PEMANTULAN CAHAYA

B. PEMANTULAN CAHAYA

Tujuan pembelajaranmu Kita dapat melihat benda jika ada sinar dari benda yang masuk adalah dapat: $ menjelaskan hukum

ke mata kita. Sinar berasal dari benda itu sendiri (sebagai sumber caha- pemantulan;

ya) atau sinar yang dipantulkan oleh benda itu (sebagai benda gelap). $ mendeskripsikan pro- Jadi, pada saat melihat benda, mata tidak mengeluarkan sinar. Bisakah

ses pembentukan dan kamu membuktikan pernyataan ini?

sifat-sifat bayangan

Dapatkah kamu menjelaskan perbedaan pantulan sinar dari air pada cermin datar,

cermin cekung, dan beriak dan air tenang? Menurut bentuk permukaan bidang pantul, pe-

lensa cekung. mantulan cahaya dibedakan menjadi dua, yaitu pemantulan difus dan

pemantulan teratur.

Cahaya

Pantulan baur atau difus adalah pemantulan ke segala arah. Pemantulan ini terjadi jika permukaan benda yang memantulkan cahaya tidak rata, misalnya pemantulan pada tanah (perhatikan Gambar 18.2). Pemantulan difus memberi kesan rindang.

S Gambar 18.2 Pemantulan

Pemantulan searah terjadi jika permukaan dari benda yang

difus

memantulkan cahaya rata, misalnya pemantulan oleh cermin datar (perhatikan Gambar 18.3). Sama halnya dengan gelombang bunyi, cahaya juga mengalami pemantulan. Pada cahaya juga berlaku hukum pemantulan. Orang yang pertama kali meneliti pemantulan cahaya adalah Wilbrodus Snellius. Untuk memahami hukum pemantulan,

S Gambar 18.3 Pemantulan

cobalah kamu melakukan kegiatan berikut secara kelompok.

teratur

Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.

Tujuan: Mengamati terjadinya pemantulan cahaya.

Alat dan Bahan:

Cara Kerja:

• Cermin datar

1. Siapkan cermin datar, kertas, jarum pentul, alat tulis, dan

• Jarum pentul

busur derajat.

• Kertas HVS

2. Susunlah cermin di atas kertas, seperti gambar berikut.

• Busur derajat

3. Tancapkan jarum pentul A dan B. Selanjutnya, tancapkan

• Alat tulis

jarum C, sehingga antara jarum C, B, dan A berimpit jika dilihat dari C.

A C 4. Ukurlah sudut yang dibentuk antara permukaan cermin dan garis penghubung AB. Begitu pula antara cermin dengan garis

penghubung CB.

B 5. Ulangi langkah nomor 3 dan dengan mengubah letak jarum

A.

Pertanyaan:

1. Selalu sama besarkah kedua pasangan sudut dalam percobaan

ini?

2. Nyatakan kesimpulanmu dalam buku kerjamu.

Jika kegiatan di atas kamu kerjakan dengan teliti dan benar kamu akan

sd sp

mendapatkan Hukum Snellius sebagai berikut.

ir

a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu

bidang datar.

sd = sinar datang

b. Sudut datang (i) = sudut pantul (r).

sp = sinar pantul i = sudut datang r = sudut pantul N = garis normal

S Gambar 18.4 Hukum pemantulan cahaya

Mari BIAS 2

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,

Sumber: Dok. Penerbit

cobalah kamu melakukan kegiatan berikut secara berkelompok. S Gambar 15.5 Pemantulan Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki pada cermin datar dan 2 perempuan.

Tujuan: Mengamati proses pembentukan bayangan

Alat dan Bahan:

Cara Kerja:

– Cermin datar

1. Sediakan cermin datar, alat tulis, dan beberapa jarum. – Alat tulis

2. Pasanglah jarum A pada permukaan cermin. – Jarum pentul

3. Pasang pula jarum B seperti gambar selanjutnya pasanglah jarum – Kertas

C sehingga antara bayangan B (B'), jarum A, dan jarum C terletak pada satu garis lurus.

C 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.

A A 5. Anggaplah garis AB sebagai sinar datang.

D Garis AC sebagai sinar pantul.

Pertanyaan:

B B'

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.

Cahaya

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.

Divergen

Konvergen (i)

S Gambar 18.6 Berkas sinar.

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.

M = pusat lengkungan cermin F = titik fokus/titik api cermin O = titik pusat optik (titik pusat cermin)

FO =

2 jari-jari cermin = jarak fokus (f) MO = jari-jari kelengkungan cermin (R).

S Gambar 18.7 Bagian-bagian cermin cekung

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).

Mari BIAS 2

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).

SU

SU

(i) (ii)

(iii) S Gambar 18.8 Sinar-sinar istimewa pemantulan cermin cekung.

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.

S Gambar 18.9 Bayangan benda di ruang III

b) Benda AB di ruang I, bayangan di belakang cermin (ruang IV). Sifat-sifat bayangannya tegak, lebih besar, dan maya.

S Gambar 18.10 Bayangan benda di ruang I

Cahaya

Pada cermin cekung berlaku hubungan antara jarak fokus cermin, jarak benda, jarak bayangan, dan perbesaran. Hubungan Lukis bayangan benda yang tersebut dapat ditulis dalam bentuk rumus-rumus berikut.

terletak: a. di pusat kelengkungan

cermin (M);

s 1 dan f = 2

b. di titik fokus (F) cermin. Sebutkan sifat-sifat

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 = A'B' = 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.

Sebuah benda terletak 20

Penyelesaian:

cm di depan sebuah

Diketahui : s o = 20 cm

cermin cekung yang

R = 15 cm Ÿ f berjari-jari 15 cm. Kalau cm

diketahui tinggi benda 2

Ditanyakan: a. s i = ...?

cm, hitunglah:

b. M = ...?

a. jarak bayangnnya,

c.h i = ...?

b. perbesarannya,

Jawab:

c. tinggi bayangannya.

Mari BIAS 2 Mari BIAS 2

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.

Keterangan:

SU M = pusat kelengkungan cermin O

F = titik api cermin O = titik optik cermin SU = sumbu utama

S Gambar 18.11 Skema cermin cembung

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)

Cahaya

(iii) S Gambar 18.12 Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung.

Contoh bayangan yang dihasilkan oleh cermin cembung adalah sebagai berikut.

S Gambar 18.13 Bayangan pada cermin cembung

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).

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.

Mari BIAS 2

Penyelesaian:

Diketahui: h o = 2 cm s o =

10 cm

R = –10 cm Ÿf 5 cm (cermin cembung)

Ditanyakan : a. s i = ...?

b. M = ...?

i c. h = ...? Jawab:

3 1 1 1 1 s 3 10 1 1

a. b. M =

u kali s o s i f s o 10 3 10 3

1. Gambarkan bayangan sebuah benda yang

2. Sebuah benda terletak 20 cm di depan terletak di depan cermin cekung dan cer-

sebuah cermin cekung. Jika bayangan min cembung.

yang terjadi mengalami perbesaran 3 kali, tentukan fokus cermin tersebut.