Konsep cahaya dan optik

Konsep Optik dan Cahaya

Jika kita membicarakan tentang optik tentu tidak terlepas dari cahaya. Alat optik selalu bekerja dengan peran cahaya. Bisa kita perhatikan bersama, pada orang yang menderita cacat mata rabun dekat (hipermetropi). Bagi penderita rabun dekat tentu mereka sangat membutuhkan peran dari alat bantu melihat yang berupa kaca mata. Akan tetapi tidak semua kaca mata dengan sembarang lensa dapat digunakannya, tetapi khusus kaca mata yang berlensa cembung ( positif), mengapa demikian? Itu karena pada penderita rabun dekat cahaya tidak tepat jatuh di retina tetapi di belakang retina, maka penderita harus kaca mata berlensa cembung karena lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar maka sinar datang pada saat melihat yang awalnya jatuh di belakang retina dengan kaca mata berlensa cembung akan dikumpulkan sehingga jatuh tepat di retina sehingga penderita dapat melihat dengan jelas objek yang dilihat.

Sedangkan pada penderita  rabun jauh (miopi) sangat membutuhkan lensa cekung karena dengan lensa cekung yang awalnya sinar datang jatuh di depan retika akan disebarkan oleh lensa cekung sehingga tepat jatuh di retina dan dapat terlihat dengan jelas onjek yang dilihat. Itu karena sifatdari cermin cekung yang menyebarkan sinar.

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik ( tidak memerlukan medium ) untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium.

Alat optik adalah alat-alat yang menggunakan lensa dan memerlukan cahaya. Mata merupakan alat optik alami. Mata kita memiliki kemampuan untuk melihat sangat terbatas, yaitu tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda kecil, benda-benda yang sangat jauh dan tidak dapat merekam apa yang dilihatnya dengan baik.  Oleh sebab itu mata kita harus dibantu dengan alat-alat optik buatan seperti kamera, lup, mikroskop, dan teropong. Pemanfaatan konsep fisika dalam bidang optik juga banyak digunakan oleh manusia. Contoh pemanfaatan bidang optik yaitu pemanfaatan cermin dan lensa. Cermin dimanfaatkan diantaranya untuk kaca spion, kaca rias, OHP, reflektor lampu senter, reflektor sepeda motor, reflektor mobil, dan pengumpul cahaya pada mikroskop. Pemanfaatan lensa diantaranya dalam: lup, teleskop, mikroskop, kacamata, OHP, proyektor, kamera.

Prinsip kerja dari cermin adalah pemantulan atau refleksi cahaya. Sinar yang datang pada cermin akan dipantulkan kembali. Pembentukan bayangan pada cermin memanfaatkan sinar-sinar istimewa pada cermin. Cermin cekung dan cembung memiliki sinar istimewa yang berbeda. Berikut penjelasan mengenai pemantulan pada cermin:

Kita dapat melihat benda disebabkan oleh dua hal, yang pertama, benda bisa memancarkan cahaya atau benda tersebut adalah sumber cahaya, dan yang kedua adalah benda tersebut memantulkan cahaya dari sumber cahaya sehingga mata kita bisa menangkap cahaya terpantul dan kita bisa melihat benda tersebut.

Pemantulan pada cermin datar

Hukum pemantulan pada cermin datar: "sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar" , " sudut datang selalu sama dengan pantul"
Sifat bayangan dari cermin datar:

1.besar bayangan sama dengan besar benda

2.jarak bayangan sama dengan jarak benda

3.benda dan bayangan simetrik terhadap bidang cermin

4.semu atau maya karena tidak dapat ditangkap dengan layar.

Pemantulan pada cermin cekung

Pada pemantulan cermin cekung bayangan dihasilkan dari perpotongan dua sinar pantul. sinar pantul pada cermin cekung di hasilkan dari sinar datang, atau yang sering dikenal dengan sinar utama. sifat sifat sinar utama dari cermin cekung adalah:

1.berkas sinar yang sejajar sumbu utama cermin, dipantulkan melalui titik api (fokus)

2.berkas sinar yang melalui fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

3.berkas sinar yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali seperti sinar datang.

dari pemantulan sinar sinar datang akan terbentuk bayangan, sifat bayangan dari cermin cekung adalah:

1.jika benda ada di ruang III : Nyata, terbalik, diperkecil

2.ika benda ada di ruang II : Nyata, terbalik, diperbesar

3.jika benda ada di ruang I : Maya, tegak, diperbesar

4.pada titik pusat (M) : Nyata, terbalik, hi = ho, si = so

pada titik fokus (f) : tak berhingga

Pemantulan pada cermin cembung

sifat sinar utama pada cermin cembung:

1.sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah olah dari fokus

2. sinar datang ke titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama

3.sinar datang ke titik pusat kembali ke arah yang berlawanan

sifat bayangan cermin cembung:

maya, tegak, diperkecil, dan diperkecil. 

Contoh peristiwa pembiasan cahaya 

Pensil yang berada di gelas yang beisi air terlihat bengkok. Selain itu, uang logam yang dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air terlihat lebih dangkal. Kedua peristiwa ini merupakan contoh peristiwa pembiasan cahaya.

Apabila cahaya merambat melalu dua medium yang berbeda kerapatannya maka cahaya akan mengalami pembelokan atau pembiasan. Perhatikan gambar berikut:

Prinsip kerja dari lensa adalah pembiasan atau refraksi. Cahaya yang melewati medium berbeda akan dibelokan. Cahaya yang datang dari medium renggang menuju medium yang lebih rapat maka cahaya akan dibelokan mendekati garis normal, sedangkan cahaya yang datang melalui medium rapat menuju medium yang renggang cahaya akan bibelokan memjahui garis normal. Pada masing-masing bidang garis normalnya tidak selalu vertikal tetapi tegak lurus dengan bidang datar, sedangkan untuk bidang lengkung tegak lurus dengan garis singgungnya