OPTIK GEOMETRI

OPTIK GEOMETRI

•      Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku atau sifat-sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi.

•      Intinya optika membahas tentang gejala-gejala optik

A. Hakikat Cahaya

•      Cahaya adalah energi gelombang elektromagnetik yang diperlukan dalam kehidupan sehari-hari yang bisa dilihat oleh mata.

•      Cahaya dapat memindahkan energi/tenaga tanpa merambaatkan massa.

•      Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari beberapa macam warna

•      Matahari adalah sumber cahaya utama di Bumi.

Bagaimana dengan kecepatan cahaya ?

•      Kecepatan cahaya adalah 299.792.458 m/s.

•      Cahaya terdiri dari beberapa macam warna.

•      Bagaimanakah kecepatan cahaya untuk masing-masing warna?

•      Di ruang hampa warna–warna cahaya mempunyai kecepatan perambatan yang sama, tetapi frekuensi dan panjang gelombang  berbeda-beda.

•      Cahaya juga dijadikan sebagai patokan atau acuan bagi dasar pengukuran.

Ukuran 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya dalam vakum pada waktu 1/299,792,458 detik.

Sifat cahaya

•      Cahaya bergerak lurus ke semua arah.

Buktinya adalah kita dapat melihat sebuah lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah ruang gelap.

•      Apabila cahaya terhalang, maka akan terbentuk bayangan, sebab cahaya hanya bisa bergerak lurus, tidak dapat berbelok. Maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap.

•      Apabila cahaya terhalang, maka akan terbentuk bayangan, sebab cahaya hanya bisa bergerak lurus, tidak dapat berbelok. Maka dibelakang benda tidak akan terkena cahaya dan gelap.

**Sejarah optik

Perkembangan teori cahaya

A.     Teori partikel

Isaac Newton menyatakan dalam Hypothesis of Light  (1675) bahwa:

      Cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua arah dari sumbernya. Teori  ini menerangkan pantulan cahaya, tetapi hanya dapat menerangkan pembiasan dengan menganggap cahaya menjadi lebih cepat ketika memasuki medium yang padat karena daya tarik gravitasi lebih kuat.

B.     Teori Gelombang

Christiaan Huygens (abad 17) menyatakan : cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai ciri-ciri gelombang.

Pandangan ini menggantikan teori partikel halus (corpuscles).

Teori ini menyanggah keberadaan gelombang dipengaruhi gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika memasuki medium yang lebih padat.

Teorigelombang  menolak teori dari Newton (cahaya tidak dipengaruhi gravitasi)

•      Teori gelombang ini menyatakan:  gelombang cahaya akan berinterferensi dengan gelombang cahaya yang lain, sama halnya seperti gelombang bunyi (mekanik).

      (seperti yang disebut oleh Thomas Young), dan cahaya dapat dipolarisasikan.

Kelemahan teori ini :

•      gelombang cahaya seperti gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar, yang disebut luminiferous aether , tetapi hipotesis itu tidak disetujui.

C.     Teori Elektromagnetik

•      Faraday (1845) :

      Sudut polarisasi dari sebuah sinar cahaya ketika melewati material pemolarisasi dapat diubah oleh medan magnet.

(bukti pertama cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme).

•      Faraday (1847):

      cahaya merupakan getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang dapat bertahan walaupun tidak ada medium.

•      James Clerk Maxwell (akhir abad 19) :

      Cahaya adalah gelombang elektromagnet  tidak memerlukan medium untuk merambat.

•      Teori elektromagnet menunjukkan sinar kasat mata adalah sebagian daripada spektrum elektromagnet.

•      Kecepatan cahaya adalah konstan berdasarkan persamaan Maxwell

Berlawanan dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak zaman Galileo, yang menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif terhadap laju sang pengamat.

D.    Teori kuantum

•      Max Planck (abad 19), yang menyatakan bahwa sinar cahaya terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai photon.

•      Pada tahun 1918 Planck mendapatkan Nobel untuk kinerjanya.

•      Max Planck (abad 19), yang menyatakan bahwa sinar cahaya terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai photon.

•      Pada tahun 1918 Planck mendapatkan Nobel untuk kinerjanya.

Warna dalam cahaya matahari

Cahaya matahari berwarna putih, warna putih ini merupakan gabungan dari tujuh warna yaitu:

•      Merah, Jingga, Kuning , Hijau, Biru, Nila(Indigo), Ungu

•      Warna cahaya putih matahari dapat dipecahkan dengan menggunakan prisma.

•      Jalur warna ini dikenal sebagai spektrum sedangkan pemecahan cahaya putih kepada spektrum ini dikenal sebagai disepersi.

•      Pelangi adalah contoh spektrum yang terbentuk secara alamiah.

•      Pelangi terbentuk selepas hujan, ketika cahaya matahari dibiaskan oleh tetesan air hujan.

•      Tetesan air itu hujan bertindak sebagai prisma yang mendispersikan cahaya matahari menjadi tujuh warna

•       

SIFAT –SIFAT CAHAYA

1.      Pemantulan cahaya

·         Cahaya sebagai gelombang dapat memantul bila mengenai suatu benda.

·         Pemantulan cahaya sesuai dengan hukum pemantulan yang dikemukakan oleh Snellius yaitu:

a.       Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar

b.      Sudut datang sama dengan sudut pantul

1.)    Macam-macam pemantulan

Pemantulan teratur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang datar

Pemantulan baur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang tidak rata

2.)    Pembentukan Bayangan

Bayangan terbentuk karena berkas cahaya mengenai suatu benda yang rata akan dipantulkan secara teratur.

Bayangan yang terbentuk ada dua jenis, yaitu

·         bayangan nyata: bayangan yang dihasilkan oleh pertemuan berkasinar asli (bukan perpanjangan)

·         bayangan maya: bayangan yang merupakan pertemuan dari perpanjangan sinar datang/ pantul/bias.

Panjang cermin minimum

Panjang minimum cermin yang dibutuhkan adalah setengah dari tiggi badan kita.