This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 89

# CAHAYA PowerPoint PPT Presentation

CAHAYA. Oleh : Bhekti kumorowati Tri wahyuni Windy setyorini Maria Magdalena titisaning rohani. PETA KONSEP. Dualisme Cahaya. Pemodelan Dualisme Cahaya. E. B. Kelajuan Cahaya.

CAHAYA

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

## CAHAYA

Oleh:

Bhektikumorowati

Tri wahyuni

Windy setyorini

Maria Magdalena titisaningrohani

E

B

### KelajuanCahaya

c = 299.792.458 m/s ≈ 3 x 108 m/s

### HUKUM PEMANTULAN CAHAYA

Bunyi:

Sudutdatang ( i ) samadengansudutpantul ( r )

SinarDatang

SinarPantul

N

i = r

i

r

BidangDatar

PENGERTIAN:

### HukumSnelliustentangPembiasan

• Hukum I Snellius

“ Sinardatang, Garis normal, danSinar bias terletakpadasatubidangdatar”

• Hukum II Snellius

“ JikaSinardatangdari medium kurangrapatke medium lebihrapat, makasinardibelokkanmendekatigaris normal;

JikaSinardatangdari medium lebihrapatke medium kurangrapat, makasinardibelokkanmenjauhigaris normal”

### PemodelanHukum I dan II Snellius

PersamaanSnellius : n1sin i= n2 sin r

KurangRapat LebihRapat

LebihRapatKurangRapat

N

SinarDatang

N

SinarDatang

i

i

n1

n1

n2

n2

r

r

Sinar Bias

Sinar Bias

### Indeks Bias Relatif

nksin θk= nu sin θu

θk

kaca

Subtitusi

udara

θu

nusin θu= nk sin θk

θu

air

nksin θk= na sin θa

θa

nka= sin θa /sin θk

### HubunganCepatRambat (v), Frekuensi(f), PanjangGelombangCahaya(λ) denganIndeks Bias (n)

• (v)dengan (n)

v1 / v2 = n2 / n1………………..1)

• (f) dengan(n)

cahayamencapaikecepatanmaksimumdalamvakum, yaitusebesarc = 3 x 108 m/s

n = c/v…………………2)

• (λ) dengan(n)

v = f λ, daripersamaan 1) diperoleh:

λ1 n1 = λ2 n2..................3)

OPTIK GEOMETRIS

PRINSIP HUYGENS

Prinsip Huygens dapatdinyatakansebagaiberikut:

OPTIK GEOMETRIS

PRINSIP HUYGENS DAN HUKUM PEMANTULAN

Dari segitiga ACG, diperolehpersamaan 1:

Dari segitiga GCE, diperolehpersamaan 2 :

Kita ketahuipemantulan yang terjadipada medium yang samamaka v1 = v2 substitusikanpersamaan (1) dan (2):

Persamaandiatas yang kitakenalsebagaiHukumPemantulan.

OPTIK GEOMETRIS

PRINSIP HUYGENS DAN HUKUM PEMBIASAN

Dari segitiga ADC, diperolehpersamaan 2 :

OPTIK GEOMETRIS

PRINSIP HUYGENS DAN HUKUM PEMBIASAN

Sehinggaapabilakitasubstitusipers (1) dan (2):

Persamaandiatas yang kitakenalsebagaiHukumSnellius yang mendasariHukumPembiasan.

OPTIK GEOMETRIS

PEMANTULAN SEMPURNA

OPTIK GEOMETRIS

PEMANTULAN SEMPURNA

• Sinaryang datangdari medium yang lebihrapatke medium yang kurangrapatakandibiaskanmenjauhigaris normal. SinarBdengansudutdatangimemilikisinar bias B’dengansudut bias r,danselaluberlakur > i. Tentusajasinar B jugamengalamipemantulandalam air danbagiansinarpantuladalah B’’. Sinar C dengansudutdatangikdibiaskansejajardenganpermukaan air. Iniberartisudutdatangik (disebutsudutkritisatausudutbatas) menghasilkansudut bias samadengan 90⁰.

OPTIK GEOMETRIS

PEMANTULAN SEMPURNA

DefinisiSudutKritis (Sudut Batas)

• HukumSnelliusn1 sin i = n2 sin r

n1 sin ik = n2 sin 90⁰

• n1 sin ik = n2 1

• SudutKritis; dengan n2 < n1

OPTIK GEOMETRIS

PEMANTULAN SEMPURNA

Jikasinar D dengansudutdatanglebihbesardaripadasudutkritis (i>ik), tidakmungkindihasilkansinar bias dengansudut bias > 90⁰. Jadi, sinar D tidakdapatmeninggalkan air. Dengankata lain sinar D akandipantulkanseluruhnyaolehpermukaan air kembalikedalam air. Di sini, bidangbatas air-udara (permukaan air) bertindakseperticermindatarsempurna. Peristiwainilah yang disebutpemantulansempurna.

OPTIK GEOMETRIS

PEMANTULAN SEMPURNA

• Sinarharusdatangdari medium lebihrapatke medium kurangrapat.

OPTIK GEOMETRIS

.

CONTOH SOAL PEMANTULAN SEMPURNA

Sebuahbak air mempunyaikedalaman 1 m. Sebuahbendatitikterletakdidasarbak. Agar bendatidakterlihat, tentukanjejaribidanglingkaranpenghalang

cahaya yang harusdiletakkantepatdipermukaan air sedemikianhinggabendatidaktampakdaripermukaan. Anggapindeks bias air

OPTIK GEOMETRIS

.

CONTOH SOAL PEMANTULAN SEMPURNA

Penyelesaian:

• Agar bendatidaktampakdariudara, sinar yang akanmengalamipembiasanharusdihalangi. Untukitudiperlukanbidanglingkaranberjejari R sepertipadagambar. Untukmenentukan R, harusdihitungdulusudutkritissebagaiberikut.

Sekarangperhatikansegitiga

OPTIK GEOMETRIS

EMB

Untuk

Untuk

OPTIK GEOMETRIS

Untuk

Untuk

OPTIK GEOMETRIS

CONTOH SOAL PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL

OPTIK GEOMETRIS

CONTOH SOAL PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL

Penyelesaian:

• Pertama, kitatentukansudut bias denganmenggunakanhukumsnellius :

Kemudianpergeseran t dihitungdenganmenggunakanpersamaan:

OPTIK GEOMETRIS

OPTIK GEOMETRIS

SUDUT DEVIASI

Perhatikansegiempat

PerhatikansegitigaABC

………………………1

OPTIK GEOMETRIS

SUDUT DEVIASI MINIMUM

Dari persamaan (3) diperoleh:

Dari persamaan (1) diperoleh:

Jikaindeks bias prisma ( danindeks bias medium ( ) , denganhukumSneliiusmakapersamaanuntukmencarisudutdeviasi minimum:

(

OPTIK GEOMETRIS

SUDUT DEVIASI MINIMUM

Untuksudutpembiasprisma yang kecil ( , makapersamaan (3) dapatditulismenjadi:

OPTIK GEOMETRIS

• Sebuahprisma yang mempunyaisudutpembiasterbuatdarisejeniskaca yang tidakdiketahuiindeksbiasnya. Sinardatangpadasalahsatusisiprisma. Denganmemutarsisiprisma, diperolehdeviasi minimum sebesar

• Berapakahindeks bias prisma?

OPTIK GEOMETRIS

• Penyelesaian:

• a. Selanjutnyamencariindeks bias prismamenggunakanpersamaan:

OPTIK GEOMETRIS

• Penyelesaian:

Contoh: melukisbayangansebuahpensildidepancermindatar.

• Sifatbayangan yang dibentukolehcermindatar:

• Maya, tegak, samabesar

• Jarakbenda = jarakbayangan

• Perbesaranbayangan:

• Jumlahbayangan yang terbentukolehduacermin yang membentuksudut :

Keterangan:

n= jumlahbayangan

= sudutapitkeduacermin

m= 0 jika 3600/ bernilaiganjil

m= 1 jika 3600/ bernilaigenap

Jenis: cermincekungdancermincembung.

Garis yang melewati O: sumbuutamacermin.

Titik R : jari-jarikelengkungancermin.

Jarak OF: panjangfokus

Bersifatmengumpulkancahaya (konvergen).

Pembentukanbayangancermincekung

Sifat :

Mengumpulkan sinar (konvergen)

R

F

Sinar Pantul

Sinar Datang

I

IIV

II

III

I

IIV

II

III

I

IIV

II

III

I

IIV

II

III

Kesimpulan:

Jikabendadiruang III (lebihbesardarijarakfokus), bayangan yang dibentukbersifatnyata, diperkecil, danterbalik.

Bayangannyataterletakdidepancermin, danbayanganmayaterletakdibelajangcermin.

Jarakbayanganbenda:

Keterangan:

s = jarakbenda

s’= jarakbayangan

f = panjangfokus

R= jari-jaricermin

Perbesaranbayangan:

Keterangan:

M = perbesaranbayangan

h’= tinggibayangan

h = tinggibenda

1 cm daricermin

3 cm daricermin

6 cm daricermin

### Penyelesaian:

Diketahui:

f = 2 cm

h=1cm

Ditanyakan: lukisanbayangan dam h’ jika:

s = 1 cm

s = 3 cm

s = 6 cm

Jawab:

### Penyelesaian:

Jarakbayangandapatdicaridenganpersamaan:

Perbesaranbayangan:

### Penyelesaian:

Jarakbayangandapatdicaridenganpersamaan:

Jadi, jarakbayangan 6 cm didepancerminsetingggi 3 cm

Untuk s = 2 cm, bayangannyadapatdigambarkansebagaiberikut:

### Penyelesaian:

Jarakbayangandapatdicaridenganpersamaan:

Jadi, jarakbayangan 3 cm didepancerminsetingggi 1,5 cm

Untuk s = 6 cm, bayangannyadapatdigambarkansebagaiberikut:

C

F

objek

bayangan

Sifatbayangan: maya, diperkecil, tegak

Jarakbayanganbenda:

Keterangan:

s = jarakbenda

s’= jarakbayangan

R= jari-jaricermin

Bidanglengkungsferisbiasanyamempunyaiketebalantertentu.

SesuaihukumSnellius:

Jikakecil, makasudut, , i, rjugakecil, sehingga sinus suduttersebutdapatdigantikandengansudutitusendiri. Denganmengetahui:

diperoleh:

Keterangan:

n1 = indeks bias medium 1

n2 = indeks bias medium 2

s’ = jarakbayangan

R = jejarikelengkungan

Jalannyasinarketikamelewatipermukaanlengkungcekungditunjukkansepertigambar:

Dengandemikian, sbernilaipositiftetapis’danRbernilainegatif.

MacamLensa

Bersifatkonvergen.

Bagian-bagianLensacembung

• Titik F : fokus

• TitikP : titikkelengkunganlensa

• JarakOP : jari-jarikelengkunganlensa

• Titik O : titikpusatlensa

Keterangan:

s = jarakbenda

s’= jarakbayangan

f = panjangfokus

R= jari-jaricermin

Perbesaranbayangan:

Keterangan:

M = perbesaranbayangan

h’= tinggibayangan

h = tinggibenda

• Jikabayangandibelakanglensa, jarakbayangan (s’) bernilaipositifdanbersifatnyata. Namun, jikabayangandidepanlensa, jarakbayanganbernilainegatif (-s’) danbersifatmaya.

Disebutjugalensanegatifkarenatitikfokusutamanyabernilainegatif (terletakdidepanlensa).

Bersifatdivergen (memancarkansinar)

Keterangan:

s = jarakbenda

s’= jarakbayangan

f = panjangfokus

R= jari-jaricermin

Perjanjian:

Perbesaranbayangan:

### LensaTipis

Permukaansebuahlensadapatberupa bola, parabola atausilinder. Namunuraianmaterimodulinihanyamembicarakanlensatipisdenganpermukaan-permukaannyamerupakanpermukaan bola.

Benda ditakberhinggabayanganjatuhdititikfokus (f) didapat:

KUAT LENSA

Besaran untuk menyatakan kuat lensa ( P ) didefinisikan sebagai kebalikan jarak fokus ( F ).

P = 1/f

Dimana P = kuat lensa ( dioptri )

f = jarak fokus ( meter ).

Susunan lensa dengan

Sumbu utama berhimpit

Alat-alat optik terdiri dari susunan beberapa buah lensa berjarak tertentu dengan sumbu utama berimpit.

Pembentukan lensa pada susunan lensa dapat dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut :

Bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama dianggap sebagai benda untuk lensa kedua. Bayangan lensa kedua dianggap sebagai benda untuk lensa ketiga, dst.

Jika bayangan dari lensa pertama terletak didepan lensa kedua, bayangan dianggap nyata bagi lensa kedua, dan jarak benda s bertanda positif.

Jika bayangan dari lensa pertama terletak di belakang lensa kedua, bayangan dianggap maya bagi lensa kedua, dan jarak benda s bertanda negatif.

Jarak kedua lensa :

d = S1’ + Sn

Dengan d = jarak kedua lensa

S1’ = jarak bayangan lensa pertama

Sn = jarak benda lensa kedua

Perbesaran total yang dihasilkan oleh dua buah lensa :

Mtot = M1 x M2

Dengan

Mtot = perbesaran total oleh kedua lensa.

M1 = perbesaran oleh lensa pertama

M2 = perbesaran oleh lensa kedua

S1 = jarak benda lensa pertama

S1’ = jarak bayangan lensa pertama

S2 = jarak benda lensa kedua

S2’ = jarak bayangan lensa kedua

Jika lensa-lensa berada dalam keadaan kontak atau berimpit (d=0), lensa tersebut dapat digantikan oleh sebuah lensa ekuivalen dengan nilai fokus gabungan :

1/fgab = 1/f1 + 1/f2 + .......

Dengan

fgab = fokus gabungan

f1,f2, ..... = fokus masing-masing lensa

Sehingga,

Pgab = P1 + P2 + .......

Dengan

Pgab = kuat lensa gabungan (dioptri)

P1,P2, ...... = kuat setiap lensa (dioptri)

Penyimpangan pembentukan

Aberasi Sferis

Penyimpangan pembentukan

bayangan dari suatu benda

yang terletak di sumbu

utama karena bentuk

lengkung dari lensa.

Berkas sejajar sumbu

utama lensa tidak semua

fokus.

Hanya sinar paraksial yang dibiaskan melalui titik fokus.

Sinar-sinar sejajar yang semakin jauh dari sumbu utama akan dibiaskan melalui titik yang semakin dekat pada lensa.

Penyimpangan ini dapat diatasi dengan memakai lensa gabungan aplanatis atau diafragma.

Lensa gabungan aplanatis rediri dari 2 buah lensa yang terbuat dari jenis kaca yang berlainan.

Diafragma berfungsi untuk membelokkan sinar-sinar tepi, sehingga sinar yang melalui lensa hanya sinar paraksial.

Astigmatis

Kelainan pembentukan bayangan dari suatu benda titik yang jauh dari sumbu utama.

Hal ini terjadi karena garis-garis vertikal dan horisontal dikumpulkan pada jarak yang berbeda.

Distorsi

Suatu aberasi yang disebabkan oleh perbesaran bayangan yang tidak merata.

Perbesaran pada bagian-bagian yang paling luar tidak sama.

Benda yang berupa garis-garis sejajar akan melengkung.

Aberasi kromatis

Cahaya matahari terdiri dari bermacam-macam warna yang disebut polikromatis.

Setiap warna memiliki panjang gelombang yang berbeda.

Ini yang menyebabkan berkas sinar polikromatis setelah dibiaskan lensa akan terurai menjadi beberapa warna dan dan setiap warna memiliki fokus yang berbeda.

Titik fokus warna merah lebih jauh daripada titik fokus warna ungu.

Gejala ini yang disebut aberasi kromatis.

Gejala ini dpat dihilangkan dengan menggunakan lensa akromatis, yaitu lensa gabungan yang terdiri dari 2 buah lensa yang jenis kacanya berlainan, misalnya kerona dan flinta.

Syarat lensa akromatis :

(ftot)merah = (ftot)ungu

1/f(tot)merah = 1/f(tot)ungu

1/m1 + 1/m2 = 1/u1 + 1/u2

Dengan

fm1 = fokus lensa 1 untuk cahaya merah

fm2 = fokus lensa 2 untuk cahaya merah

fu1 = fokus lensa 1 untuk cahaya ungu

fu2 = fokus lensa 2 untuk cahaya ungu