Cahaya
253
Bayangan suatu benda terbentuk dari sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar-sinar pantul. Dapat pula terbentuk dari sinar-sinar
bias atau perpanjangan sinar bias. Dengan demikian, bayangan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu bayangan nyata dan bayangan
maya.
Bayangan nyata sejati, riil, dan positif ialah bayangan yang terjadi karena perpotongan sinar-sinar pantul atau sinar bias. Ba-
yangan ini dapat ditangkap di layar. Contohnya bayangan pada layar bioskop. Adapun bayangan maya semu, virtuil, dan negatif ialah
bayangan yang terjadi karena perpotongan perpanjangan sinar pantul atau perpanjangan sinar bias. Bayangan maya tidak dapat ditangkap
layar. Contohnya, bayangan pada cermin datar dan bayangan pada kaca spion.
1. Pemantulan pada Cermin Datar
Pernahkah kamu memerhatikan dirimu sewaktu bercermin? Bayanganmu pada cermin akan memiliki ukuran yang sama dengan
ukuranmu. Jadi, bayanganmu akan bersifat maya dan simetris. Tetapi, tahukah kamu mengapa bayangan tangan kananmu seakan-akan
menjadi tangan kiri?
Untuk mengetahui pembentukan bayangan pada cermin datar, cobalah kamu melakukan kegiatan berikut secara berkelompok.
Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.
Sumber: Dok. Penerbit
S Gambar 15.5 Pemantulan
pada cermin datar
Cara Kerja: 1. Sediakan cermin datar, alat tulis, dan beberapa jarum.
2. Pasanglah jarum A pada permukaan cermin. 3. Pasang pula jarum B seperti gambar selanjutnya pasanglah jarum
C sehingga antara bayangan B B, jarum A, dan jarum C terletak pada satu garis lurus.
4. Akhirnya, pasanglah jarum D di belakang cermin, sehingga antara B, D, A, dan C tetap terletak pada garis lurus.
Ambil cermin lalu hubungkan titik-titik itu dengan penggaris. 5. Anggaplah garis AB sebagai sinar datang.
Garis AC sebagai sinar pantul.
Pertanyaan:
1. Apa yang dapat kamu simpulkan tentang bayangan jarum itu? 2. Berlakukah hukum pemantulan pada percobaanmu itu?
3. Bandingkan pengamatan kelompokmu dengan pengamatan
kelompok lain.
Tujuan: Mengamati proses pembentukan bayangan Alat dan Bahan:
– Cermin datar – Alat tulis
– Jarum pentul – Kertas
A
B D
A B
B C
Di unduh dari : Bukupaket.com
254
Mari BIAS 2
2. Pemantulan pada Cermin Cekung
Tahukah kamu perbedaan cermin datar dengan cermin ce- kung? Cobalah kamu berkaca menggunakan cermin datar dan ban-
dingkanlah dengan saat menggunakan cermin cekung. Jika tidak mempunyai cermin cekung kamu dapat menggunakan sendok stain-
less stell bagian dalamnya.
Untuk mempelajari pemantulan pada cermin lengkung cekung dan cembung kamu perlu mengetahui penyebaran cahaya. Berdasar-
kan sifat-sifat penyebarannya, cahaya dikelompokkan menjadi tiga, yaitu menyebar divergen, sejajar, dan mengumpul konvergen.
Perhatikan Gambar 18.6.
Cermin cekung dapat dilukiskan sebagai bagian dari bola yang licin atau mengilat. Pada bagian dalamnya. Bagian-bagian cermin ce-
kung seperti tertera pada Gambar 18.7.
Garis yang melalui M dan O disebut sumbu utama cermin. Ruang F sampai O disebut ruang I. Ruang F sampai M disebut ruang II. Ruang
M sampai ~ disebut ruang III. Adapun ruang di belakang cermin disebut ruang IV.
Kamu sudah mengetahui bahwa berkas sinar yang mengenai cermin akan dipantulkan dan akan menghasilkan bayangan benda.
Berkas sinar yang mengenai cermin pada dasarnya memenuhi hukum pemantulan. Namun, ada tiga berkas sinar yang mempunyai sifat
khusus atau istimewa. Ketiga sinar istimewa itulah yang diperlukan pada saat melukiskan terjadinya bayangan suatu benda. Untuk lebih
jelasnya ikutilah uraian berikut.
a. Sinar-Sinar Istimewa pada Cermin Cekung
1 sinar datang sejajar sumbu utama cermin dipantulkan melalui titik fokus F. Perhatikan Gambar 18.8 i.
M =
pusat lengkungan cermin F
= titik fokustitik api cermin
O =
titik pusat optik titik pusat cermin FO =
1 2
jari-jari cermin = jarak fokus f MO =
jari-jari kelengkungan cermin R. S Gambar 18.7
Bagian-bagian cermin cekung M
F O
Divergen i
Sejajar ii
Konvergen iii
S Gambar 18.6 Berkas sinar.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Cahaya
255
2 Sinar datang melalui titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama cermin. Perhatikan Gambar 18.8 ii.
3 Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin M. Sinar ini akan dipantulkan melalui titik itu juga. Perhatikan Gambar 18.8
iii.
b. Cara Melukis Bayangan yang Dihasilkan oleh Cermin Cekung
1 Gambarlah dua di antara tiga sinar istimewa yang berasal dari titik atau tempat yang sama.
2 Perpotongan sinar-sinar pantul atau perpanjangannya akan menghasilkan titik bayangan.
Misalnya: a Benda AB di ruang III, bayangannya di ruang II
Sifat-sifat bayangannya terbalik, lebih kecil, dan nyata.
b Benda AB di ruang I, bayangan di belakang cermin ruang IV.
Sifat-sifat bayangannya tegak, lebih besar, dan maya.
S Gambar 18.9 Bayangan
benda di ruang III M
F O
S Gambar 18.10 Bayangan
benda di ruang I M
F O
iii ii
M F
O SU
i M
F O
SU
S Gambar 18.8 Sinar-sinar istimewa pemantulan cermin cekung.
Di unduh dari : Bukupaket.com
256
Mari BIAS 2
Sebuah benda terletak 20 cm di depan sebuah
cermin cekung yang berjari-jari 15 cm. Kalau
diketahui tinggi benda 2 cm, hitunglah:
a. jarak bayangnnya, b. perbesarannya,
c. tinggi bayangannya. Penyelesaian:
Diketahui : s
o
= 20 cm R = 15 cm
f
15 2
cm Ditanyakan: a. s
i
= ...? b. M = ...?
c . h
i
= ...? Jawab:
a. 1
1 1
o i
s s
f 1
1 2
1 2
1 20
15 15
20
i i
s s
o 60
5 1
60 3
60 8
1 o
i i
s s
5s
i
= 60 s
i
= 60
5 = 12 cm
Lukis bayangan benda yang terletak:
a. di pusat kelengkungan cermin M;
b. di titik fokus F cermin. Sebutkan sifat-sifat
bayangannya.
Pada cermin cekung berlaku hubungan antara jarak fokus cermin, jarak benda, jarak bayangan, dan perbesaran. Hubungan
tersebut dapat ditulis dalam bentuk rumus-rumus berikut.
1
1
1 1
1 s
s f
o
dan f = R
2 2
M = s
s h
h
i o
i o
Dengan: f
= jarak fokus s
o
= jarak benda s
i
= jarak bayangan. Nilainya negatif jika bayangan maya dan positif jika bayangan nyata
h
o
= AB = tinggi benda besar benda h
i
= AB = tinggi bayangan besar bayangan M = perbesaran bayangan
| ... | = harga mutlak, artinya semua harga yang diapit tanda itu akan bernilai positif
Cermin cekung banyak digunakan sebagai reflektor pemantul pada lampu-lampu kendaraan atau pada mikroskop cahaya.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Cahaya
257
b. M = s
s
i o
12 20
3 5
kali c . M =
h h
i o
h
i
=
o
M h u
= 3
5 2
u cm =
6 5
cm =
1 1
5 cm
3. Pemantulan pada Cermin Cembung
Cermin cembung merupakan bagian dari bola yang licin atau mengilap pada bagian luarnya. Bagian-bagian dari cermin cembung
tertuang pada Gambar 18.11.
Untuk mengetahui contoh pembentukan bayangan oleh cermin cembung kamu dapat menggunakan permukaan sendok stainless stell
bagian luarnya atau kaca spion. Seperti halnya pada cermin cekung, berkas sinar yang mengenai cermin cembung ada yang mempunyai
keistimewaan. Sinar-sinar istimewa itu seperti berikut.
a. Sinar datang sejajar sumbu utama
Sinar ini akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus F. Perhatikan Gambar 18.12 i
b. Sinar datang menuju titik fokus F Sinar ini akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Perhatikan
Gambar 18.12 ii c . Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin M
Sinar ini akan dipantulkan seolah-olah dari titik M. Perhatikan Gambar 18.12 iii
Keterangan: M
= pusat kelengkungan cermin F
= titik api cermin O
= titik optik cermin SU = sumbu utama
S Gambar 18.11 Skema cermin cembung
F M
O SU
Di unduh dari : Bukupaket.com
258
Mari BIAS 2
Sebuah benda yang tingginya 2 cm berada 10 cm di depan cermin cembung, jari-jari cermin cembung = 110 cm
Hitunglah: a. jarak bayangannya;
b. perbesarannya; c. tinggi bayangannya.
Contoh bayangan yang dihasilkan oleh cermin cembung adalah sebagai berikut.
Bayangan yang dihasilkan cermin cembung selalu tegak, lebih kecil, dan maya. Tahukah kamu mengapa demikian? Oleh karena sifat
itulah bayangan pada cermin cembung selalu terlihat jelas walaupun kecil. Selain itu bidang pandang yang dihasilkan cermin cembung juga
makin luas. Karena sifat-sifat itulah cermin cembung banyak digunakan sebagai spion kendaraan.
Rumus untuk cermin cembung sama dengan rumus untuk cermin cekung, hanya jari-jari R berharga negatif pusatnya ada di
belakang cermin.
S Gambar 18.13 Bayangan pada cermin cembung
O A
A F
B B
O A
A F
B B
M F
M O
SU F
M O
SU
F M
O SU
S Gambar 18.12 Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung.
i
iii ii
Di unduh dari : Bukupaket.com
Cahaya
259 Penyelesaian:
Diketahui: h
o
= 2 cm s
o
= 10 cm
R = –10 cm cm
5 f
cermin cembung Ditanyakan : a. s
i
= ...?
b. M = ...?
c. h
i
= ...?
Jawab: a.
1 1
1
o i
s s
f 1
1 1
10 5
i
s 1
1 1
5 10
i
s s
i
= 10
3 cm
1. Gambarkan bayangan sebuah benda yang terletak di depan cermin cekung dan cer-
min cembung. 2. Sebuah benda terletak 20 cm di depan
sebuah cermin cekung. Jika bayangan yang terjadi mengalami perbesaran 3 kali,
tentukan fokus cermin tersebut. b. M =
s s
i o
u 3
10 10
3 1
10 1
3
1 3
kali c . h
i
=
o
M h
u =
1 3
2 u cm
= 2
3 cm.
C. PEMBIASAN CAHAYA
Cobalah kamu letakkan sebatang pensil di dalam segelas air. Mengapa pensil seakan-akan bengkok ketika masuk ke air? Gejala itu
disebabkan oleh pembiasan. Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah cahaya yang terjadi karena cahaya melalui dua medium yang ber-
beda kerapatannya. Pembiasan terjadi karena adanya perubahan ke- cepatan cahaya pada kedua medium, misalnya sinar merambat dari
udara ke air.
Angka yang menunjukkan perbandingan antara cepat rambat cahaya dalam ruang hampa dengan cepat rambat cahaya di dalam zat
itu disebut indeks bias.
Tujuan pembelajaranmu adalah dapat:
menjelaskan hukum pembiasan yang diper-
oleh berdasarkan per- cobaan;
mendeskripsikan pro- ses pembentukan dan
sifat-sifat bayangan pada lensa cembung
dan lensa cekung.
Tujuan Pembelajaran
Di unduh dari : Bukupaket.com
