optika geometris

Optika Geometris

A.    Sifat – sifat cahaya

→ Cahaya tidak memerlukan medium untuk merambat; merambat lurus; cahaya akan diteruskan, dipantulkan, dibiaskan; pemantulan teratur & tdk teratur (baur).

1.    Pemantulan Cahaya

Hukum :

·         Sudut datang (i) = sudut pantul (r_p)

·         Sinar datang, garis normal, & sinar pantul, terletak [ada satu bidang datar

a.    Pembentukan bayangan pada cermin datar

Bayangan : maya, tegak, sama besar. Jumlah bayangan :

b.    Pembentukan bayangan pada cermin lengkung

1)    Pembentukan bayangan pada cermin lengkung

Sinar istimewa :

·         Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik focus

·         Sinar datang melalui titik focus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

·         Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali melalui pusat kelengkungan itu

 , Kelengkungan cermin (R)  , Perbesaran bayangan  atau  dengan h = tinggi benda, h^’ = tinggi bayangan

2)    Pembentukan bayangan pada cermin cembung

Sinar istimewa :

·         Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah – olah dari titik focus

·         Sinar datang melalui titik focus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

·         Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan itu

Bayangan : maya, tegak, diperkecil

2.    Pembiasan Cahaya

a.    Hukum Snellius

Indeks bias medium (n) = laju cahaya di ruang hampa(c) : laju cahaya medium (v) →

Hukum :

·         Sinar datang, sinar bias, & garis normal terletak pada 1 bidang datar

·         Sinar datang dar medium kurang rapat ke medium lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal, sedangkan sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal

·         Jika sinar datang dari medium berindeks bias n₁ dg sudut datang I menuju medium berindeks bias n₂ dg sudut bias r₁ berlaku persamaan : n₁ sin i = n₂ sin r

b.    Pembiasan pada prisma

Sudut deviasi →sudut yg dibentuk oleh perpanjangan sinar datang & sinar bias. . Hokum Snellius :

n₁ sin i₁ = n₂ sin i₂

3.    Sudut Kritis & Pemantulan Sempurna

B.     Pembiasan cahaya pada lensa

1.    Lensa Cekung

→ Menyebarkan sinar (lensa divergen/-). Sinar istimewa :

·         Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan berasal dari titik focus pertama. (Titik focus pertama F₁ = titik focus bag lensa yg berhadapan langsung dg benda)

·         Sinar datang menuju titik focus kedua dibiaskan sejajar sumbu utama (titik focus ke2, F₂ = titik focus bag lensa yg tdk berhadapan langsung dg benda)

·         Sinar datang melalui pusat optic diterukan tanpa mengalami pembiasan

2.    Lensa Cembung

→Mengumpulkan sinar (lensa konvergen/+). Sinar istimewa:

·         Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan-akan berasal dari titik focus pertama. (Titik focus pertama F₁ = titik focus bag lensa yg berhadapan langsung dg benda)

·         Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utamak pusat

·         Sinar datang melalui pusat optic diteruskan tanpa mengalami pembiasan

3.    Persamaan Umum Lensa Tipis

→ Lensa yg ketebalannya dapat diabaikan. Ketentuan-ketentuan :

·         S positif jika benda di depan lensa, dan negative jika benda di belakang lensa

·         S^’ positif jika bayangan di belakang lensa (bayangan nyata), & negative jika bayangan di depan lensa ( bayangan maya)

·         f positif untuk lensa cembung & negative untuk lensa cekung

·         Bayangan bersifat terbalik jika S & S^’ bertanda sama, & tegak jika S & S’ berlawanan tandanya

Kekuatan Lensa =  , P=kekuatan lensa(dioptri) & f =focus(m)

C.      Alat – alat optic

1.    Mata

a.    Bagian – bagian :

·         Kornea

→ Selaput tipis untuk melindungi bagian dalam mata dari pengaruh luar. Indeks bias : 1,376. Aqueous humor (belakang kornea) indeks bias : 1,33 dan sebagai pembasuh mata.

·         Iris

→ Selaput bola mata yang membentuk celah lingkaran untuk memberikan warna pada mata.

·         Pupil

→ Celah lingkaran yang dibentuk iris untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata.

·         Lensa mata

→ Lensa cembung untuk membiaskan cahaya yang masuk ke mata.

·         Retina

→ Selaput jala untuk layar penangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata. Bersifat nyata, terbalik, & diperkecil.

b.    Pembentukan bayangan di retina

Daya akomodasi : Kemampuan lensa mata untuk menebal & menipis. Titik jauh (punctum remotum) & titik dekat (punctum proximum). Gangguan penglihatan :

·         Miopi (Rabun Jauh)

→ Bayangan benda jatuh di depan retina. Kacamata lensa cekung (-). Kekuatan lensa :

 , P=Kekuatan lensa (dioptri) , P_R(miopi)=Jarak titik jauh penderita miopi (cm).

·         Hipermetropi (Rabun dekat)

→ Bayangan benda jatuh di belakang retina. Kacamata lensa cembung (+). Kekuatan lensa :

, P_p(hyp)=Titik dekat mata (cm).

·         Presbiopi

→ Tidak dapat melihat benda yang letaknya jauh & dekat. Kacamata lensa rangkap (+&-).

·         Astigmatisme (mata silindris)

→ bentuk kornea/ lensa mata cembung di 1 sisinya. Kacamata lensa silinder.

2.    Kamera

Bayangan jatuh pada film. Lapisan film (retina) → Menangkap bayangan. Diafragma (pupil) → mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk.

3.    Lup (kaca pembesar)

Lensa cembung. Bersifat maya, tegak, diperbesar.

Perbesaran bayangan lup mata tak berakomodasi =  , Sn=Jarak titik dekat mata, f=Jarak focus lup.

Perbesaran bayangan lup berakomodasi max. =

4.    Mikroskop

Melihat benda/ makhluk yg sangat kecil (bakteri & virus). 2 lensa cembung. Lensa okuler (sbg lup) & lensa objektif.

Perbesaran bayangan mikroskop=

Perbesaran okuler mata tak berakomodasi=

Perbesaran okuler mata berakomodasi max.=

P mikroskop (d) =

5.    Teropong

Mendekatkan benda ke mata kita. Teropong bias (lensa)(bintang, bumi, periskop) & teropong pantul (cermin)(Cassegrain, Newtonian, Gregorian).

a.    Teropong Bintang

Untuk benda-benda langit. 2 lensa cembung, objektif & okuler (f_ob>f_ok). Bayangan benda ( ) berada di lensa objektif .

Perbesaran bayangan mata tak berakomodasi=

P teroopong bintang (d) → Jarak lensa obj & okuler=

b.    Teropong Bumi

Melihat benda-benda di permukaan bumi. 3 lensa cembung, lensa objektif, pembalik (membalik bayangan dr lensa objektif agar seperti keadaan aslinya o/ lensa okuler(tdk terbalik)), & okuler.

Perbesaran bayangan=

P teropong bumi=  , f_p=Jarak focus lensa pembalik.

c.     Periskop

Untuk mengamati benda-benda di permukaan air.

6.    Proyektor

Memproyeksikan gambar ke layar.

a.    Episkop

Memproyeksikan gambar tdk tembus cahaya.

b.    Diaskop

Memproyeksikan gambar tembus cahaya.

·         Proyektor film

Memancarkan cahaya pada gambar tembus pandang yg akan diteruskan pd lensa cembung.

·         Proyektor Slide

Pd proyektor film, penggantian gambar lebih cepat drpd pd proyektor slide.

·         Over Head Projector (OHP)

Memproyeksikan gambar pd lapisan tembus cahaya. Contoh : Plastik transparan.