Fisika dasar optik geometri
-
Upload
edi-b-mulyana -
Category
Technology
-
view
26.077 -
download
21
Transcript of Fisika dasar optik geometri
OPTIKA GEOMETRI
• optika geometri
• Cabang fisika yang mempelajari cahaya yang meliputi bagaimana terjadinya cahaya, bagaiamana perambatannya, bagaimana pengukurannya dan bagaimana sifat-sifat cahaya dikenal dengan nama Optika .
• Pada optika geometri –dipelajari sifat-sifat cahaya dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya.
Berkas cahaya • Benda-benda yang sangat panas seperti matahari dan
filamen lampu listrik memancarkan cahaya mereka sendiri.
• Cahaya lilin atau cahaya pada layar televisi yang dibangkitkan oleh tumbukan antara elektron berkecepatan tinggi dengan zat yang dapat berfluoresensi (berpendar) yang terdapat pada layar televisi. Mereka merupakan sumber cahaya.
• Benda seperti bulan bukanlah sumber cahaya, ia hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari matahari. Jadi selain dipancarkan cahaya dapat dipantulkan.
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI
Kesan Melihat Benda
Benda menyampaikan cahaya ke mata kita
Dari dirinya sendiri
Dari sumber cahaya lain
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pemantulan
Pemantulan Teratur
Pemantulan Takteratur
Difus
Baur
Perbedaan Difus & Baur Sudut
Benda Pemantul Cermin
Cermin Datar
Cermin LengkungBidang pantul
permukaan datar
Bidang pantul permukaan lengkung
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pemantulan Teratur
Sinar Datang
Sinar Pantul
Bidang pantul permukaan datar
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pemantulan Takteratur (Baur)
Sinar Datang
Sinar Pantul
Bidang pantul permukaan lengkung
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pemantulan Teratur
Sudut Datang Sudut Pantul
Garis Normal
N
Bidang Pantul
i r
Seragam/Datar
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Hukum Pemantulan
N
i r
i = r
sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berada pada satu bidangSinar Datang Sinar Pantul
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Cermin Datar
Bidang Pantul Belakang
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Cermin Lengkung
Bidang Pantul
Belakang
Cermin Cekung Cermin Cembung
Bidang Pantul
Belakang
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin datar
Benda
Bayangan
Dibelakang, maya, sama besar, sama
jauh
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cekung
R : Jari-jari kelengkungan
R
Titik Pangkal
F
F : Titik Fokus
Sumbu Utama
R =2f
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cekung
R
Sinar Datang
F
Sinar Pantul
Sifat :
Mengumpulkan sinar (konvergen)
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cembung
R : Jari-jari kelengkungan
R
Titik Pangkal
F
F : Titik Fokus
Sumbu Utama
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cembung
Sifat :
Menyeberkan sinar (diververgen)
RF
Sinar Datang
Sinar Pantul
Seolah-olah
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Sinar istimewa cermin cekung
Sumbu Utama
R
Sinar datang sejajar sumbu utama, akan dipantulkan melalui titik fokus
FSinar datang melalui titik fokus, akan dipantulkan sejajar sumbu utama
Sinar datang melalui sumbu utama, akan dipantulkan melalui sumbu utama juga
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Sinar istimewa cermin cekung
Sumbu Utama
R
Sinar datang sejajar sumbu utama, akan dipantulkan se olah dari titik fokus
F
Sinar datang se olah menuju titik fokus, akan dipantulkan sejajar sumbu utama
Sinar datang melalui sumbu utama, akan dipantulkan melalui sumbu utama juga
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cekung
R
Sinar Datang
F
Sinar Pantul
Sifat bayangan :
2. Didepan cermin
3. Diperbesar
4. Terbalik
5. Nyata
Benda
Bayangan
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cembung
R
Sinar Datang
F
Sinar Pantul
Sifat bayangan :
2. Dibelekang cermin
3. Diperkecil
4. Tegak
5. Maya
Benda
Bayangan
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Mengetahui letak bayangan cermin Lengkung
R F
Letak bayangan + letak benda = V
IIIIII
RF
I II III
IV
IV
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cekung
R F
Benda
Bayangan
Letak bayangan = V - letak benda
= V – II = III
IIIIII
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pembentukan bayangan cermin cembung
RF
Benda
Bayangan
I II III
Letak bayangan = V - letak benda
= V – IV= I
IV
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
N
nk
nu i
r
k
u
u
k
v
v
n
n
rsin
isin ==
Snellius
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Benda
Bayangan
s s’
h h’
s=s’, h= h’
s atau s’, h atau h’ bertanda negatif artinya dibelakang atau maya
Perhitungan bayangan dengan cermin datar
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
f
Benda
Bayangan
Perhitungan bayangan dengan cermin cekung
s
s’
h
h’
's
1
s
1
f
1 +=
h
'h
s
'sm ==
s atau s’, h atau h’ bertanda negatif artinya dibelakang atau maya
Benda
bayangan
Sifat bayangan:2.Diperbesar3.Terbalik4.nyata
FR
FR
S
SI
x f
s
x’ f
s’
x
( ) ( )
( ) fssss
ffssfssf
fsfsf
''
2''2
'2
0 +−=+−−=
−−=
( ) '' ssfss =+
fss
ss 1'
'
=+
''
' 11
ssss
ss +→+
'
111
ssfmaka +=
F
fs
f
f
fsatau
x
f
f
x
−=−=
''
A O B
P DC
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
f
Benda
Bayangan
Perhitungan bayangan dengan cermin cembung
s s’
hh’
's
1
s
1
f
1 +=
h
'h
s
'sm ==
s atau s’, h atau h’ bertanda negatif artinya dibelakang atau maya
f untuk cermin cembung bertanda negatif
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Contoh soal :
Sebuah benda tinggi 2 cm diletakkan 4 cm didepan cermin cekung yang memiliki jari-jari 12 cm.
Lukislah bayangan yang terbentuk berdasarkan perhitungan.
Diketahui :
s = 4 cm
h = 2 cm
f = ½ R = 6 cm
's
1
s
1
f
1 +=
s
1
f
1
's
1 −=
4
1
6
1
's
1 −=
12
1
12
3
12
2
's
1 −=−=
34
12
s
'sm =−==
s’ = - 12 cm
cm624
12hs
's'h ===
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
f
Benda
Bayangan
ss’
hh’
Bayangan yang terbentuk :
- Terletak di daerah V
- Jarak 12 cm
- Letak dibelakang
- Tinggi 6 cm
- Diperbesar 3 kali
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Contoh soal :
Sebuah benda tinggi 2 cm diletakkan 4 cm didepan cermin cembung yang memiliki jari-jari 12 cm.
Lukislah bayangan yang terbentuk berdasarkan perhitungan.
Diketahui :
s = 4 cm
h = 2 cm
f = -½ R = -6 cm
's
1
s
1
f
1 +=
s
1
f
1
's
1 −−=
4
1
6
1
's
1 −−=
12
5
12
3
12
2
's
1 −=−−=
3,14
5/12
s
'sm =−==
s’ = - 12/5 cm= -2,4 cm
cm2,124
5/12hs
's'h ===
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
f
Benda
Bayangan
Perhitungan bayangan dengan cermin cembung
s s’
hh’
Bayangan yang terbentuk :
- Terletak di daerah I
- Jarak 2,4 cm
- Letak dibelakang
- Tinggi 1,2 cm
- Diperkecil 1,3 kali
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Tugas -1 : Kelompok masing-masing 3 orang
1. Lukislah bayangan sebuah bola sepak berdiameter 30 cm yang diletakkan didepan dan tengah cermin datar tinggi 1 m pada jarak 60 cm
1. Lukislah bayangan yang terbentuk berdasarkan perhitungan, dari sebuah benda yang tingginya 2 cm diletakkan 10 cm didepan cermin cekung yang memiliki jari-jari 12 cm.
1. Lukislah bayangan yang terbentuk berdasarkan perhitungan, jika Soal No.2 diganti cermin cembung.
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI
SIFAT PEMBIASAN CAYAHA
Ingat kembali konsep cahaya dari Newton:
Cahaya sebagai materi : kita mesti mamahami konsep medium.
Apakah perilaku cahaya bergantung medium ?
Medium : padat, cair, gas
Konsep medium : terkait konsep permeabilitas/penghambat.
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Bidang Batas
N
Sinar Diteruskan
Sinar Dipantulkan
Sinar Datang
Kaca
Udara
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Bidang Batas
N
Sinar Diteruskan
Sinar Datang
Kaca
Udara
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
NSinar
Datang
Kaca
Udara
N
t
d
rcos
)risin(dt
−=
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Bidang Batas
N
Sinar Diteruskan
Sinar Dipantulkan
Sinar Datang
Kaca
Udara
N
Bidang Batas
t
1θ( )
2
21
cos
sin
θθθ −
=d
t
2θ
d
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Pemantulan sempurna :
Bidang Batas
Sinar Datang
Mediun rapat
Udara
N
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Prisma
Sudut Deviasi
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Prisma
Sudut Deviasi
ir i’
r’ D
β
D = i + r’ - β
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Prisma
Sudut Deviasi
Minimum
ir i’
r’ D
β
δ = 2i - β
Sudut datang = sudut bias
Sudut datang = sudut bias
δ = 2r’ - β
Segi tiga sama kaki
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Penguraian warna
Berbagi warna dengan panjang gel. Yang
berbeda
MONOKROMATIK
POLIKROMATIK
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Lensa
bikonveksplankonveks
Konkaf konveks
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Lensa Bikonveks
F
f
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS
Prinsipnya seperti sama seperti pembentukan bayangan pada peristiwa pemantulan cahaya, menggunakan aturan-aturan sinar istimewa :
Sinar istimewa untuk lensa tipis konvergen (lensa positif);
• Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan menuju titik fokus (F).
• Sinar datang menuju titik fokus (F) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
• Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan (p) akan diteruskan.
F
F p
+
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Lensa Bikonveks
F
F
SIFAT-SIFAT CAHAYA SECARA GEOMETRI cont.
Lensa Bikonveks
F
F
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Sinar istimewa untuk lensa tipis divergen (lensa negatif);
• Sinar datang sejajar sumbu utama akan dibiaskan seolah dari titik fokus (F).
• Sinar datang menuju titik fokus (F) akan dibiaskan sejajar sumbu utama.
• Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan (p) akan diteruskan.
F
F p
-
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Persoalan pembentukan banyangan oleh lensa akan menarik apabila dilakukan penggabungan dua lensa.
Catatan:
Lambang lensa biasanya digunakan garis yang diberi keterangan “+” atau “-”.
+ +
F1 F1 F2 F2
Benda Nyata
Bayangan Nyata
Terbalik
Bayangan Nyata Tegak
Pembentukan banyangan oleh lensa positif –positif :
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
+ +
F1 F1 F2 F2
Pembentukan bayangan pada mikroskop
Mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung
BENDA
BAYANGAN(BENDA II)
BAYANGANAKHIR
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa positif –negatif :
+-
F1 F1 F2 F2
Benda Nyata
Bayangan Nyata
Terbalik
Bayangan Maya Tegak
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa negatif-positif :
- +
F1 F1 F2 F2
Benda Nyata
Bayangan Maya Terbalik
Bayangan Naya Tegak
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa negatif-negatif :
- -
F1 F1 F2 F2
Benda Nyata
Bayangan Maya Terbalik
Bayangan Maya Tegak
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa positif – cermin datar :
+
F1 F1
Benda Nyata
Bayangan Nyata
Terbalik
Bayangan Maya Terbalik
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa positif – cermin cekung :
+
F1 F1
Benda Nyata
Bayangan Nyata
Terbalik
Bayangan Nyata Tegak
F2 F2
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa positif – cermin cembung :
+
F1 F1
Benda Nyata
Bayangan Nyata
Terbalik
Bayangan Maya Terbalik
F2 F2
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa negatif- cermin datar :
-
F1 F1
Benda Nyata
Bayangan Maya Terbalik
Bayangan Maya Terbalik
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa negatif- cermin cekung :
-
F1 F1
Benda Nyata
Bayangan Maya Terbalik
Bayangan Nyata Tegak
F2 F2
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA TIPIS cont.
Pembentukan banyangan oleh lensa negatif- cermin cembung :
-
F1 F1
Benda Nyata
Bayangan Maya Terbalik
Bayangan Maya Terbalik
F2 F2