MAKALAH
OPTIK
OPTIK GEOMETRI
Disusun Oleh:
Kelompok 1
Awanda Yolanda 1113016300049
Devia Putri Nur Illahi 1113016300053
Ayu Dwi Martinda 1113016300067
Dosen : Taufiq Al Farizi, M.Pfis
PROGRAM
STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN
PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS
ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGRI
SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2015
KATA PENGANTAR
Puji
syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan karuniaNya
kami dapat meyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul “ Optik Geometri”.
Makalah
Optik ini disusun sebagai bahan pembelajaran bagi mahasiswa terutama bagi
kelompok kami. Tak lupa kami ucapkan terimaksih yang sebesar besarnya kepada
seluruh pihak yang telah membantu kami dalam penulisan makalah ini.
Kami menyadari bahwa makalah
ini masih jauh dari kesempurnaan, hal ini di sebabkan karena keterbatasan
kemampuan dan pengetahuan kami. Oleh karena itu, kritik dan saran dari semua
pihak yang membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Kami
memohon maaf apabila dalam penyelesian makalah ini terdapat banyak kealahan.
Semoga Allah SWT senantiasa meridhoi segala usaha kami.
Ciputat,
7 September 2015
BAB I
PENDAHULUAN
I.
Latar
Belakang Masalah
Kita ketahui bahwa optika sangatlah penting dalam kehidupan
sehari-hari, baik dalam dunia kesehatan (ilmu biologi) maupun dalam ilmu
fisika. Optika yang merupakan ilmu yang mempelajari tentang cahaya terdapat dua
golongan, yaitu optika geometris dan optika fisis. Cahaya adalah gelombang
elektromagnetik yang dapat merambat dalam ruang hampa. Dalam berbagai hal
cahaya lebih mudah ditinjau berdasarkan garis perambatannya, yaitu garis yang
tegak lurus muka gelombang. Garis rambatan gelombang cahaya disebut sinar
cahaya atau secara singkat disebut sinar. Setiap hari kita tak lepas dari
cahaya. Oleh karena itu, dalam pembahasan ini menjelaskan tentang cahaya
terutama sifat-sifat cahaya, hakikat, dan pemanfaatannya.
II.
Rumusan
Maslah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya,
terdapat beberapa rumusan masalah sebagai berikut:
1.
Apakah
pengertian dari optik?
2.
Bagaimanakah
klasifikasi optik?
3.
Bagaimanakah
sejarah optik?
4.
Bagaimanakah
sifat-sifat cahaya?
5.
Apa
yang dimaksud dengan pemantulan cahaya?
6.
Apa
saja jenis-jenis pemantulan cahaya?
7.
Bagaimana
hukum pemantulan cahaya?
8.
Apa
saja macam-macam cermin dan sifat-sifatnya?
9.
Bagaimanakah
pemantulan dan proses pembentukan cahaya pada cermin datar?
III.
Tujuan
Penulisan
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dipaparkan sebelumnya, maka
tujuan pembuatan makalah ini yaitu:
1.
Menjelaskan
pengertian dari optik.
2.
Menjelaskan
bagaimana klasifikasi optik.
3.
Menjelaskan
bagaimana sejarah optik.
4.
Menjelaskan
bagaimana sifat-sifat cahaya.
5.
Menjelaskan
apa yang dimaksud dengan pemantulan cahaya.
6.
Menjelaskan
apa saja jenis-jenis pemantulan cahaya.
7.
Menjelaskan
bagaimana hukum pemantulan cahaya.
8.
Menjelaskan
apa saja macam-macam cermin dan sifat-sifatnya.
9.
Menjelaskan
bagaimanakah pemantulan dan proses pembentukan cahaya pada cermin datar.
IV.
Metode
Penulisan
Metode yang kami lakukan dalam penulisan artikel ini adalah
dengan menggunakan metode studi pustaka, karena kami mencari data melalui
internet dan resensi-resensi, yang berkaitan dengan judul yang diberikan oleh
dosen Psikologi Pendidikan.
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Optik
Kata
optik berasal dari bahasa Latin, yang artinya tampilan. Optika adalah cabang
fisika yang menggambarkan perilaku atau sifat-sifat cahaya dan interaksi cahaya
dngan materi. Intinya optika membahas tentang gejala - gejala optik. [1]
B. Klasifikasi
Optik
Bidang optika terbagi menjadi dua, yaitu optik geometri
dan optik fisis. Optik geometris atau optik sinar, menjabarkan perambatan
cahaya sebagaivektor yang disebut sinar melalui gambar-gambar geometri dari
berkas sinar tersebut. Sedangkan optik fisis menjelaskan gejala-gejala yang
terjadi pada optik geometri dengan penjabaran matematis, sehingga komponen
optik dan sistem kerja cahaya seperti ukuran, posisi, dan pembesaran objek
menjadi lebih besar.[2]
C. Sejarah
Optik
Menurut Richtmayer perkembangan keilmuwan dibagi kedalam
empat periode. begitupun dengan sejarah perkembangan Optika. berikut sedikit
penjelasanmengenai sejarah perkembangan optika menurut Richtmayer:
a.
Perkembangan Optik Periode I (Zaman Prasejarah (SM) s.d. 1500 M)
Pada zaman prasejarah ternyata optik telah dikenal, buktinya
adalah ditemukannya sebuah kanta optik yang berumur sekitar 2.200 tahun yang
lalu di Baghdad, Irak. Kanta purbayang berukuran kira-kira satu ibu jari
tersebut ditemukan dengan sedikit retak di bagian kacanya.Penemuan ini
menunjukkan bahwa sejak zaman purbakala orang-orang telah mengetahui cara
membuat kanta dan mengaplikasikannya di kehidupan sehari-hari.
Optik dipelajari
secara ilmiahdi periode I ini dimulai pada tahun 300
SM. Pada zaman prasejarah dikenal dengan zaman yanghanya mengemukakan
teori-teori para ahli saja tanpa dilakukan pembuktian dengan eksperimensehingga
ada beberapa teori tentang optik yang bermunculan, misalnya Teori Tactile dan
Teori Emisi.
Para ilmuwan yang hidup di zaman prasejarah mengemukakan pendapat bahwa kita dapatmelihat suatu benda karena terdapat cahaya dari mata kita yang dipancarkan ke benda tersebut.seperti halnya senter yang disorotkan ke sebuah benda sehingga kita dapat melihat bendatersebut. Teori ini dipelopori oleh Aristoteles dan Ptolomeus. Di masa sebelum masehi ini,Euclid (275 SM-330 SM) menemukan bahwa cahaya bergerak dalam garis lurus.dan diamempelajari juga tentang pemantulan cahaya.
Pada abad ke-10 M, muncul teori yang menentang Teori Tactile yaitu Teori Emisi. Teori Emisi ini dikatakan merubah drastis cara pandang terhadap konsep cahaya. Pada Teori Emisidikatakan bahwa kita dapat melihat benda bukan karena mata kita yang memancar kan cahaya ke benda tersebut (Teori Tactile), tetapi karena terdapat cahaya yang dipantulkan oleh beda yangkita lihat menuju mata kita. Teori ini pertama kali dicetuskan oleh Ibnu Al-Haitsam (965M1040 M) seorang Ilmuwan muslim yang sangat populer dan dikenal juga sebagai “Bapak optikdunia‟. Akhirnya, teori emisi ini benar -benar menggugurkan Teori Tactile dan dipercayakebenarannya sampai sekarang.
Kemudian pada abad ke-13, pembiasan cahaya mulai disadari. Hal ini terbukti dengan adanya tulisan di buku yang berjudul “Perspectiva” karya Bacon yaitu bila tulisan sebuah buku,atau suatu benda kecil dilihat melalui bagian lengkung sebuah kaca atau kristal akan nampaklebih jelas dan lebih besar.
Pada akhir abad ke 15 atau sekitar awal abad ke 16 seorang ilmuwan Italia yaituLeonardo Da Vinci mengemukakan tentang optik fisiologis mata manusia yang mengakibatkan penemuan di bidang medis di masa depan mulai terbuka jalannya.
b. Perkembangan Optik Periode II (1550 M– 1800M)
Berbeda dengan Periode I, di Periode II ini sudah banyak dilakukan eksperimen untukmendukung kebenaran dari teori-teori yang telah dikemukakan. Penemuan-penemuan di PeriodeII ini dimulai ketika orang-orang mulai gemar mengamati pelangi, hingga akhirnya diketahui bahwa pelangi disebabkan oleh pembiasan cahaya oleh air. selain itu, di abad ke-16 ini jugasudah mulai dibuat mikroskop yang menggunakan lensa gabungan yaitu lensa objektif dan lensaokuler oleh Antony van Leuwenhoek (1632-1723) dari Belanda.
Satu abad berselang dengan tempat yang sama yaitu di Belanda, tepatnya pada abad ke-17 atau sekitar tahun 1608 M untuk pertama kalinya seseorang mengklaim bahwa dia adalahorang yang pertama menemukan teleskop. Orang tersebut adalah Hans Lippershey. Teleskopyang ditemukan Hans Lippershey ini hanya bisa memperbesar tiga kali lipat ukuraan semula.Awalnya Lippershey ini memegang sebuah lensa di depan lensa lain dan meletakkannya disebuah tabung kayu dan teleskop Hns Lippershey pun tercipta. Namun, satu tahun kemudian Galileo Galilei yaitu tahun 1609 M, Galileo mendengar bahwa seseorang telah menemukan teleskop di Belanda. Namun, berita itu masih samar-samar ditelinganya. Akhirnya, berkat kecerdasannya, ia mampu mempelajarai perangkat teleskopLippershey dan berhasil membuat teleskopnya sendiri yang lebih canggih pada masa itu karena Dapat melakukan perbesaran hinggan 20 kali lipat. Teropong yang ditemukan Galileo ini sekarang disebut teleskop panggung. Baik Lippershey maupun Gelileo sama-sama mengkombinasikan lensa cekung dan cembung.
Kemudian pada tahun 1611, Kepler mnyempurnakann desain teleskop Galileo yaitu dengan menggunakan dua buah lensa cembung sehingga gambar yang dihasilkan terbalik. Desain Kepler ini masih menjadi desain utama refraktor masa kini hanya saja mungkin ada perbaikan dalam lensa dank aca.
Selama abad ke-15 sampai abad ke-16 para ilmuwan berlomba-lomba untuk menghitung kecepatan cahaya dengan berbagai cara. Ada yang menggunakan cara yang hamper sama ketika menghitung kecepatan suara, yaitu menyuruh seseorang berdiri diatas bukit yang sangat jauh kemudian menyalakan sebuah lnetera. Selang waktu ketika cahaya lentera dinyalakan dengan cahaya yang dilihat oleh pengamat di bawah bukit itulah yang menjadi dasar perhitungan kecepatan cahaya. Ilmuwan yang meggunakan metode ini adalah Galileo Galilei. Namun Galileo tidak menemukan selang waktu tersebut, sehingga Galileo menyatakan bahwa kecepatan cahaya sangat cepat bahkan nyaris tak berhingga.
Pada tahun 1670-an, Ole Romer(1644-1710), mengamati bulan-bulan planet Jupiter. Dia mengamati beberapa lama waktu yang dibutuhkan bulan-bulan itu untuk bergerak ke belakang Jupiter. Namun, dia heran karena mendapati waktu bulan muncul dan menghilang berbeda-beda, terkadang lebih cepat dan terkadang lebihlambat dari waktu yang telah dihitung. Romer pun mengambil kesimpulan bahwa kecepatan cahaya mempunyai batas. Itu mengacu dari posisi bumi saat dia melakukan pengamatan. Dan jeda waktu tadi ditemukan sebesar 16,7 nmenit. Romer menganggap bahwa jarak Bumi-Jupiter sebesar 2 AU. Dapat disimpulkan bahwa
Walaupun saat itu tetapan AU (satuan astronomi) masih belum ditetapkan , tetapi dari hasil pengamatan Romer tersebut membuktikan bahwa kecepatan cahaya sangat besar. Pantas saja Galileo gagal mengukurnya karena mungkin jarak pengamatan yang dilakukan Galileo kurang jauh.
Pada tahun 1675, Sir Isaac Newton dalam Hypothesis of Light menyatakan bahwa cahaya terdiri dari partikel halus yang memancarkan ke segala arah dari sumbernya. Jika partikel dianggap tidak bermasa, maka suatu benda bersinar tidak akan kehilangan massanya hanya karena memancarkan cahaya, dan itu sendiri tidak dipengaruhi oleh gravitasi. Teori Newton ini dikenal dengan nama Teori Emisi.
Pada tahun 1678 Christian Huygens mengatakan teori bahwa cahaya dipancarkan ke segala arah sebagai gelombang seperti bumi. Sehingga jika demikian cahaya akan memiliki frekuensi dan panjang gelombang. Pada zaman Newton dan Huygens hidup, orang-orang beranggapan bahwa cahaya selalu memerlukan energy perambatnya. Namun, ruang antara bintang maupun planet di antariksa merupakan ruang hampa udara. Inilah yang membuat kebingungan, jika cahaya seperti yang dikatakan oleh Huygens maka medium apakah yang menghantarkan cahaya di ruang akngkasa? Sehinggan Huygens menjawab kritik ini dengan berhipotesis bahwa ada zat yang bernama eter sebagai perantara di ruang hampa. Zat ini sangat ringan, tembus pandang, dan memenuhi seluruh alam semesta. Eterlah yang mengantarkan cahaya dari bintang-bintang sampai bumi.
Newton menjelaskan cahaya bagaikan peuru yang melaju mengikuti lintasan lurus. Anehnya dilain tempat Newton malah mengusulkan teori getaran eter untuk menjelaskan sifat cahaya. Ini memperlihatkan ketidakkonsistenan Newton. Tapi Newton percaya bahwa eter terdiri dari partikel yang sangat halus yang mmebuatnya bersifat sangat renggang dan lenting. Alam tenpa eter tidak mungkin menghantarkan gelombang.
Newton bersikukuh menolak ide Huygens bahwa cahaya bersifat gelombang. Menurut newton gelombang akan melebar dan mengisi seluruh ruang seperti gelombang air mengisi ceruk kolam, padahal dalam praktik cahaya mengikuti garis lurus dan tidak dan tidak mengisi ruang bayangan. Pada kesempatan lain Newton menyatakan lebih suka langit tetap kosong daripada diisi eter. Bagaimanapun juga sekiranya ruang angkasa diisi eter maka perjalanan benda langit terhambat. Implikasi ini tidak teramati, ia tetap lebih suka alam tanpa eter, persis seperti ajarana atonomi yunani. Dari sini dapat disimpulkan bahwa Newton masih bimbang perihal cahaya, ia tidak dapat memilih antara model peluru dan getaran eter meski condong pada yang pertama. Dalam edisi kedua ‘Principia’(1713) Newton kembali menutup segala spekulasi dan menulis “saya tidak mengkali hipotesi”. Sampai pertengahan abad ke-18, tidak ada prcobaan-percobaan yang mendukung kebenaran bahwa cahaya diumpamakan sebagai peluru diatas.
c. perkembangan optic periode III (periode singkat 1800 M s/d 1890)
Para ilmuwan yang hidup di zaman prasejarah mengemukakan pendapat bahwa kita dapatmelihat suatu benda karena terdapat cahaya dari mata kita yang dipancarkan ke benda tersebut.seperti halnya senter yang disorotkan ke sebuah benda sehingga kita dapat melihat bendatersebut. Teori ini dipelopori oleh Aristoteles dan Ptolomeus. Di masa sebelum masehi ini,Euclid (275 SM-330 SM) menemukan bahwa cahaya bergerak dalam garis lurus.dan diamempelajari juga tentang pemantulan cahaya.
Pada abad ke-10 M, muncul teori yang menentang Teori Tactile yaitu Teori Emisi. Teori Emisi ini dikatakan merubah drastis cara pandang terhadap konsep cahaya. Pada Teori Emisidikatakan bahwa kita dapat melihat benda bukan karena mata kita yang memancar kan cahaya ke benda tersebut (Teori Tactile), tetapi karena terdapat cahaya yang dipantulkan oleh beda yangkita lihat menuju mata kita. Teori ini pertama kali dicetuskan oleh Ibnu Al-Haitsam (965M1040 M) seorang Ilmuwan muslim yang sangat populer dan dikenal juga sebagai “Bapak optikdunia‟. Akhirnya, teori emisi ini benar -benar menggugurkan Teori Tactile dan dipercayakebenarannya sampai sekarang.
Kemudian pada abad ke-13, pembiasan cahaya mulai disadari. Hal ini terbukti dengan adanya tulisan di buku yang berjudul “Perspectiva” karya Bacon yaitu bila tulisan sebuah buku,atau suatu benda kecil dilihat melalui bagian lengkung sebuah kaca atau kristal akan nampaklebih jelas dan lebih besar.
Pada akhir abad ke 15 atau sekitar awal abad ke 16 seorang ilmuwan Italia yaituLeonardo Da Vinci mengemukakan tentang optik fisiologis mata manusia yang mengakibatkan penemuan di bidang medis di masa depan mulai terbuka jalannya.
b. Perkembangan Optik Periode II (1550 M– 1800M)
Berbeda dengan Periode I, di Periode II ini sudah banyak dilakukan eksperimen untukmendukung kebenaran dari teori-teori yang telah dikemukakan. Penemuan-penemuan di PeriodeII ini dimulai ketika orang-orang mulai gemar mengamati pelangi, hingga akhirnya diketahui bahwa pelangi disebabkan oleh pembiasan cahaya oleh air. selain itu, di abad ke-16 ini jugasudah mulai dibuat mikroskop yang menggunakan lensa gabungan yaitu lensa objektif dan lensaokuler oleh Antony van Leuwenhoek (1632-1723) dari Belanda.
Satu abad berselang dengan tempat yang sama yaitu di Belanda, tepatnya pada abad ke-17 atau sekitar tahun 1608 M untuk pertama kalinya seseorang mengklaim bahwa dia adalahorang yang pertama menemukan teleskop. Orang tersebut adalah Hans Lippershey. Teleskopyang ditemukan Hans Lippershey ini hanya bisa memperbesar tiga kali lipat ukuraan semula.Awalnya Lippershey ini memegang sebuah lensa di depan lensa lain dan meletakkannya disebuah tabung kayu dan teleskop Hns Lippershey pun tercipta. Namun, satu tahun kemudian Galileo Galilei yaitu tahun 1609 M, Galileo mendengar bahwa seseorang telah menemukan teleskop di Belanda. Namun, berita itu masih samar-samar ditelinganya. Akhirnya, berkat kecerdasannya, ia mampu mempelajarai perangkat teleskopLippershey dan berhasil membuat teleskopnya sendiri yang lebih canggih pada masa itu karena Dapat melakukan perbesaran hinggan 20 kali lipat. Teropong yang ditemukan Galileo ini sekarang disebut teleskop panggung. Baik Lippershey maupun Gelileo sama-sama mengkombinasikan lensa cekung dan cembung.
Kemudian pada tahun 1611, Kepler mnyempurnakann desain teleskop Galileo yaitu dengan menggunakan dua buah lensa cembung sehingga gambar yang dihasilkan terbalik. Desain Kepler ini masih menjadi desain utama refraktor masa kini hanya saja mungkin ada perbaikan dalam lensa dank aca.
Selama abad ke-15 sampai abad ke-16 para ilmuwan berlomba-lomba untuk menghitung kecepatan cahaya dengan berbagai cara. Ada yang menggunakan cara yang hamper sama ketika menghitung kecepatan suara, yaitu menyuruh seseorang berdiri diatas bukit yang sangat jauh kemudian menyalakan sebuah lnetera. Selang waktu ketika cahaya lentera dinyalakan dengan cahaya yang dilihat oleh pengamat di bawah bukit itulah yang menjadi dasar perhitungan kecepatan cahaya. Ilmuwan yang meggunakan metode ini adalah Galileo Galilei. Namun Galileo tidak menemukan selang waktu tersebut, sehingga Galileo menyatakan bahwa kecepatan cahaya sangat cepat bahkan nyaris tak berhingga.
Pada tahun 1670-an, Ole Romer(1644-1710), mengamati bulan-bulan planet Jupiter. Dia mengamati beberapa lama waktu yang dibutuhkan bulan-bulan itu untuk bergerak ke belakang Jupiter. Namun, dia heran karena mendapati waktu bulan muncul dan menghilang berbeda-beda, terkadang lebih cepat dan terkadang lebihlambat dari waktu yang telah dihitung. Romer pun mengambil kesimpulan bahwa kecepatan cahaya mempunyai batas. Itu mengacu dari posisi bumi saat dia melakukan pengamatan. Dan jeda waktu tadi ditemukan sebesar 16,7 nmenit. Romer menganggap bahwa jarak Bumi-Jupiter sebesar 2 AU. Dapat disimpulkan bahwa
Walaupun saat itu tetapan AU (satuan astronomi) masih belum ditetapkan , tetapi dari hasil pengamatan Romer tersebut membuktikan bahwa kecepatan cahaya sangat besar. Pantas saja Galileo gagal mengukurnya karena mungkin jarak pengamatan yang dilakukan Galileo kurang jauh.
Pada tahun 1675, Sir Isaac Newton dalam Hypothesis of Light menyatakan bahwa cahaya terdiri dari partikel halus yang memancarkan ke segala arah dari sumbernya. Jika partikel dianggap tidak bermasa, maka suatu benda bersinar tidak akan kehilangan massanya hanya karena memancarkan cahaya, dan itu sendiri tidak dipengaruhi oleh gravitasi. Teori Newton ini dikenal dengan nama Teori Emisi.
Pada tahun 1678 Christian Huygens mengatakan teori bahwa cahaya dipancarkan ke segala arah sebagai gelombang seperti bumi. Sehingga jika demikian cahaya akan memiliki frekuensi dan panjang gelombang. Pada zaman Newton dan Huygens hidup, orang-orang beranggapan bahwa cahaya selalu memerlukan energy perambatnya. Namun, ruang antara bintang maupun planet di antariksa merupakan ruang hampa udara. Inilah yang membuat kebingungan, jika cahaya seperti yang dikatakan oleh Huygens maka medium apakah yang menghantarkan cahaya di ruang akngkasa? Sehinggan Huygens menjawab kritik ini dengan berhipotesis bahwa ada zat yang bernama eter sebagai perantara di ruang hampa. Zat ini sangat ringan, tembus pandang, dan memenuhi seluruh alam semesta. Eterlah yang mengantarkan cahaya dari bintang-bintang sampai bumi.
Newton menjelaskan cahaya bagaikan peuru yang melaju mengikuti lintasan lurus. Anehnya dilain tempat Newton malah mengusulkan teori getaran eter untuk menjelaskan sifat cahaya. Ini memperlihatkan ketidakkonsistenan Newton. Tapi Newton percaya bahwa eter terdiri dari partikel yang sangat halus yang mmebuatnya bersifat sangat renggang dan lenting. Alam tenpa eter tidak mungkin menghantarkan gelombang.
Newton bersikukuh menolak ide Huygens bahwa cahaya bersifat gelombang. Menurut newton gelombang akan melebar dan mengisi seluruh ruang seperti gelombang air mengisi ceruk kolam, padahal dalam praktik cahaya mengikuti garis lurus dan tidak dan tidak mengisi ruang bayangan. Pada kesempatan lain Newton menyatakan lebih suka langit tetap kosong daripada diisi eter. Bagaimanapun juga sekiranya ruang angkasa diisi eter maka perjalanan benda langit terhambat. Implikasi ini tidak teramati, ia tetap lebih suka alam tanpa eter, persis seperti ajarana atonomi yunani. Dari sini dapat disimpulkan bahwa Newton masih bimbang perihal cahaya, ia tidak dapat memilih antara model peluru dan getaran eter meski condong pada yang pertama. Dalam edisi kedua ‘Principia’(1713) Newton kembali menutup segala spekulasi dan menulis “saya tidak mengkali hipotesi”. Sampai pertengahan abad ke-18, tidak ada prcobaan-percobaan yang mendukung kebenaran bahwa cahaya diumpamakan sebagai peluru diatas.
c. perkembangan optic periode III (periode singkat 1800 M s/d 1890)
Periode III ini
merupakan periode tersingkat dalam sejarah perkembangan opti. Periode III
dimulai ketika sekitar tahun 1801, Thomas Young dan Agustin Fresnell
membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan dapat mengalami
interferensi ketika dilewatkan pada dua celah sempit. Ternyata peristiwa ini
tidak dapat diterangkan oleh teori-teori Newton pun tidak dapat menjelaskan
bahwa kecepatan cahaya di dalam air lebih kecil dibandingkan kecepatan di
udara. Sehingga anggapan bahwa cahaya merupakan gelombang semakin kuat.
Selanjutnya Maxwell (1831 – 1874) menegemukakan
pendapatan bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikan dan kemagnetan
sehingga tergolong gelombang elektromagnetik. Sesuatu yang berbeda dengan
gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elektromagnetik
dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnya pun amat tinggi
bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elektromagnetik merambat
dengan kecepatan 300,000 km/s, kecepatan ini hamper sama dengan kecepatan
gelombang cahaya. Sehingga dapat dikatakan bahwa cahaya merupakan gelombang
elektromagnetik.
Dua prediksi Maxwell diuji secara terpisah oleh Heinrich Rudolf
Hertz (1857 -1894) dan Hendrik Antoon Lorentz (1853 – 1928), Maxwell meramalkan
bahwa gangguan di dalam medan magnetic dan litrik harrus merambat secepat
cahaya. Tapi gelombang elektromagnetik seperti itu belum pernah teramati.
Pada tahun 1887, Heartz menguji prediksi itu sampai dengan
memercikkan bunga api listrik diantara dua kutub. Ia mengamati bahwa diantara
dua kutub di tempat lain di dalam laboratoriumnya terjadi juga percikan bunga
apoi yang sama. Tak pelak lagi, pengaruh bunga api yang pertama harus dibawa
sebagai gelombang melalui udara sehingga menimbulkan bunga api yang kedua. Ia
membuktikan secara eksprimental bahwa gelombang cahaya, karena menunjukkan
gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, dan polarisasi.
d.
Perkembangan
optik periode IV (1887M-1925M)
Optika moderen di tandai dengan perkembangan ilmu dan rekayasa
optik yang menjadi sangat populer pada abad 20. Bidang optik ini meliputi
elektromagnetik atau sifat kuantum cahaya. Pada era modern di tandai dengan
permukaan besar yaitu mengenai efek fotolistrik dan serat optik.
D. Sifat-sifat
Cahaya
Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang
elektromsgnetik yang bisa dilihat dengan mata. Cahaya juga merupakan dasar
ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada
1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik.[3]
Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elektromagnetik
yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750nm. Pada bidang fisika,
cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata
maupun yang tidak.[4]
Sifat-sifat Cahaya:
·
Dapat
mengalami pemantulan(refleksi)
·
Dapat
mengalami pembiasan (refraksi)
·
Dapat
mengalami pelenteran (difraksi)
·
Dapat
dijumlah (interferensi)
·
Dapat
diuraikan (disperse)
·
Dapat
diserap arah getarnya(polarisasi)
·
Bersifat
sebagai gelombang dan partikel
·
Cahaya
merambut lurus
Pernahkah
kamu melihat cahaya matahari yang masuk melalui celah-celah atau jendela yang
ada di rumahmu? Bagaimana arah rambat cahaya tersebut? Cahaya yang masuk
melalui celah-celah jendela merambat lurus.
·
Cahaya
menembus benda bening
Mengapa
kaca jendela rumahmu merupakan kaca yang being? Bagaimana jika kaca tersebut
ditutup dengan triplek atau kertas karton? Apakah cahaya matahari dapat masuk?
Cahaya dapat masuk ke dalam rumahmu selain melalui celah-celah juga melalui
kaca jendela yang ada di rumahmu. Kaca yang bening dapat ditembus oleh cahaya
matahari. Apabila kamu menutup kaca jendela rumahmu dengan menggunakan karton
maka cahaya tidak dapat masuk ke dalam rumahmu. Hal ini menunjukkan bahwa
cahaya hanya dapat menembus benda yang bening.
·
Sifat-sifat
cahaya apabila mengenai cermin datar dan cermin lengkung (cekung dan cembung)
Sifat-sifat
cahaya yang dihasilkan oleh cermin tentunya berbeda-beda sesuai dengan bentuk
permukaan cermin tersebut. Berdasarkan permukaannya, cermin dibedakan menjadi
tiga, yaitu cermin datar, cermin cermin cekung dan cermin cembung. Cermin datar
adalah cermin yang permukaan pantulnya datar. Contohnya cermin yang ada di meja
rias. Cermin cekung adalah cermin yang permukaan pantulnya cekungan. Cekungan
ini seperti bagian dalam dari bola. Contohnya bagian dalam lampu senter dan
lampu mobil. Cermin cembung adalah cermin yang permukaan pantulnya cembungan.
Cembungan ini seperti bagian luar suatu bola. Contohnya spion pada mobil dan
motor.
E. Pemantulan
Cahaya
Pemantulan
artinya proses memantulkan. Memantul artinya bergerak balik karena membentur
sesuatu. Jadi pemantulkan dapat diartikan sebagai peristiwa di mana arah gerak
suatu benda berubah karena cahaya mengenai suatu penghalang. Jika anda melempar
sebuah bola mengenai dinding tembok maka bola berbalik arah karena bola
mengenai penghalang berupa dinding tembok.
Ketika
cahaya dipancarkan oleh matahari atau sumber cahaya lain seperti lampu listrik,
cahaya bergerak dari sumber cahaya tersebut ke segala arah. Pada saat cahaya
mengenai suatu penghalang seperti buku, tembok atau cermin maka cahaya
dipantulkan oleh benda-benda penghalang tersebut. Arah gerak pantulan cahaya
setelah membentur benda penghalang berbeda dari arah gerak cahaya sebelum
mengenai benda penghalang. Dapat dikatakan bahwa pemantulan cahaya adalah
peristiwa di mana cahaya mengenai suatu penghalang sehingga arah gerak cahaya
berubah; arah gerakan cahaya setelah membentur benda penghalang berbeda dengan
arah gerak cahaya sebelum membentur benda penghalang.
F. Jenis-jenis
Pemantulan Cahaya
 |
| Gambar 2.1 Pemantulan
teratur Gambar 2.2
Pemantulan baur
|
Secara garis besar pemantulan cahaya terbagi menjadi
dua yaitu pemantulan teratur dan
pemantulan baur (pemantulan difus). Pemantulan teratur terjadi jika berkas
sinar sejajar jatuh pada permukaan halus sehingga berkas sinar tersebut akan
dipantulkan sejajar dan searah, sedangkan pemantulan baur terjadi jika sinar
sejajar jatuh pada permukaan yang kasar sehingga sinar tersebut akan
dipantulkan ke segala arah.
Pada permukaan benda yang rata seperti cermin datar,
cahaya dipantulkan membentuk suatu pola yang teratur. Sinar-sinar sejajar yang
datang pada permukaan cermin dipantulkan sebagai sinar-sinar sejajar pula.
Akibatnya cermin dapat membentuk bayangan benda. Pemantulan semacam ini disebut
pemantulan teratur atau pemantulan biasa .
Berbeda dengan benda yang memiliki permukaan rata,
pada saat cahaya mengenai suatu permukaan yang tidak rata, maka sinar-sinar
sejajar yang datang pada permukaan tersebut dipantulkan tidak sebagai
sinar-sinar sejajar. Pemantulan seperti ini disebut pemantulan baur. Akibat
pemantulan baur ini manusia dapat melihat benda dari berbagai arah. Misalnya
pada kain atau kertas yang disinari lampu sorot di dalam ruang gelap, dapat
terlihat apa yang ada pada kain atau kertas tersebut dari berbagai arah.
Pemantulan baur yang dilakukan oleh partikel-partikel debu di udara yang
berperan dalam mengurangi kesilauan sinar matahari.
G. Hukum
Pemantulan Cahaya
Hukum pemantulan cahaya merupakan hukum fisika yang menjelaskan
peristiwa pemantulan cahaya. Hukum ini dapat anda buktikan dengan
melakukan percobaan pemantulan cahaya.
Hukum pemantulan cahaya yang menyatakan bahwa :
1.
Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu
bidang datar.
Keterangan
:
p
= sinar datang, q = sinar pantul,
i
= sudut datang, r = sudut pantul,
N
= garis normal
Sinar
Datang
Sinar
datang adalah sekumpulan kecil berkas cahaya yang bergerak menuju benda
penghalang. Jika benda penghalang adalah buku maka sinar datang adalah
sekumpulan kecil berkas cahaya yang bergerak menuju buku. Jika benda penghalang
adalah cermin maka sinar datang adalah sekumpulan kecil berkas cahaya yang
bergerak menuju cermin.
Sinar
Pantul
Sinar
pantul adalah sekumpulan kecil berkas cahaya yang bergerak menjauhi benda
penghalang setelah membentur benda penghalang.
Garis
Normal
Garis
normal adalah garis khayal yang tegak lurus dengan permukaan benda penghalang
yang dibentur oleh berkas cahaya. Bila benda penghalang adalah cermin maka
garis normal adalah garis khayal yang tegak lurus dengan permukaan cermin yang
dilalui berkas cahaya.
Bidang
Datar
Menurut
kamus besar bahasa Indonesia, bidang adalah permukaan yang rata dan mempunyai
batas tertentu. Bidang dapat diartikan juga sebagai luas permukaan. Amati
gambar 1. Jika anda meletakkan selembar kertas secara vertikal sehingga
berhimpit dengan sinar datang, sinar pantul dan garis normal maka permukaan
kertas tersebut terletak pada satu bidang datar dengan sinar datang, sinar
pantul dan garis normal. Demikian juga dengan gambar 2. Apabila anda letakkan
selembar kertas secara vertikal sehingga berhimpit dengan sinar datang, sinar
pantul dan garis normal maka permukaan kertas tersebut terletak pada satu
bidang datar dengan sinar datang, sinar pantul dan garis normal.
2. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.
Jika sudut datang adalah 30o maka
sudut pantul adalah 30o. Jika sudut datang 90o (arah
gerak sinar datang tegak lurus dengan permukaan benda) maka sudut pantul adalah
90o (arah gerak sinar pantul tegak lurus dengan permukaan benda
tetapi berlawanan dan berhimpit dengan arah gerak sinar datang).
Sehingga hukum pemantulan
dapat dinyatakan secara matematis sebagai berikut: i = r
 |
| Gambar 2.3 Hukum pemantulan |
H. Macam-macam/Jenis
Cermin dan sifat sifatnya
Cermin
adalah salah satu benda yang
dapat memantulkan cahaya. Banyak benda-benda lain di sekitar kita yang dapat
memantulkan cahaya,misalnya air di kolam dan benda-benda yang terbuat dari logam mengilat seperti emas, perak, dan perunggu. Suatu benda dapat
memantulkan cahaya, jika kita dapat melihat bayangan kita atau benda lain pada
permukaan benda tersebut. Pemantulan pada suatu permukaan benda memiliki dua
jenis sinar, yaitu sinar datang dan sinar pantul. Kedua sinar tersebut
membentuk sudut pantul dengan besar tertentu. Cermin terdiri atas tiga jenis yaitu cermin datar, cermin cekung, dan
cermin cembung.
1.
Cermin Datar.
Cermin datar adalah cermin
yang biasa kita gunakan ketika bercermin. Cermin datar adalah cermin yang
bentuk permukaannya datar. Sejalan
dengan namanya, cermin datar adalah cermin yang berbentuk rata (tidak
lengkung). Cermin datar banyak digunakan untuk berhias maupun dijadikan
komponen alat-alat tertentu seperti periskop dan peralatan yang lainnya.
Cermin
datar adalah cermin yang mempunyai permukaan pantul berbentuk bidang datar.
Bayangan yang dibentuk oleh cermin datar sama persis dengan ukuran bendanya.
 |
| Gambar 2.4 Pemantulan pada cermin datar |
Sifat-sifat bayangan pada cermin datar
Lima
sifat penting banyangan pada cermin datar yaitu:
1.
Bayangan sama besar dengan bendanya
2.
Bayanagan tegak
3.
Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin
4.
Bayangan bertukar sisinya
5.
Bayangan bersifat maya atau semu
2.
Cermin Lengkung
Cermin sferik adalah cermin lengkung seperti permukaan
lengkung sebuah bola dengan jari-jari kelengkungan R. Cemin ini dibedakan atas
cermin cekung (konkaf) dan cermin cembung (konveks).
Setiap cermin sferik baik itu cermin cekung ataupun cermin cembung memiliki
fokus f yang besarnya setengah jari-jari kelengkungan cermin tersebut.
dengan
f :
jarak fokus
R :
jari-jari kelengkungan cermin
Bagian-bagian cermin lengkung antara lain adalah sumbu utama
(C-O), titik pusat kelengkungan
cermin ( C ), titik pusat bidang cermin ( O ), jari-jari kelengkungan cermin ( R ), titik
fokus / titik api ( F ) , jarak fokus (f) dan bidang fokus . Garis pada cermin
sferik yang menghubungkan antara pusat kelengkungan C, titik fokus
f dan titik tengah cermin O
disebut sumbu utama.
 |
| Gambar 6 Bagian-bagian pada cermin (a) cermin cekung, (b) cermin cembung |
- Ketentuan Sifat-sifat Bayangan oleh Cermin Lengkung
- Selain dengan cara melukis secara cepat kamu dapat menentukan sifat- sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin-cermin sferik dengan menggunakan ketentuan-ketentuan berikut :
1.
Jumlah
nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan selalu sama dengan lima
2.
Benda yang
terletak di ruang II dan III selalu menghasilkan bayangan yang terbalikterhadap
bendanya. Sedangkan benda-benda yang berada di ruang I dan IV akan selalu
menghasilkan bayangan yang sama tegak dengan bendanya.
3.
Jika nomor
ruang bayangan lebih besar daripada nomor ruang benda, bayangan selalu lebih
besar daripada bendanya (diperbesar).
4. Jika nomor ruang bayangan lebih kecil
daripada nomor ruang benda, bayangan selalu lebih kecil daripada bendanya
(diperkecil).
I.
Pemantulan dan Proses Pembentukan Cahaya pada Cermin Datar
- Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Cermin
datar adalah cermin yang permukaan pantulnya berupa sebuah bidang datar.
a.
Pemantulan Berkas Cahaya yang Datang Sejajar
Berkas
cahaya yang datang sejajar yang jatuh pada cermin datar akan dipantulkan
sejajar pula.
b.
Pemantulan Berkas Cahaya yang Menyebar (Divergen)
Berkas
cahaya yang datang menyebar yang jatuh pada cermin datar akan dipantulkan
menyebar pula.
c.
Pembentukan Bayanagn pada Cermin Datar
Untuk
melukis bayangan pada cermin datar, kita gunakan hukum pemantulan cahaya,
yaitu:
Sudut datang = Sudut pantul
- Pembentukan Cahaya Oleh Cermin Datar
- Pada permukaan benda yang rata seperti cermin datar, cahaya dipantulkan membentuk suatu pola yang teratur. Sinar-sinar sejajar yang datang pada permukaan cermin dipantulkan sebagai sinar-sinar sejajar pula. Akibatnya cermin dapat membentuk bayangan benda. Pemantulan semacam ini disebut pemantulan teratur atau pemantulan biasa.
 |
| Pemantulan pada cermin datar |
- Jumlah banyangan yang dibentuk oleh dua buah cermin datar
Apabila
sudut apit dua buah cermin datar α besarnya diubah-ubah, maka
secara empiris jumlah bayangan yang dihasilkan memenuhi hubungan:
Keterangan:
n
= jumlah bayangan
α
= sudut apit kedua cermin datar
BAB III
KESIMPULAN
Berdasarkan latar
belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, terdapat beberapa rumusan masalah
sebagai berikut:
- Kata optik berasal dari bahasa Latin, yang artinya tampilan. Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku atau sifat-sifat cahaya dan interaksi cahaya dngan materi. Intinya optika membahas tentang gejala - gejala optik.
- Optik diklasifikasikan menjadi dua, yaitu :
- Optik geometri atau optik sinar, menjabarkan perambatan cahaya sebagaivektor yang disebut sinar melalui gambar-gambar geometri dari berkas sinar tersebut.
- Optik Fisis menjelaskan gejala-gejala yang terjadi pada optik geometri dengan penjabaran matematis.
- Sejarah menurut Richtmayer perkembangan keilmuwan dibagi kedalam empat periode :
- Perkembangan Optik Periode I (Zaman Prasejarah (SM) s.d. 1500 M)
- Perkembangan Optik Periode II (1550 M- 1800 M)
- Perkembangan Optik Periode III (periode singkat 1800 M s/d 1890M)
- Perkembangan Optik Periode IV (1887-1925 M)
- Dapat mengalami pemantulan(refleksi)
- Dapat mengalami pembiasan (refraksi)
- Dapat mengalami pelenteran (difraksi)
- Dapat dijumlah (interferensi)
- Dapat diuraikan (disperse)
- Dapat diserap arah getarnya(polarisasi)
- Bersifat sebagai gelombang dan partikel
- Cahaya merambut lurus
- Cahaya menembus benda bening
- Pemantulan cahaya dapat diartikan sebagai peristiwa di mana arah gerak suatu benda berubah karena cahaya mengenai suatu penghalang
- Secara garis besar pemantulan cahaya terbagi menjadi dua yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur (pemantulan difus).
- Hukum pemantulan cahaya :
- Sinar datng, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar
- Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.
- Cermin terbagi menjadi dua golongan yaitu, cermin datar dan cermin lengkung (cermin cekung dan cermin cekung)
- Pemantulan pada cermin datar merupakan pemantulan teratur.
Daftar Pustaka
Permana,
Iwan. 2010. OPTIK. Jakarta: Duta
Grafika.
Supiyanto.
2006. Fisika Jilid 3 untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta.
Anonim. Cermin datar, cekung, cembung. http://rumushitung.com/2013/03/10/cermin-datar-cermin-cekung-cermin-cembung/.
Diakses pada 05 September 2015 Pukul 19:10 WIB
Azka.
Optika Geometri. http://azkamiru.files.wordpress.com
Diakses pada 04 September 2015 Pukul 08:02 WIB.
Ato. BAB OPTIKA GEOMETRIS. http://atophysic.files.wordpress.com
Diakses pada 04 September 2015 Pukul 08:02 WIB.
Rahmat,
Alfandi. Optik. https://alfandirahmat.files.wordpress.com/2010/05/handout-optik.doc. Diakses pada 05 September 2015
Pukul 19:02 WIB.
Sabani, Ririn. Sejarah Optik. http://id.scribd.com/doc/180965422/Sejarah-Fisika-Optik-docx.
Diakses pada 05 September 2015 Pukul 18:02 WIB.
