Fisika Dasar : Cahaya

CAHAYA

Kita pasti sudah mengenal apa itu cahaya, dengan cahaya inilah kita bisa memandang serta menikmati hasil ciptaan Allah SWT. Bayangkan bila dunia ini tanpa cahaya, pasti akan terasa gelap gulita bukan?. Kita tidak bisa membedakan benda-benda sekitar kita, tidak bisa menikmati alam semesta bahkan tidak akan ada kehidupan, karena cahaya adalah perombak dalam fotosintesis tumbuhan untuk menghasilkan O2 dan zat makanan serta memberikan kehangatan di alam ini, nah kalau tidah ada cahaya pasti Produksi O2 pada tumbuhan akan berkurang bahkan tidak ada dan alam semesta ini akan membeku.

Kita dapat melihat karena cahaya dapat ditangkap oleh indra penglihatan kita. Bagaimanakah sifat dasar  cahaya ini?

• Cahaya Merambat Lurus

1. Cahaya merambat dari sebuah sumber pada suatu tempat ke tempat lain. Jika cahaya menumbuk suatu benda, maka dibelakang benda akan terlihat gelap. Hal ini merupakan bukti bahwa cahaya bergerak lurus.
2. Namun, untuk benda-benda yang dapat tembus cahaya, jika cahaya datang padanya, maka cahaya diteruskan misalnya pada Lensa.
   
   
   

• Definisi Cahaya Menurut Newton dan Christian Huygens.

1. Cahaya menurut Newton (1642-1727) terdiri dari partikel-partilkel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi.
2. Christian Huygens (1629 – 1695) berpendapat bahwa cahaya adalah gelombang yang berasal dari sumber yang bergetar, merambat dalam medium “eter”. Teori undulasi ini dapat menjelaskan peristiwa difraksi, interferensi dan polarisasi tetapi tidak dapat menerangkan perambatan cahaya lurus. Kedua teori ini dikenal dengan teori gelombang.

1. Sifat Gelombang Cahaya

Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108 m/s.

1. Refleksi
2. Refraksi
3. Difraksi
4. Dispersi
5. Polarisasi
6. Interferensi

2. Pemantulan Cahaya.

Hukum Pemantulan Cahaya.

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

>Sudut datang (i) = sudut pantul (r).

Pemantulan Pada Cermin Datar.

• Sifat Pembentukan Bayangan Pada Cermin Datar.

1. Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin.
2. Tinggi bayangan = tinggi benda.
3. Bayangan bersifat tegak dan maya.
4. Warna bayangan = warna benda.
5. Posisi bayangan = posisi benda.
6. Bayangan saling bertukar posisi dengan bendanya.

3. Pembiasan Cahaya.

Pembiasan adalah pembelokan arah rambat cahaya, saat melewati dua medium yang berbeda kerapatannya. Pembiasan cahaya dimanfaatkan manusia dalam pembuatan berbagai alat optik. Apabila cahaya merambat dari zat yang kurang rapat ke zat yang lebih rapat, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Pembiasan cahaya sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya dasar kolam terlihat lebih dangkal daripada kedalaman sebenarnya. Gejala pembiasan juga dapat dilihat pada pensil yang dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air. Pensil tersebut akan tampak patah.

a. Indeks Bias.

n  = Indeks bias suatu medium.

c  = Kecepatan cahaya diudara.

cn= Kecepatan cahaya dalam medium.

indeks bias suatu zat adalah perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa dengan cepat rambat cahaya dalam zat tersebut.

Indeks bias suatu zat dapat dicari dengan cara metode snellius

Pembisan Pada Prisma

b. Hukum Pembiasan Cahaya.

i = Sudut datang

r' = Sudut bias.

n = indeks bias medium 1.

n' = indeks bias medium 2.

c. Lensa Gabungan.

d. Kekuatan Lensa (P).

e. Perhitungan Pembentukan Bayangan.

4. Interferensi Cahaya.

Adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya.

Agar hasil interferensinya mempunyai pola yang teratur, kedua gelombang cahaya harus koheren, yaitu memiliki frekuensi dan amplitudo yg sama serta selisih fase tetap.

Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada layar, yaitu :

>Garis terang, merupakan hasil interferensi maksimum (saling memperkuat atau konstruktif)

>Garis gelap, merupakan hasil interferensi minimum (saling memprlemah atau destruktif)

5. Difraksi

Jika muka gel bidang tiba pada suatu celah sempit (lebarnya lebih kecil dari panjang gelombang), maka gel ini akan mengalami lenturan sehingga terjadi gel2 setengah lingkaran yg melebar di belakang celah tsb. Gejala ini dikenal dgn peristiwa difraksi.

6. Dispersi.

Dispersi cahaya adalah penguraian warna-warna cahaya.

Suatu berkas sinar putih bila melalui prisma akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru dan ungu (perhatikan gambar).

>Penyebab Dispersi Cahaya.

Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cahaya memiliki panjang gelombang yang berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-beda. Cahaya putih terdiri dari gabungan beberapa warna, yaitu merah, hijau dan biru. Putih disebut warna polikromatik, yaitu warna cahaya yang masih bisa diuraikan lagi menjadi warna-warna dasar. Merah, hijau dan biru merupakan warna dasar atau warna monokromatik, yaitu warna cahaya yang tidak dapat diuraikan kembali.

Pembiasan dan Pemantulan sempurna pada kehidupan sehari-hari.

Fatamorgana = Pada siang hari yang panas terik kita sering melihat bayangan air pada jalan. Hal ini disebabkan oleh cahaya matahari yang mengalami pemantulan sempurna karena perbedaan kerapatan udara diatas jalan.

Sumber : Duwi Nuvitalia,M. Pd