BAHAN AJAR BERIVISI SETS (ARINI ROSA SINENSIS)STKIP NURUL HUDA 2016

CAHAYA DAN SIFAT-SIFATNYA

Kita perlu bersykur kepada tuhan, karena bisa melihat alam sekitar kita yang indah ini melihat sawah dengan padi yang hijau, langit yang cerah, bunga yang bermekaran di kebun dan sebagainya. Tahukah kamu, bahwa kamu dapat melihat semua itu karena adanya sesuatu di alam ini yang disebut cahaya.

Sudah sejak lama manusia menemukan bahwa api dapat menghasilkan cahaya. Selanjutnya ditemukaan obor, lilin, lampu minyak, sampai lampu listrik. Kita bahkan menggunakan baterai untuk menyimpan energi yang dapat menghasilkan cahaya pada lampu senter. Alami atau buatan, cahaya mungkin merupakan suatu misteri bagimu. Kamu tidak dapat memegang cahaya. Cahaya tidak mempunyai wujud, namun cahaya ada di sekitarmu.Kamu mungkin mengira tidak tahu banyak tentang cahaya. Itu tidak sepenuhnya benar. Sebab cahaya memiliki beberapa sifat yang serupa dengan bunyi. Pada saat kamu mempelajari cahaya, perhatikan persamaan dan perbedaan antara cahaya dan bunyi.

Pada bab ini, kamu akan mempelajari beberapa sifat cahaya, di antaranya cahaya dapat merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dan dapat mengalami penguraian warna. Selain itu, akan dipelajari pula sifat-sifat

lensa dan cermin. Sifat-sifat cahaya pada cermin dan lensa banyak dimanfaatkan untuk membuat alat yang bermanfaat bagi manusia, misalnya mikroskop, lup, teleskop, dan lensa.

Setelah pembelajaran ini siswa diharapkan dapat:

 Mendeskripsikan sifat- sifat cahaya cahaya serta memberikan contoh-contoh pemanfaatannya

 Melakukan penyelidikan tentang sifat-sifat cahaya dan hukum pemantulan cahaya melalui percobaan

Gambar 1.1 sumber cahaya memancar kesegala arah

A. CAHAYA MERAMBAT LURUS

Sebuah sumber cahaya yang terdapat pada gambar 1.1 tersebut menunjukkan cahaya merambat kesegala arah, apabila medium yang dilalui cahaya itu sama bagaimanakah arah rambat cahaya tersebut? Untuk itu lakukan kegiatan Lab mini A.1 seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.2

Pernahkah kamu melihat bayang- bayangmu pada dinding tembok? Pernahkah kamu melihat bayang-bayang bunga dihalaman rumahmu? bagaimana itu bisa terjadi?

Bayangan itu bisa terjadi jika ada cahaya terhalang sesuatu. Ketika cahaya merambat dalam garis lurus bila ada cahaya yang terhalang sesuatu maka akan timbulah bayangan dari penghalang itu. Seperti contoh ketika kamu menyalakan senter dan diarahkan ke di dinding tembok, letakkan tanganmu di depan senter tersebut, karena terhalang oleh tanganmu terbentuklah bayangan tanganmu di tembok. Dapat kamu lihat seperti gambar 1.3

1

SIFAT _–SIFAT CAHAYA

Apakah cahaya merambat lurus? coba kalian lakukan percobaan sederhana untuk membuktikan sifat cahaya tersebut.

Gambar 1.3 Bayangan pada lampu senter

Sumber : http://cisdel.com

Gambar 1.4 Cahaya lilin hanya akan terlihat apabila nyala lilin, kedua lubang pada kertas, danmata berada pada satu garis lurus.

Gambar 1.6 Melihat bayanganmu sendiri di cermin merupakan contoh pemantulan cahaya. Berapa kali cahaya dipantulkan ketikakamu menggunakan cermin?

Jika sumber cahaya cukup besar, bayang- bayang sering terdiri dari dua bagian. Apabila cahaya tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah umbra (bayng-bayang inti), yaitu bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra (bayang-bayang kabur), yaitu bagian kedua (bayang-bayang-(bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur, seperti gambar 1.5

Gambar 1.5 Bayang-bayang gelap (umbra) dan bayang-bayang tambahan (penumbra) terbentuk oleh sumber cahaya

yang lebih besar dari titik

B. PEMANTULAN CAHAYA

Lab mini.

Bagaimana cahaya merambat? Prosedur

1. Ambil sebuah lilin dan nyalakan lilin itu. Ambil pula dua lembar kertas karton.

2. Buatlah sebuah lubang kecil pada masingmasing karton itu. Kemudian lihatlah nyala lilin itu melalui kedua lubang karton.

Analisis

1. Apa yang harus kamu lakukan agar usahamu berhasil?

2. Berupa apakah lintasan cahaya tersebut?

Ketika akan berangkat ke sekolah agar terlihat rapi kalian pasti bercermin, bayangan wajah kalian bisa terlihat pada cermin tersebut, mengapa demikian? Mari kita simak penjelasan berikut.

Gambar 1.7 pemantulan pada cermin datar

Berkas sinar yang mengenai cermin disebut sinar datang. Sedangkan berkas sinar yang meninggalkan cermin disebut sinar pantul. Sebuah garis yang digambar tegak lurus permukaan cermin disebut garis normal. Sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal disebut sudut datang, yang dilambangkan dengan i.

Gambar 1.8 Pemantulan teratur.

Gambar 1.9Pemantulan baur

Sedangkan sudut yang dibentuk oleh sinar pantul dan garis normal disebut sudut pantul, yang dilambangkan dengan r.

Kesimpulan di atas merupakan Hukum Pemantulan Cahaya yang menyatakan sebagai berikut.

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

2. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.

Pernahkah kalian berfikir mengapa kamu bisa melihat bayangan di cermin? Dan kenapa bayanganmu tidak terlihat di batu, dinding, kayu? Nah ini terjadi yaitu bagaimana bayangan tersebut dipantulkan. Jenis

permukaan yang dikenai

cahaya menentukan

pemantulan yang dihasilkan. Terdapat dua jenis pemantulan yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur. Pemantulan teratur terjadi ketika cermin mempunyai permukaan halus semua sinar yang mencapai permukaan cermin datang dengan sudut yang sama sehingga sinar itu juga dipantulkan pada sudut yang sama. Pemantulan baur sinar yang datang pada permukaan yang kasar atau tidak teratur sehingga sinar tersebut dipantulkan dengan sudut yang berbeda sehingga cahaya akan dihamburkan kesegala arah yang berbeda disebut pemantulan baur.

D. PEMBIASAN CAHAYA

Pembiasan cahaya adalah pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh suatu perubahan dalam kelajuan gelombang cahaya pada saat gelombang cahaya tersebut merambat dari satu zat ke zat lainnya.

1. Hukum pembiasan cahaya oleh snellius

a. Sinar datang,garis normal dan sinar bias terletak pada satu bidang dan berpotongan di satu titik.

b. Sinar datang dan medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat dibiasakan mendekati garis normal. Sebaliknya,

sinar datang dari medium lebih rapat ke medium yang kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal.

Beberapa contoh gejala pembiasan yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari haridiantaranya :

 dasar kolam terlihat lebih dangkal bila dilihat dari atas.

 kacamata minus (negatif) atau kacamata plus (positif) dapat membuat jelas

 pandangan bagi penderita rabun jauh atau rabun dekat karena adanya pembiasan.

 terjadinya pelangi setelah turun hujan

2. Indeks Bias

Indeks bias medium adalah nilai perbandingan antara proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias pada bidang pembias.

Contoh Soal

1. Apa yang dimaksud indeks bias air = 1,3. Jawab :

Yang dimaksud indeks bias air = 1,3 adalah perbandingan antara laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya di dalam air besarnya 1,3.

2. Sinar merambat dari udara ke air,dilukiskan seperti gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut, berapakah indeks bias air tersebut?

1. Apa yang diketahui?

Proyeksi sinar datang, A’O = 4 satuan Proyeksi sinar bias, B’O = 3 satuan 2. Apa yang ditanyakan?

Indeks bias air, nair.

3 Gunakan persamaan, nair. = A’O/B’O 4. Penyelesaian,

nair. = A’O/B’O = 4/3

Gambar 2. Surya Cell Kajian IPA SIFAT-SIFAT CAHAYA DALAM KONTEK S SETS

Setelah kalian

mempelajari subbab tentang sifat-sifat cahaya, apakah kalian

menyadari bahwa begitu banyak manfaatnya dalam kehidupan sehari- hari baik di lingkungan, masyarakat dan kemajuan tekhnologi.

Seperti contoh pemanfaatan pemantulan cahaya berikut ini, bisa kita tulis dalam keterkaitan SETS (sains, environment, tekhnologi, society)

Contoh ke 2.

Keterkaitan SETSnya adalah:

Sains: Proyektor LCD bekerja berdasarkan prinsip pembiasan cahaya yang dihasilkan oleh panel-panel LCD. Panel ini dibuat terpisah

Pemantulan cahaya Kompor tenaga surya Surya cell mengurangi polusi melestarikan hutan hemat energi mengurangi terjadinya kebakaran flexibel hemat biaya TEKHNOLOGI LINGKUNGAN MASYARAKAT

Kompor tenaga surya yaitu memusatan cahaya Matahari. Beberapa perangkat, biasanya berupa cermin atau sejenis

bahan metal/logam yang memantulkan cahaya, digunakan untuk memusatkan cahaya dan panas Matahari ke arah area memasak yang kecil,

membuat energi lebih terkonsentrasi ke satu titik dan menghasilkan panas yang

berdasarkan warna-warna dasar, merah, hijau dan biru (R-G-B)

sehingga terdapat tiga panel LCD dalam sebuah proyektor. Warna gambar yang dikeluarkan oleh proyektor merupakan hasil pembiasan dari panel-panel LCDtersebut yang telah disatukan oleh sebuah prisma khusus.

Environment:

1. Lingkungan yang sehat dan bersih. Karena tidak menghasilkan debu, seperti penggunaaan kapur tulis atau spidol yang bisa mengakibatkan gangguan kesehatan.

2. Tidak menghasilkan sampah setiap hari.

Tekhnologi:

LCD proyektor merupakan salah satu jenis proyektor yang digunakan untuk menampilkan video, gambar, atau data dari komputer pada sebuah layar atau sesuatu dengan permukaan datar seperti tembok, dsb. Proyektor jenis ini merupakan jenis yang lebih modern dan merupakan teknologi yang dikembangkan dari jenis sebelumnya dengan fungsi sama yaitu Overhead Projector (OHP) karena pada OHP datanya masih berupa tulisan pada kertas bening.

Society :

1. Dengan menggunakan LCD Proyektor, waktu yang digunakan untuk mengajar tidak terbuang sia -sia hanya untuk menulis di papan tulis, dan membuat catatan. Selain itu kualitas visual akan lebih nyaman dengan materi yang dapat terlihat dengan jelas di banding dengan menulis di papan tulis. Hal inilah yang dapat membuat waktu belajar menjadi efektif, dan suasana belajar mejadi efisien.gspot.c

2. Membiasakan masyarakat dengan teknologi

Secara tidak langsung, penggunaan LCD Proyektor dapat mendidik masyarakat agar lebih mengeluarkan de-ide kreatifnya dalam penggunaan teknologi. Yang dapat brguna bagi perkembangan dirinya di era modernisasi yang semakin berkembang.

Gambar 1

Gambar 2

Gambar 3.

Gambar 4 Laser senapan

Gambar. Cahaya pd biota laut

Gambar. Mata kucing bersinar malam hari.

Lihat lah gambar dan Diskusikan dengan teman sebangkumu, keterkaitan SETS dengan sifat- sifat cahaya dan tuliskan dalam tabel berikut ini.

Sanis environment society tekhnology

Analisislah kajian sains, silahkan tulis di bawah ini !

Tuliskan manfaat dan kekurangannya!

... ... .

Cermin

Cermin terbuat dari kaca yang salah satu permukaannya dilapisi dengan lembaran tipis aluminium atau perak. Cahaya yang mengenai cermin akan dipantulkan. Ada tiga jenis cermin, yaitu cermin datar, cekung, dan cembung.

1. Cermin Datar Jenis cermin yang sering kamu gunakan untuk bercermin setiap pagi adalah sebuah cermin datar. Cermin datar adalah sepotong kaca datar yang dilapisi dengan bahan yang bersifat memantulkan cahaya pada salah satu permukaannya.Pernahkah kamu melihat bayangan seluruh tubuhmu pada cermin datar? Apa yang kamu lihat pada saat kamuberdiri di depan cermin itu? Bayanganmu kelihatan tegak dengan ukuran yang sama dengan ukuranmu.

Cermin datar membentuk bayangan tegak, mempunyai ukuran yang sama dengan benda, maya, dan

berbalik sisi.

1. Sifat- sifat bayangan pada cermin datar a. Maya, tegak sama besar dengan bendanya

b. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin

c. Menghadap terbalik dengan bendanya

CERMIN DAN

LENSA

Setelah pembelajaran ini siswa diharapkan dapat:

 Menganalisis pembentukan bayangan pada berbagai bentuk cermin dan lensa dan

menjelaskan beberapa tekhnologi aplikasinya dalam konteks SETS.

 Melakukan penyelidikan tentang

pembentukan bayangan pada

lensa cembung melalui

Bayangan maya adalah bayangan yang terjadi karena perpotongan perpanjangan sinar- sinar pantul. Bayangan maya dapat dilihat langsung tetapi bayangan tersebut tidak ditangkap oleh layar.

Gambar 2.3 cermin cekung

Gambar 2.4 Cermin Cembung

2. CERMIN CEMBUNG DAN

CEKUNG

Cermin tidak selalu datar. Jika permukaan sebuah cermin melengkung ke dalam, cermin itu disebut cermin cekung (Gambar 2.3). Jika permukaan sebuah cermin melengkung ke luar cermin itu disebut cermin cembung (Gambar 2.4)

1. Sinar- sinar istimewa pada cermin cekung

Persamaan Cermin Cekung

f S

S_{o i}

1 1

1 _{ }

atau

R S

S_{o i}

2 1

1 _{ }

o i

o i

s s h h

M  

3. Menentukan Sifat Bayangan Cermin Cekung

Menentukan sifat-sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin cekung dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu melalui perhitungan dan melalui penomoran ruang.

a. Melalui perhitungan

Jika dari hasil perhitungan Si bernilai positif, maka bayangannya nyata dan terbalik. Sebaliknya, jika Si bernilai negatif, maka bayangannya maya dan tegak. Sifat diperbesar atau diperkceilnya bayangann bergantung pada nilai perbesaran M, jika M lebih besar dari satu, maka bayangan diperbesar, sebaliknya jika M lebih kecil dari satu (pecahan), maka bayangan diperkecil.

b. Melalui penomoran ruang

 Jika bayangan di ruang 1, II atau III, sifatnya nyata dan terbalik. Jika bayangan di ruang IV, sifatnya maya dan tegak

 jika bayangan lebih besar dari ruang benda maka

bayangan diperbesar, jika ruang bayangan lebih kecil dari ruang benda bayangan diperkecil.

4. Sinar- Sinar istimewa pada cermin cembung

5. Persamaan cermin Cembung

f S

S_{o i}

1 1 1



 atau

R S

S_{o i}

2 1 1





o i

o i

s s h h

M  

M = perbesaran bayangan hi = tinggi bayangan ho = tinggi benda.

6. Sifat bayangan pada cermin Cembung

Sifat bayangan yang dihasilkan pada cermin cembung untuk benda berada didepannya adalah maya, tegak dan diperkecil.

Dengan sifat cahaya yang demikian cermin cembung bayang digunakan sebagai kaca spion pada kendaraan bermotor/ mobil

2. L E N S A

a. Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung dan Cembung

Lensa Cembung

Sinar-sinar istimewa Lensa Cembung

1. Sinar datang sejajar sumbu

utama dibiaskan melalui fokus f2

2. Sinar datang melalui fokus

f1 akan dibiaskan sejajar

sumbu utama

3. Sinar datang menuju pusan

lensa akan di teruskan 

Pembentukan Bayangan :

Sifat bayangan pada gambar diatas adalah nyata,terbalik dan diperbesar.

Rumus :

f S S

1 1 1

' 



s s h h M

, ,

 

Ket:

f= jarak fokus S= jarak benda S’=jarak bayangan

M= Perbesaran

h= tinggi benda

h’= tinggi bayangan Lensa Cekung

Sinar-sinar istimewa Lensa Cekung

1. Sinar datang sejajar sumbu

utama dibiaskan seolah-olah dari fokus f1

2. Sinar datang melalui fokus f₂

akan dibiaskan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang menuju pusat

lensa akan diteruskan 

Pembentukan Bayangan

Sifat bayangan pada gambar diatas adalah maya,tegak dan diperkecil.

Rumus : Rumus :

f S

S   

1 1 1 ' s s h h M , ,   Ket:

- f= jarak fokus - S= jarak benda - S’=jarak bayangan - M= Perbesaran - h= tinggi benda - h’= tinggi bayangan

APLIKASI CERMIN DAN LENSA

DAN KETERA ITANNY A

DENGAN SETS

Sains: Prinsip kerja mikroskop adalah obyek ditempatkan di ruang dua lensa obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar. Lensa okuler mempunyai peran seperti lup (lensa cembung, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi maksimum.

Lingkungan : bermanfaat untuk menyelidiki berbagai bakteri, baik pada lingkungan, makanan dll. Sehingga dapat mengetahui manakah bakteri jahat yang merugikan manusia.

Masyarakat : dalam bidang kedokteran, ilmuan untuk meneliti. Tekhnologi : Sebagai tekhnologi dalam penerapan lensa cembung Yaitu mikroskop.

tekhnologi

lingkungan

masyarakat

Gambar 1. Lampu sorot pada mobil

Gambar 2. Lampu Spion

Gambar. 3 Kaca pembesar

Gambar. 3 Kaca pembesar

Gambar. 4. Pemancar Radio

Lihatlah gambar dan Diskusikan dengan teman sebangkumu, keterkaitan SETS dengan cermin dan lensa dan tuliskan dalam tabel berikut ini.

Sanis environment society tekhnology

Analisislah kajian sains, silahkan tulis di bawah ini !

Tuliskan manfaat dan kekurangannya!

... ... .

Gambar 5. Kacamata 3 dimensi

Gambar. 6 Kacamata Presbiobi

Gambar. 7 kacamata miopi

Gambar.8 Kamera

Analisis kajian SETS

Analisis kajian SETS

Analisis kajian SETS

Gambar.9 periskop

Gambar 10. OHP

Analisis kajian SETS

Dengan sifat cahaya yang

demikian cermin cembung

bayang digunakan sebagai kaca spion pada kendaraan bermotor/ mobil 2. L E N S A

a. Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung dan Cembung

Lensa Cembung

Sinar-sinar istimewa Lensa Cembung

1. Sinar datang sejajar sumbu

utama dibiaskan melalui fokus f2

2. Sinar datang melalui fokus

f1 akan dibiaskan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang menuju pusan

lensa akan di teruskan



Pembentukan Bayangan :

Sifat bayangan pada gambar diatas adalah nyata,terbalik dan diperbesar. Rumus : f S S 1 1 1 '   s s h h M , ,  

Ket:

f= jarak fokus

S= jarak benda

S’=jarak bayangan

M= Perbesaran

h= tinggi benda

h’= tinggi bayangan

Lensa Cekung

Sinar-sinar istimewa Lensa Cekung

1. Sinar datang sejajar sumbu

utama dibiaskan seolah-olah dari fokus f1

2. Sinar datang melalui fokus f2

akan dibiaskan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang menuju pusat

lensa akan diteruskan



Pembentukan Bayangan

Sifat bayangan pada gambar diatas adalah maya,tegak dan diperkecil.

Rumus : Rumus :

f S

S   

1 1 1 ' s s h h M , ,   Ket:

- f= jarak fokus

- S= jarak benda

- S’=jarak bayangan

- M= Perbesaran

- h= tinggi benda

- h’= tinggi bayangan

APLIKASI CERMIN DAN LENSA

DAN KETERA ITANNY A

DENGAN SETS

Sains: Prinsip kerja mikroskop adalah obyek ditempatkan di ruang dua lensa obyektif sehingga terbentuk bayangan nyata terbalik dan diperbesar. Lensa okuler mempunyai peran seperti lup (lensa cembung, sehingga pengamat dapat melakukan dua jenis pengamatan yaitu dengan mata tak berakomodasi atau dengan mata berakomodasi maksimum.

Lingkungan : bermanfaat untuk menyelidiki berbagai bakteri, baik pada lingkungan, makanan dll. Sehingga dapat mengetahui manakah bakteri jahat yang merugikan manusia.

Masyarakat : dalam bidang kedokteran, ilmuan untuk meneliti. Tekhnologi : Sebagai tekhnologi dalam penerapan lensa cembung Yaitu mikroskop.

tekhnologi

lingkungan

masyarakat

Gambar 1. Lampu sorot pada mobil

Gambar 2. Lampu Spion

Gambar. 3 Kaca pembesar

Gambar. 3 Kaca pembesar

Gambar. 4. Pemancar Radio

Lihatlah gambar dan Diskusikan dengan teman sebangkumu, keterkaitan SETS dengan cermin dan lensa dan tuliskan dalam tabel berikut ini.

Sanis environment society tekhnology

Analisislah kajian sains, silahkan tulis di bawah ini !

Tuliskan manfaat dan kekurangannya!

... ... .

Gambar 5. Kacamata 3 dimensi

Gambar. 6 Kacamata Presbiobi

Gambar. 7 kacamata miopi

Gambar.8 Kamera

Analisis kajian SETS

Analisis kajian SETS

Analisis kajian SETS

Gambar.9 periskop

Gambar 10. OHP

Analisis kajian SETS