Ilmu Pengetahuan Alam | Pada kesempatan kali ini admin akan membagikan materi seputar cahaya dan alat optik dalam mata pelajaran IPA kelas delapan revisi terbaru menggunakan kurikulum 2013. Semoga apa yang admin bagikan kali ini dapat membantu Bapak, Ibu Guru, dan peserta didik dalam mencari berbagai referensi terbaru tentang cahaya dan alat optik.
A. Pengertian Cahaya
Cahaya adalah energi berupa gelombang elektromagnetik kasat mata yang memiliki panjang gelombang 380 hingga 750 nm. Dalam dunia fisika, ini juga disebut sebagai radiasi elektromagnetik. Seperti gelombang elektromagnetik, cahaya tidak memerlukan medium untuk merambat. Karena itu, ini dapat melintasi ruang hampa, seperti apa yang dihasilkan matahari dan bintang sebelum akhirnya disampaikan ke Bumi.
B. Sifat-Sifat Cahaya
Sebagai gelombang dan partikel, cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu mampu menembus benda bening, dapat dipantulkan, merambat lurus, dan dapat dibiaskan maupun diuraikan. Bisa menembus benda bening Benda bening adalah benda yang dapat ditembus oleh cahaya, seperti kaca, mika, plastik bening, dan air jernih. Berdasarkan kemampuan menembus benda, terdapat tiga jenis benda: benda bening/transparan, benda translusens, dan benda opak (opaque)/tidak dapat ditembus.
Seperti namanya, benda bening dapat ditembus oleh cahaya, sehingga kita mampu melihat menembus benda tersebut karena cahaya diteruskan dan tidak dipantulkan. Benda translusens merupakan benda yang mampu meneruskan sebagian cahaya. Kita mampu melihat menembusnya, tapi tidak terlalu jelas, seperti air keruh dan bohlam susu. Sementara itu, benda opak tidak dapat ditembus oleh cahaya sama sekali. Cahaya langsung dipantulkan dan ditangkap oleh mata, sehingga kita dapat melihat warna dan bentuknya.
Benda opak banyak ditemukan di sekitar kita, seperti smartphone, buku, tembok, dan meja. Bisa dipantulkan Refleksi atau pemantulan cahaya adalah proses kembali terpancarnya cahaya dari permukaan benda yang terkena cahaya. Pemantulan cahaya dibagi menjadi dua jenis, yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur (difus) atau tidak teratur.
Pemantulan teratur adalah pemantulan yang berkas cahaya pantulnya sejajar. Pemantulan teratur dapat terjadi jika cahaya mengenai benda dengan permukaan yang rata dan mengilap atau licin. Salah satu benda yang dapat memantulkan cahaya dengan teratur adalah cermin. Karena itu, kita bisa melihat bayangan di cermin karena cahaya yang terpantul dari tubuh kita, memantul ke permukaan cermin, kemudian ditangkap oleh mata.
Sementara itu, pemantulan baur umumnya terjadi pada tanah rata atau air yang bergelombang. Pemantulan baur menyebabkan area yang tidak terkena cahaya matahari langsung turut menjadi terang. Bisa diuraikan Penguraian cahaya dapat disebut dengan istilah dispersi cahaya. Salah satu contoh alami dari ini adalah peristiwa terbentuknya pelangi. Kita bisa melihat bahwa pelangi setidaknya terdiri dari tujuh warna, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, dan seterusnya.
Tapi warna-warna tersebut awalnya berasal dari satu warna saja, yaitu warna putih dari cahaya matahari. Apa yang dihasilkan matahari ini kemudian dibiaskan oleh titik air hujan, sehingga terurai menjadi tujuh warna pelangi. Cahaya putih dari matahari juga disebut sebagai sinar polikromatik. Sinar polikromatik adalah sinar yang tersusun dari berbagai spektrum warna cahaya. Karena itu ketika diuraikan, kita dapat melihat berbagai warna penyusunnya, seperti pelangi.
Peristiwa perpaduan berbagai warna menjadi warna putih disebut sebagai spektrum cahaya. Sementara itu, warna yang tidak bisa diuraikan disebut dengan cahaya monokromatik. Bisa dibiaskan Pembiasan cahaya adalah peristiwa ketika arah rambat cahaya dibelokkan ketika melewati dua medium dengan kerapatan yang berbeda.
Sifat ini biasa digunakan manusia untuk membuat alat-alat optik. Peristiwa pembiasan cahaya dapat kita amati di kehidupan sehari-hari, seperti dasar air yang jernih tampak lebih dangkal dari sebenarnya, sedotan atau benda lurus lain yang terlihat bengkok ketika dimasukkan ke dalam gelas berisi air, dan peristiwa fatamorgana karena berkas cahaya merambat dari udara dingin ke udara panas. Ada beberapa hukum pembiasan.
Pertama, apabila cahaya merambat dari zat kerapatan rendah ke zat kerapatan tinggi, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Contohnya adalah ketika cahaya merambat dari udara ke air. Kedua, ketika cahaya merambat dari zat kerapatan tinggi ke zat kerapatan rendah, cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal.
Salah satu contohnya adalah ketika cahaya merambat dari air ke udara. Merambat lurus Sifat cahaya yang terakhir adalah merambat lurus ketika melewati satu medium. Kita bisa mengujinya dengan menyalakan senter dan cahaya akan terpancar dengan lurus. Karena itu, sifat ini digunakan manusia contohnya pada lampu kendaraan bermotor untuk menerangi jalan.
C. Pemantulan Cahaya (Refleksi)
Benda-benda disekitar kita dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu:
- Sumber cahaya adalah semua benda yang dapat menghasilkan cahaya sendiri
- Benda gelap adalah benda yang tidak data menghasilkan cahaya sendiri
Benda gelap dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
- Benda tembus cahaya adalah benda yang dapat meneruskan sebagian cahaya
- Benda tidak tembus cahaya adalah benda yang tidak dapat meneruskan cahaya
- Benda bening adalah benda yang dapat meneruskan hampir seluruh cahaya yang mengenainya
Hukum Snellius mengenai pemantulan cahaya: Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar Sudut datang dan sudut pantul cahaya sama besar Pemantulan cahaya ada dua macam, yaitu: Pemantulan teratur terjadi pada permukaan rata Pemantulan baur terjadi pada permukaan tidak rata
1. Cermin Cekung
- Sifat: bila berkas cahaya sejajar jatuh pada cermin dipantulkan pada satu titik yaitu titik focus.
- Jarak focus (f) dan jari-jari kelengkungan ( = 2f) cermin bernilai positif.
- Sifat pantulan: Sinar datang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik focus. Sinar datang melalui titik focus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:
- Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F)
- Sinar datang yang melalui titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama
- Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan (P) dipantulkan kembali ke titik pusat kelengkungan itu.
Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung
Efek posisi benda pada sifat bayangan yang dihasilkan cermin cekung
1. Benda berada diantara titik fokus dan pusat cermin (s< f) atau di ruang I
Bersifat maya (tidak dapat ditangkap oleh layar) Bayangan tegak Diperbesar Di ruang IV (belakang cermin)
Sifat bayangan yang terbentuk:
- Nyata (dapat ditangkap oleh layar)
- Terbalik terhadap bendanya
- Diperbesar
- Di ruang III
Nyata (dapat ditangkap oleh layar) Terbalik terhadap bendanya Diperkecil Di ruang II
Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik focus Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama
Maya (tidak dapat ditangkap oleh layar) Tegak terhadap bendanya Diperkecil Di ruang I
D. Pembiasan Cahaya (Refleksi)
Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, begitupun sebaliknya. Sinar yang datang tegak lurus bidang batas akan diteruskan tanpa dibelokkan Perbandingan proyeksi sinar datang dan sinar bias selalu tetap
Pembiasan cahaya pada prisma
ketebalan lensa paling besar berada dipusatnya Bersifat konvergen yaitu mengumpulkan berkas sinar kemudian difokuskan ke satu titik Arah pembiasan sinar-sinar utama:
E. Mata
kornea mata otot bersilia iris atau selaput pelangi pupil lensa mata retina
F. Cacat Mata
G. Mata Burung
H. Alat Optik
Kamera dan bagian-bagiannya
2. Lup (Kaca Pembesar)
Pengamatan benda menggunakan lup saat mata berakomodasi maksimum
