermin = jarakbendakecermin Tinggibayangan = tinggibenda Bayanganbersifattegakdanmaya, dibelakangcermin
Pembentukan bayangan 2 cermin Jumlahbayangan Keterangan: n = jumlahbayangan = sudutantaraduacermin
Pemantulancahayaolehcerminlengkung Cerminlengkungadalahcermin yang permukaannyalengkung. Adaduajeniscerminlengkungyaitu : 1. cermincekung : permukaan yang memantulkancahayabagiandalamnya. bersifatmengumpulkansinar yang datangpadanya 2. cermincembung : permukaan yang memantulkancahayabagianluarnya. bersifatmenyebarkansinar yang datangpadanya
IV I II III IV I II III Analisis banyangan pada cermin lengkung • Untukmempermudahkankitadalammenganalisisbanyanganpadacerminlengkungdibagidalambeberapawilayahsebagaiberikut : a) Cermin Cekung b ) Cermin Cembung
CerminCekung Cermincekungadalahcerminlengkungdenganlapisanmengkilappadabagiandalam. Cermincekungmemilikisifatmengumpulkancahaya R f
R f R f R f Tiga sinar utama pada cermin cekung
PemantulanpadaCerminCekung Sinar-sinar Istimewa padacerminCekung : • Sinardatangsejajarsumbuutamadipantulkanmelaluititikfokus. • Sinardatangmelaluititikfokusdipantulkansejajarsumbuutama. • Sinardatangmelaluipusatkelengkungancermindipantulkanmelaluititikitujuga. SifatBayangan : a. Bilabendadiruang I, maka c. Bilabendadiruang III, maka Bayangandiruang IV Bayangandiruang II Maya, tegak, diperbesarNyata, terbalik, diperkecil b. Bilabendadiruang II, maka Bayangandiruang III Nyata, terbalik, diperbesar
f R Cermin Cembung Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya.
f R f R f R Tiga sinar utama pada cermin cembung
f R Pembentukan bayangan Sifat bayangan: tegak maya diperkecil
B. Pembiasanpadalensa • Lensatebal Keterangan: n1 , n2 = indek bias medium 1 dan 2 s = letakbenda (cm) s’ = letakbayangan (cm) R = jari-jarikelengkungan (cm) M = perbesaranbayangan (kali)
1 2 3 4 5 6 PembiasanCahayaolehLensaTipis • Lensatipismerupakanbendatembuscahaya yang terdiriatasduabidanglengkungatausatubidanglengkungdansatubidangdatar. • Macam-macamlensatipis : 1. lensacembung-cembung (bikonveks) 2. LensaCembung-datar (plan konveks) 3. LensaCembung-Cekung (konkavekonveks) 4. LensaCekung – Cekung (Bikonkave) 5. LensaCekung – Datar ( plan Konkave) 6. LensaCekung – Cembung ( Konveks-konkave)
LENSA TIPIS Padalensatipisberlaku: Keterangan: f = jarakfokus(cm) S = jarakbenda (cm) S’= jarakbayangan (cm) h = tinggibenda (cm) h’= tinggibayangan (cm) M =perbesaranbayangan (kali) • Lensatipis
Lensatipisada 2 macam: • lensa cembung (lensa positif) • lensacekung (lensanegatif) Aturan-aturanpadalensatipis : • No. R benda + no. R bay = 5 • No. R benda < no. R diperbesar • Bayangandidepanlensamayategak
Persamaanpembentuklensa : Keterangan: f = jarakfokuslensa (cm) n2 =indeks bias lensa n1 =indeks bias lingkungan R = jari-jarikelengkungan (cm) P = kuatlensa (dioptri=D) Kuatlensa :
Padalensagabungan Keterangan: fgab = jarakfokuslensagabungan (cm) f1,2,3 = jarakfokuslensa 1, 2, 3 (cm) Pgab = kuatlensagabungan (dioptri=D) P1,2,3 = kuatlensa 1, 2, 3 (dioptri=D) berlakupersamaan:
ALAT ALAT OPTIK MATA KAMERA DAN PROYEKTOR LUP MIKROSKOP TEROPONG
PengertianAlatOptik • AlatOptik : alatpenglihatanmanusia • Alamiah : mata • Buatan : alat bantu penglihatanmanusiauntukmengamatibenda-benda yang tidakdapatdilihatdenganjelasolehmata: KameradanProyektor, Lup, Mikroskop , Teropong/Teleskop
MATA • Kornea, bagiandepanmatamemilikilengkunglebihtajamdandilapisiselaputcahaya • Aquaeous humor, berfungsimembiaskancahaya yang masukkemata • Lensamata, terbuatdaribahanbening, berseratdankenyal • Iris, berfungsimemberiwarnamata • Pupil, celahlingkaran yang besarnyatergantungintensitascahayakemata • Retina, beradadibelakangmata
OPTIKA MATA • Ketikamatarelaks (tidakberakomodasi), lensamatapipihsehinggajarakfokusnya paling besar, danbenda yang sangatjauhdifokuskandi retina. • Agar bendapadajarakberbedadapatdifokuskandengancaramenebaldanmemipihkanlensamata (akomodasimata) • Bayangan yang terjadidi retina adalahnyata, terbalik, diperkecil.
Lensa • Bagian-bagianpada Mata retina iris Bintik kuning Bintik buta pupil kornea Syaraf mata Otot akomodasi
JANGKAUAN PENGLIHATAN = ∞ PR PP = 25 cm JangkauanPenglihatan Mata dapat melihat dengan jelas jika letak benda dalam jangkauan penglihatan, yaitu diantara titik dekat mata (punctum proximum) dan titik jauh mata (punctum remontum). • Titikdekat = 25 cm • Titikjauh = takterhingga Untuk mata normal
CACAT MATA Yaituterjadiketidaknormalanpadamata, dandapatdiatasidenganmemakaikacamata, lensakontakataumelaluisuatuoperasi • Rabun Jauh (Miopi) • Rabun Dekat (Hipermetropi) • Mata Tua (Presbiop) • Astigmatisma • Katarak dan Glaucoma JENISNYA
RABUN JAUH (MIOPI) Dapatmelihatdenganjelaspadajarak 25 cm tetapitidakdapatmelihatbendabendajauhdenganjelas. Karenalensamatatidakdapatmemipih, sehinggabayanganterletakdidepan retina
RABUN JAUH (MIOPI) PR tertentu PP < 25 cm Jangkauan Penglihatan Persamaanuntukmenghitungkuatlensa yang diperlukan 1 = P f S’ = - titikjauhpenderita f = jarakfokus (m) P = kuatlensa (dioptri 1 1 1 + = S S’ f
Contoh Soal Seorang penderita rabun jauh (miopi) dengan titik jauh 100 cm ingin melihat benda yang sangat jauh. Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan? Penyelesaian f = -100 cm = -1 m S’ = 100 S = ∞ KuatLensa 1 = P 1 1 1 f + = 1 S S’ f = P 1 1 1 -1 + = = -1 dioptri ∞ -100 f
RABUN DEKAT (HIPERMETROPI) Dapatmelihatdenganjelasbendajauhtetapitidakdapatmelihatbendabendadekatdenganjelas. Karenalensamatatidakdapatmenjadicembung, sehinggabayanganterletakdibelakang retina
RABUN DEKAT (HIPERMETROPI) PR tak terhingga PP > 25 cm Jangkauan Penglihatan Persamaanuntukmenghitungkuatlensa yang diperlukan 1 = P f S’ = - titikdekatpenderita f = jarakfokus (m) P = kuatlensa (dioptri 1 1 1 + = S S’ f
Contoh Soal Seorang penderita rabun dekat (hipermetropi) dengan titik dekat 100 cm ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm). Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan? Penyelesaian f = 100/3 cm =1/3 m S’ = 100 S = 25 cm Kuat Lensa 1 = P 1 1 1 f + = 1 S S’ f = P 1 1 1 1/3 + = = 3 dioptri 25 -100 f