12/24/2013
GELOMBANG II
1
MATERI Gelombang elektromagnetik (Optik) Refleksi, Refraksi, Interferensi gelombang optik Pembentukan bayangan cermin dan lensa Alat-alat yang menggunakan prinsip optik
1
12/24/2013
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik • Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium • merupakan gelombang transversal • tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik • dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi) • Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus
SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
2
12/24/2013
Spektrum Elektromagnetik • • • • • • • •
Gel. Radio : > 1 m Gel. Mikro : 1 mm > >1 m Gel. Inframerah : 700 nm > > 1000 nm (Radiasi termal) suhu 3 K – 3000 K atom/mol berubah energi dalam (vibrasi dan rotasinya) Cahaya tampak : 400 nm > > 700 nm, atom transisi dari energi tinggi ke rendah. Gel. UV : 1 nm > >400 nm, transisi elektron terluar atau dari termal matahari dgn suhu > 6000 K Sinar-X : 0,01 nm > >10nm, transisi elektron yang lebih dalam atau partikel diperlambat Sinar Gamma : < 10pm, transisi inti atom atau peluruhan radioaktif
Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108 m/s. Sifat2 cahaya : • Dapat mengalami pemantulan (refleksi) • Dapat mengalami pembiasan (refraksi) • Dapat mengalami pelenturan (difraksi)
• Dapat dijumlahkan (interferensi) • Dapat diuraikan (dispersi) • Dapat diserap arah getarnya (polarisasi) • Bersifat sebagai gelombang dan partikel
3
12/24/2013
Refleksi, Refraksi, Interferensi gelombang optik
Refleksi dan Refraksi Permukaan Datar Hukum Refleksi dan Refraksi Bidang Datar a. Sinar yang direfleksikan dan direfraksikan terletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas dititik datang. b. Untuk refleksi : 1’ =1
c. Untuk refraksi : Sin 1 = n12 Sin 2 n12 : indeks bias
4
12/24/2013
Berdasarkan hukum ini dapat diturunkan persamaan indeks bias kaca prisma terhadap udara yaitu
Interferensi Cahaya • Adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya. • Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap. Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu • Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif) • Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memperlemah atau destruktif)
5
12/24/2013
Paduan gelombang
Pembentukan bayangan cermin dan lensa
6
12/24/2013
• Pemantulan Cahaya • Hukum Pemantulan Cahaya
• Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. • Sudut datang (i) = sudut pantul (r)
Pemantulan Cahaya Fenomena pemantulan cahaya ada dua jenis, yaitu : a. Pemantulan difuse (membaur) : pemantulan cahaya ke segala arah
b. Pemantulan teratur : pemantulan cahaya dengan arah teratur
7
12/24/2013
Macam-macam pemantulan • Pemantulan teratur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang datar
• Pemantulan baur, yaitu bila cahaya mengenai permukaan yang tidak rata
Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan Cahaya • Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
• Sudut datang (i) = sudut pantul (r)
8
12/24/2013
Bayangan pada cermin datar
h’
h S
S’
S
S’
Dari gambar di atas, sifat bayangan pada cermin datar adalah: - tegak - sama besar - sama jarak - terbalik kiri-kanan - maya
Sifat cermin datar
9
12/24/2013
Jumlah bayangan • Berapakah banyaknya bayangan yang terbentuk bila kita berada di depan dua buah cermin yang membentuk sudut α ? • Banyaknya bayangan yang terbentuk dapat kita hitung dengan persamaan:
n=
360 α
n = banyaknya bayangan
- 1 α = besar sudut
Cermin Cekung • Cermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan mengkilap pada bagian dalam. • Cermin cekung memiliki sifat mengumpulkan cahaya
10
12/24/2013
Tiga sinar utama pada cermin cekung
Pembentukan bayangan pada cermin cekung
11
12/24/2013
Persamaan Cermin Cekung Cermin cekung memiliki persamaan:
1 f
1
= s
+
1 s’
M=
s’ s
=
h’ h
Ket. f = fokus s = letak benda s’ = letak bayangan M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan
Contoh: Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cekung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan s’ = -30 cm (maya, tegak) Dik. h = 20 cm f = 15 cm s = 10 cm Dit. a. s’ , b. M , c. h’ Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’ 1/15 = 1/10 + 1/s’ 1/s’ = 1/15 – 1/10 = 2/30 – 3/30 = -1/30
b. M = |s’/s| = 30/10 = 3 (diperbesar) c. M = h’/h 3 = h’/20 h’ =20 x 3 = 60 cm
12
12/24/2013
Penggunaan cermin cekung • Kaca rias Cermin cekung dengan fokus yang besar dapat dijadikan kaca rias, karena menghasilkan bayangan yang diperbesar • Parabola Cermin cekung banyak digunakan sebagai parabola karena sifatnya yang mengumpulkan gelombang • Teropong
Cermin cekung digunakan pada teropong pantul pengganti lensa okuler
13
12/24/2013
Cermin Cembung • Cermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin di bagian luar. • Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya.
Tiga sinar utama pada cermin cembung
14
12/24/2013
Pembentukan bayangan
f
R
Sifat bayangan: tegak maya diperkecil
Persamaan Cermin Cembung Cermin cembung memiliki persamaan:
1 𝑓
1 𝑠
= +
1 𝑠′
𝑀=
𝑠′ 𝑠
=
ℎ′ ℎ
Ket. f = fokus (selalu negatif) s = letak benda s’ = letak bayangan (selalu negatif) M = perbesaran bayangan h = tinggi benda h’ = tinggi bayangan
15
12/24/2013
Contoh: Sebuah benda yang tingginya 20 cm diletakkan 10 cm didepan sebuah cermin cembung yang memiliki fokus 15 cm. Hitunglah: a. letak bayangan b. perbesaran bayangan c. tinggi bayangan Dik. h = 20 cm f = -15 cm s = 10 cm Dit. a. s’, b. M, c. h’ Jawab: a. 1/f = 1/s + 1/s’ 1/-15 = 1/10 + 1/s’ 1/s’ = -1/15 – 1/10 = -2/30 – 3/30 = -5/30
s’ = -30/5 = -6 cm b. M = |s’/s| = 6/10 = 0,6 c. M = h’/h 0,6 = h’/20 h’ =20 x 0,6 = 12 cm
Cermin Cembung dalam kehidupan sehari-hari • Cermin cembung memiliki sifat selalu membentuk bayangan yang tegak, maya dan diperkecil, sehingga cermin ini mampu membentuk bayangan benda yang sangat luas. Dengan sifat ini maka cermin cembung banyak digunakan pada: •
kaca spion pada kendaraan
•
kaca pengintai pada supermarket
•
kaca spion pada tikungan jalan
16
12/24/2013
Lensa
Lensa
17
12/24/2013
Alat-alat yang menggunakan prinsip optik
Mata • Memiliki sebuah lensa yg berfungsi sbg alat optik. • Mata mempunyai penglihatan yang jelas pada daerah yang dibatasi oleh dua titik yaitu titik dekat/ punctum proximum (titik terdekat yg masih dapat dilihat jelas oleh mata yg berakomodasi sekuat2nya) dan titik jauh/punctum remotum (titik terjauh yg masih dapat dilihat jelas oleh mata yg tak berakomodasi)
18
12/24/2013
Lup Menggunakan sebuah lensa cembung. Untuk melihat benda2 kecil sehingga tampak lebih besar dan jelas. Sifat Bayangan : Maya (didepan lup), tegak, diperbesar. Perbesaran Anguler : mata tak berakomodasi
mata berakomodasi maks
Sn 1 f
Sn f
γ = perbesaran anguler Sn = titik dekat orang normal f = jarak fokus lup
Mikroskop
19
12/24/2013
Mikroskop • Untuk melihat detail benda lebih jelas dan lebih besar. • Menggunakan 2 lensa positif, sebagai lensa objektif dan lensa okuler. • Melihat bayangan benda tanpa akomodasi
m
S ob ' S ob
Sn x 1 f ok
• Melihat bayangan benda dengan berakomodasi
m
S ob ' S n x S ob f ok
Sob = jarak benda ke lensa objektif Sob’ = jarak bayangan ke lensa objektif Sn = jarak titik dekat mata normal fok = jarak fokus lensa okuler
Soal Sebuah preparat diletakkan 1 cm di depan lensa objektif dari sebuah mikroskop. Jarak fokus lensa objektifnya 0,9 cm, jarak fokus lensa okuler 5 cm. Jarak antara kedua lensa tsb 13 cm. tentukan perbesaran oleh mikroskop tsb.
20
12/24/2013
Teropong Bintang Menggunakan 2 lensa positif. Beda teropong bintang dg mikroskop : mikroskop : fob < fok, letak benda dekat dg lensa objektif teropong bintang: fob >> Fok, letak benda di jauh tak berhingga Untuk mata tanpa akomodasi
m
f ob f ob sok f ok
S n f ok Sn
Untuk mata berakomodasi maksimum
m
f ob f ok
Kelas G • Dian No Absen 14
21
12/24/2013
TERIMA KASIH
22
