Pembiasan Cahaya

Fatamorgana

Sumber : www.mrwallpaper.com

“Apakah Anda memiliki akuarium?”

“Pernahkah seekor ikan Anda mati di dasar akuarium?”

“Jika pernah, apa yang Anda lakukan? Apa Anda lantas mengambil ikan mati tersebut untuk dibuang/ membiarkannya?”

“Jika Anda memilih untuk membuang ikan mati tersebut, dengan apa Anda mengambilnya? Dengan tangankah/ jaringkah/ kayu/ lidi?”

“Lantas, apa yang Anda lihat ketika tangan/ kayu/ lidi tersebut masuk ke dalam air pada akuarium? Terlihat membengkok bukan jika dilihat dari atas?”

Fenomena tersebut pada dasarnya sama dengan ketika kita memasukkan sebuah pensil ke dalam sebuah gelas yang terisi air dengan posisi miring. Ketika dilihat dari atas maupun samping, pensil yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air tersebut terlihat membengkok. Berikut adalah gambarannya :

Sumber : www.galeriakal.co.id

            Hal tersebut terjadi karena cahaya yang merambat mengalami pembelokan karena perbedaan medium. Mengapa demikian? Ya, seperti yang kita ketahui bahwa dalam fenomena tersebut, cahaya merambat melalui medium gas (udara) dan cair (air). Udara memiliki susunan partikel yang lebih renggang dan bebas daripada air. Oleh kerena itu, udara memiliki kerapatan yang lebih renggang daripada air. Bila cahaya merambat dari medium yang renggang ke medium yang lebih rapat, maka cahaya tersebut akan dibiaskan mendekati garis normal. Akan tetapi, apabila cahaya merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang lebih renggang, maka cahaya tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.

            Akibat dari kerapatan yang berbeda dari setiap medium, maka cahaya juga akan memiliki kecepatan rambat yang berbeda pula pada setiap medium. Apabila kita bandingkan kecepatan rambat cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya pada medium tertentu, maka akan kita peroleh yang namanya indeks bias. Jadi dapat dirumuskan demikian :

n = C/ Cn

            Di mana :

            n          = indeks bias

            C         = kecepatan cahaya di ruang hampa (3 x 10^8 m/s)

            Cn       = kecepatan cahaya pada medium tertentu

            Contoh :

            Indeks bias kaca adalah 1. Artinya kecepatan cahaya di ruang hampa dibanding kecepatan cahaya pada kaca adalah 3 : 3 Karena :

n          = C/ Cn

1                    = 3 x 10^8/ Cn

Cn       = 3 x 10^8/ 1

Cn       = 3 x 10^8

            “Mari kita lanjutkan untuk belajar mengenai pembiasan cahaya pada prisma segitiga.” :)

Gambar Pembiasan Cahaya pada Prisma Segitiga

Sumber : desyaryani.files

            Pada gambar di atas terdapat sinar masuk. Sebelumnya kita harus tahu dan ingat bahwa garis normal selalu tegak lurus dengan bidang. Jadi dapat kita lihat pada gambar, terdapat dua buah garis normal putus-putus berwarna biru. Lalu kita tahu bahwa cahaya yang melewati medium renggang ke medium yang lebih rapat, maka cahaya tersebut akan mendekati garis normal. Jadi perhatikan sinar berwarna merah (sinar masuk) dibelokkan mendekati garis normal (biru putus-putus). Lalu, ketika cahaya merambat dari medium rapat ke yang lebih renggang (pada kaca prisma ke udara) ketika cahaya keluar prisma, maka cahaya akan dibelokkan menjauhi garis normal. #lihat sinar berwarna merah yang keluar dari prisma semakin jauh dari garis normal biru putus-putus.

            Pada gambar di atas, kita dapat melihat sudut deviasi, yaitu sudut yang dibentuk antara perpanjangan  sinar keluar dengan perpanjangan sinar datang. Pada gambar sebagai CE... (bukan sudut CEB).  

            “O, iya, apakah kalian sudah pernah melihat fenomena pemantulan?”

            “Sudah tahu pemantulan baur dan teratur seperti gambar berikutkan?”

 Sumber : google book

            Namun, tahukah kalian bahwa terdapat pemantulan, di mana biasa dikatakan sebagai pemantulan sempurna? Lalu, apakah pemantulan sempurna itu? Pemantulan sempurna adalah pemantulan yang terjadi bila sinar datang dari suatu zat yang lebih rapat menuju zat yang kurang rapat dengan sudut bias lebih besar daripada sudut batas.

            Fenomena pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :

• Fatamorgana.
• Kedudukan benda-benda langit ketika dilihat dari bunyi (seperti posisi bintang).
  
  Sumber : cdn.kaskus.com
  
• Intan dan Berlian yang tampak berkilau.
  
  Sumber : undanganpro.files 
   Daftar Pustaka

Pemantulan Cahaya pada Cermin

Sumber : www.anawalls.com

            Kita telah mengetahui beberapa jenis cermin, yaitu cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung. Akan tetapi, apakah yang dimaksud dengan cermin itu sendiri? Cermin adalah benda yang terbuat dari kaca, batu, ataupun logam dengan permukaan mengkilap dan licin, sehingga mampu membentuk bayangan.

Apabila permukaan yang licin dan mengkilap tersebut datar, maka disebut dengan cermin datar. Apabila permukaan yang licin dan mengkilap tersebut cekung, seperti kubah, maka disebut dengan cermin cekung. Apabila permukaan yang licin dan mengkilap tersebut cembung, seperti bukit, maka disebut dengan cermin cembung. Perlu kita ketahui bahwa baik cermin cekung maupun cembung sama-sama cermin yang mempunyai permukaan lengkung. Kedua cermin tersebut bagaikan bola yang dibelah menjadi dua. Bagian luar bola sebagai cermin cembung, sedangkan bagian dalam bola menjadi cermin cekung.

“Apakah ketika hendak bepergian kalian selalu bercermin?”

“Cermin apa yang kalian pakai?”

Biasanya untuk bercermin, kita menggunakan cermin datar. Ketika kita bercermin pada cermin datar, maka akan terlihat bayangan yang bersifat :

• Sama besar dengan objek.
• Berkebalikan (bagian kanan menjadi kiri, dan bagian kiri menjadi kanan).
• Tegak (tidak terbalik). Buktinya ketika kalian bercermin, bayangan yang yang terbentuk, kepala tetap berada di ataskan?
• Maya, karena tidak dapat ditangkap oleh layar.
• Jarak bayangan sama dengan jarak objeknya.

“Ketika kalian bercermin, apakah kalian dapat melihat seluruh bagian tubuh kalian mulai dari ujung kaki hingga kepala?”

“Baru sebagian bukan? Karena ukuran cermin kecil?”

“Lalu bagaimana agar kita dapat melihat seluruh bagian tubuh pada cermin datar?”

Untuk melihat seluruh bagian tubuh pada cermin datar, kita memerlukan cermin yang tingginya 0,5 (1/2) tinggi tubuh. Jadi seandainya tinggi tubuh adalah 180 cm, maka kita memerlukan cermin yang tingginya 90 cm. Mengapademikian? Hal tersebut dapat kita lihat pada gambar berikut :

 Sumber : physicnatural.files.wordpress.com

Pernahkah kalian mengaca pada sebuah sendok logam yang mengkilap? Bagaimana bentuk bayangan yang terjadi ketika kalian bercermin dengan menggunakan bagian cekungnya? Lebih kecil bukan? Tidak sama seperti bayangan pada cermin datar? Lalu apakah kalian terlihat terbalik? (Maksud saya kepala kalian menjadi terarah ke bawah). Selain itu bayangan yang terbentuk akan tertangkap layar, sehingga bersifat nyata. Akan tetapi, bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung tidaklah selalu demikian. Tergantung di mana dan seberapa tinggi objek yang kita letakkan di depan cermin.

Untuk mempelajari lebih lanjut, kita harus mengenal terlebih dahulu sinar-sinar (bukan cahaya) istimewa pada cermin cekung (cermin yang bersifat konvergen/ mengumpulkan sinar). Sinar-sinar istimewanya adalah sebagai berikut :

Sumber : 1.bp..com

• Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan menuju fokus.

Sumber : www.rumus-fisika.com

• Sinar datang menuju fokus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.

 

Sumber : rayanreynaldi.files.com

• Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin atau biasa disebut dengan jari-jari cermin akan dipantulkan kembali.

 

Sumber : rayanreynaldi.files.com

            “Lalu, kenapa bisa seperti itu?”

            “Masih ingat dengan sinar datang dan sinar pantul yang membentuk sudut sama dengan garis normal? Nha, itulah jawabannya.”

Semua sinar yang melalui pusat kelengkungan cermin adalah tegak lurus bidang cermin. Oleh karena itu, sinar tersebut sebagai garis normal. Berikut adalah gambarannya :

Sumber : 1.bp.com

            Cermin cekung dapat membentuk dua macam bayangan (maya maupun nyata). Membentuk bayangan maya (semu) dengan kata lain bayangan terletak di belakang cermin, jika objek terletak pada runag I dan pada F. Membentuk bayangan nyata (sejati) dengan kata lain bayangan terletak di depan cermin, jika objek terletak pada runag II, III, dan pada M.

            Berikut merupakan pembagian ruang (untuk mempermudah saja) pada cermin cekung :

Sumber Gambar : emovid.files

            Berdasarkan sifat cermin cekung, maka biasanya permukaan cekung digunakan untuk penutup lampu mobil, lampu belajar, dan lampu penerangan jalan.

Gambar penutup lampu

Sumber : i00.i.aliimg.com

            “Pernahkah kalian mengaca pada kaca spion motor maupun mobil?”

Gambar kaca spion motor

Sumber : www.horizonsunlimited.com

            “Bagaimana bayangan yang terbentuk pada kaca spion tersebut?”

            Pasti diperkecil dari benda yang sesungguhnya. Buktinya jalan, bangunan, pohon, dan objek lain menjadi terlihat lebih kecil dan masuk ke dalam kaca tersebut.

“Lalu, apakah ketika kalian mengaca di spion menjadi terbalik (atas jadi bawah, bawah jadi atas? Tidak bukan?”

Jadi bayangan yang terbentuk pada spion adalah tegak, sehingga dapat dipastikan bahwa bayangan yang terbentuk juga bersifat maya (di dalam/ belakang cermin).

“Lalu, sebenarnya, jenis cermin apakah kaca spion itu?”

“Cobalah kalian raba kaca spion! Apakah terasa menjumbul bagai bukit, atau menurun (cekung) bagai lembah?”

Ya, betul sekali! Terasa menjumbul bukan? Oleh karena itu, kaca spion termasuk dalam cermin cembung.  

           Hampir sama dengan cermin cekung, cermin cembung juga memiliki jari-jari kelengkungan (biasa disingkat M) dan fokus (biasa disingkat F). Hanya saja, pada cermin cembung, letak F dan M berada di belakang cermin. Berikut adalah gambarannya :

Sumber : datasoal.com

            Berlawanan dengan sifat cermin cekung yang konvergen, sifat cermin cembung adalah divergen (menyebarkan sinar). Berikut adalah gambarannya :

Sumber : lh4.googleusercontent.com

            Sama seperti cermin cekung, bayangan pada cermin cembung tidak “paten” (tidak selalu diperkecil, maya, dan tegak karena tergantung pada tinggi benda dan jarak (lebih tepatnya letak benda). Oleh karena itu, penting untuk mempelajari sinar-sinar  istimewa yang dibentuk oleh cermin cembung. #Ingat sinar datang dan sinar pantul selalu membentuk sudut yang sama terhadap garis normal# Sinar ke sumbu utama adalah tegak lurus#

            Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut :

• Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan seolah-olah dipantulkan dari titik fokus.

Sumber : www.drzpost.com

• Sinar datang menuju titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu  utama.

Sumber : 4.bp.com

• Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin cembung (jari-jari cermin cembung), dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan itu sendiri.

Sumber : 4.bp.com

Untuk mempermudah, berikut pembagian ruang pada cermin cembung :

Sumber : 1.bp.com

Daftar Pustaka