Tinjauan Materi Pemantulan dan Pembiasan Cahaya

lebih dari 90 persen setelah 2 hari dan perolehan pemahaman kontekstual sebesar 50-70 persen Wieman, 2007: 15.

2.4 Tinjauan Materi Pemantulan dan Pembiasan Cahaya

2.4.1 Pemantulan Cahaya Proses Terjadinya Pemantulan

Ketika cahaya menimpa permukaan benda, sebagian cahaya dipantulkan, sisanya diserap oleh benda dan diubah menjadi energi panas. Jika benda tersebut transparan seperti kaca atau air, sebagian diteruskan. Untuk benda-benda yang sangat mengkilat seperti cermin berlapis perak, lebih dari 95 persen cahaya bisa dipantulkan. Hukum pemantulan menurut Giancoli 2001: 244 dinyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul. Hukum pemantulan berbunyi: 1 sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar, 2 sudut datang i sama dengan sudut pantul r. Ada dua jenis pemantulan, yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur. Pemantulan teratur jika berkas-berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan halus dipantulkan juga sebagai sinar sejajar. Sedangkan pemantulan baur jika berkas-berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan kasar dipantulkan ke segala arah berkas-berkas tidak sejajar satu sama lain. Pemantulan pada Cermin Datar Sifat-sifat Bayangan pada Cermin Datar 1. Maya. 2. Sama besar dengan bendanya perbesaran = 1. 3. Tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya. 4. Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan dari cermin. Pembentukan Bayangan oleh Cermin Sferis Cermin lengkung yang umum berbentuk sferis, yang berarti cermin tersebut akan membentuk sebagian dari bola. Cermin sferis disebut cembung jika pantulan terjadi pada permukaan luar bentuk sferis sehingga pusat permukaan cermin menggembung ke luar menuju orang yang melihat. Cermin dikatakan cekung jika permukaan pemantulnya ada pada permukaan dalam bola sehingga pusat cermin melengkung menjauhi orang yang melihat. Bagian-bagian dari sebuah cermin cekung ditunjukkan pada Gambar 2.1. Titik O yaitu titik pusat bidang cermin. Titik P yaitu titik pusat kelengkungan cermin. R, yaitu jari-jari kelengkungan cermin. Sumbu utama yaitu garis yang melalui titik pusat kelengkungan dan titik pusat bidang cermin. Titik F yaitu titik fokus atau titik api cermin yang terletak di tengah antara titik P dan titik O. f, yaitu jarak fokus cermin dari titik F ke titik O. Gambar 2.1 Bagian-bagian cermin cekung Besar jarak fokus f adalah setengah dari jari-jari kelengkungan cermin R. Dengan demikian, menurut Tipler 1998: 485 berlaku persamaan: 2-1 Bayangan benda yang dibentuk oleh cermin cekung dapat lebih besar atau lebih kecil daripada ukuran bendanya. Jika ukuran bayangan lebih besar daripada ukuran benda, dikatakan bayangan diperbesar. Jika ukuran bayangan lebih kecil daripada ukuran benda, dikatakan bayangan diperkecil. Perbesaran linear didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi benda Tipler, 1998: 488. 2-2 Keterangan: M = perbesaran linear h’ = tinggi bayangan h = tinggi benda Hubungan antara jarak benda s, jarak bayangan s ’, dan jarak fokus f untuk cermin lengkung cekung ataupun cembung adalah: 2-3 Pada cermin cembung, bagian depan cermin bagian yang mengkilap adalah permukaan luar irisan bola Gambar 2.2.Pada cermin cembung titik pusat kelengkungan P dan titik fokus cermin F terletak di bagian belakang cermin. Oleh karena itu, jari-jari kelengkungan R dan jarak fokus cermin f bertanda negatif misal R = -10 cm dan f = -5 cm. Hukum pemantulan pada cermin cembung ditunjukkan pada Gambar 2.3. Gambar 2.2 Cermin cembung adalah bagian dari irisan sebuah bola dengan garis PO sebagai sumbu utama Gambar 2.3 Hukum pemantulan pada cermin cembung sudut pantul = sudut datang

2.4.2 Pembiasan Cahaya Proses Terjadinya Pembiasan

Ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua medium, cahaya akan dibelokkan. Peristiwa pembelokan cahaya ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua medium inilah yang disebut pembiasan cahaya. Hukum Snell menurut Giancoli 2001: 258 dituliskan: 2-4 Hukum I Snellius berbunyi: sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar. Hukum II Snellius berbunyi: jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, sinar dibelokkan mendekati garis normal. Jika kebalikannya, sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, sinar dibelokkan menjauhi garis normal.

2.4.3 Indeks Bias

Perbandingan laju cahaya di udara hampa dengan laju v pada materi tertentu disebut indeks bias Giancoli, 2001: 257. 2-5 Keterangan: c = cepat rambat cahaya dalam udara 3 x 10 8 ms v = cepat rambat cahaya dalam medium Ketika cahaya lewat dari satu medium ke medium lainnya, cahaya akan dibiaskan karena cepat rambat cahaya berbeda dalam kedua medium. Secara matematis dapat ditulis atau 2-6 Ketika cahaya lewat dari satu medium ke medium lainnya, frekuensi cahaya tidak berubah, sehingga f 1 = f 2 = f. Karena hubungan v = f berlaku untuk kedua medium, maka dan 2-7 Hubungan antara panjang gelombang dan indeks bias dapat ditulis 2-8 Pantulan Internal Sempurna Serat Optik Apabila cahaya melintas dari suatu materi ke yang lainnya di mana indeks biasnya lebih kecil katakanlah, dari air ke udara, cahaya dibelokkan menjauhi normal. Pada sudut datang tertentu, sudut bias akan 90 dan dalam hal ini berkas bias akan berhimpitan dengan permukaan. Sudut datang di mana hal ini terjadi disebut sudut kritis . Menurut Giancoli 2001: 260, persamaan sudut kritis dapat ditulis sebagai berikut. maka 2-9 Dua syarat terjadinya pemantulan sempurna pada bidang batas antara dua medium adalah: 1 sinar harus datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat; dan 2 sudut datang lebih besar daripada sudut kritis.

2.5 Kerangka Berpikir