rumus alat optik

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan

Artikel ini akan membahas tentang rumus alat optik: pemantulan, cermin, dan pembiasan

Halo, Sobat Zenius! Buat kalian yang udah masuk ke kelas 11, sebelum kalian belajar lebih lanjut tentang pemanasan global dan dinamika partikel, kalian harus pahami dulu alat-alat optik.

Pemantulan

Perubahan arah rambat cahaya kembali ke medium asalnya, setelah menumbuk antarmuka dua medium.

Jenis-jenis Pemantulan

Pemantulan Teratur

Pemantulan teratur terjadi saat sinar datang dari seberkas cahaya mengenai permukaan yang rata, sehingga sinar akan dipantulkan dengan arah yang sama.

rumus alat optik

Pemantulan Baur

Pemantulan baur terjadi saat sinar datang dari seberkas cahaya mengenai permukaan yang tidak rata (bergelombang) sehingga sinar pantul akan mengarah sembarang dan acak.

rumus alat optik

contoh : pemantulan cahaya mengenai permukaan tanah, air, dll.

Hukum Pemantulan

rumus alat optik
  1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berada pada satu bidang datar
  2. Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 89

Cermin

Pemantulan pada Cermin Datar

Skema proses pembentukan bayangan pada cermin datar

rumus alat optik

Sifat – sifat pada cermin datar :

  1. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin
  2. Tinggi bayangan yang dihasilkan sama dengan tinggi benda
  3. Sifat bayangan yang dihasilkan adalah maya, tegak dan sama besar

Pemantulan pada Banyak Cermin Datar

Proses pembentukan bayangan pada banyak cermin datar

rumus alat optik

Sehingga banyaknya bayangan dapat ditentukan dengan persamaan:

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 90

Dengan:

n: jumlah bayangan yang terbentuk

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 91 sudut antara dua cermin datar

Perbesaran Linear

Perbandingan ukuran antara bayangan yang dihasilkan dengan benda aslinya. Perbesaran linear dapat dicari dengan persamaan:

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 92

Dengan:

M: perbesaran linear

h’: tinggi bayangan

h: tinggi benda

s’: jarak bayangan ke cermin

s: jarak benda ke cermin

Persamaan Umum Cermin Lengkung

Cermin lengkung terbagi menjadi cermin cekung dan cembung.

Hubungan fokus dan jari-jari kelengkungan cermin memenuhi:

f = 1/2 R

Persamaan umum cermin lengkung:

1/f = 1/s + 1/s’

Dengan:

f: fokus cermin

R: jari-jari kelengkungan cermin

Pemantulan pada Cermin Cekung

Cermin cekung bersifat konvergen yaitu mengumpulkan sinar.

Bagian-bagian cermin cekung

rumus alat optik

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung

rumus alat optik
  1. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui fokus
  2. Sinar datang yang melewati fokus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
  3. Sinar datang yang melalui titik lengkung akan dipantulkan Kembali ke arah yang sama

Bayangan akan terletak pada titik perpotongan sinar-sinar pantul. Berikut cara melukiskan bayangan pada cermin cekung

rumus alat optik

Sifat-sifat bayangan pada cermin cekung

rumus alat optik

Pemantulan pada Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki sifat divergen yaitu menyebarkan sinar.

Bagian-bagian cermin cembung

rumus alat optik

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung

rumus alat optik
  1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus
  2. Sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama
  3. Sinar datang yang menuju ke titik pusat kelengkungan dipantulkan kembal seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut

Cara melukiskan bayangan pada cermin cembung

rumus alat optik

Sifat bayangan yang dihasilkan cermin cembung selalu maya, tegak dan diperkecil.

Pembiasan

Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya akibat melalui 2 medium yang berbeda. Berikut ini merupakan hukum – hukum yang membahas tentang pembiasan

Hukum 1 Snellius

rumus alat optik

Hukum 1 Snellius berbunyi  “sinar datang, sinar bias dan garis normal berada pada satu bidang batas”. Indeks bias adalah perbandingan antara kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di suatu medium

n = c/v

Dengan :

n: indeks bias

c: cepat rambat cahaya di ruang hampa (ms-1)

v: cepat rambat cahaya di suatu medium (ms-1)

Hukum 2 Snellius

Saat cahaya datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium dengan indeks bias besar, maka cahaya akan dibelokkan mendekati garis normal.

rumus alat optik

Saat cahaya datang dari medium dengan indeks bias besar ke medium dengan indeks bias kecil, maka cahaya akan dibelokkan menjauhi garis normal.

rumus alat optik

Persamaan Snellius

Persamaan Snellius untuk pembiasan memenuhi:

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 93

Dengan:

n: indeks bias

v: cepat rambat cahaya di suatu medium (ms-1)

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 94 panjang gelombang cahaya (m)

Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan :

  1. Semakin besar indeks bias medium, maka semakin kecil kecepatan cahaya pada medium tersebut. Begitupun sebaliknya.
  2. Semakin besar indeks bias medium, maka semakin kecil panjang cahaya pada medium tersebut.

Kedalaman Semu

rumus alat optik

Kedalaman semu dapat ditentukan dengan persamaan

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 95

dengan:

h’: kedalaman semu

h: kedalaman sesungguhnya

nu: indeks bias udara

na: indeks bias air

Pergeseran pada Keping Kaca Sejajar

rumus alat optik

Pergeseran sinar pada keping kaca sejajar dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 96

dengan:

t: pergesaran sinar

d: tebal keping kaca sejajar

i: sudut sinar datang

r: sudut sinar bias

Pembiasan pada Permukaan Lengkung

Perbedaan antara pembiasan pada bidang datar dan lengkung adalah dari penentuan garis normal bidangnya. Pada bidang datar selalu sama, sedangkan pada bidang lengkung berbeda-beda tergantung titiknya. Pada bidang lengkung garis normal ditarik dari titik pusat lengkungnya seperti berikut (garis putus-putus merah).

rumus alat optik

pada pembiasan oleh bidang lengkung berlaku persamaan berikut.

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 97

Dengan:

n1: indeks bias sinar datang

n2: indeks bias sinar bias

s: jarak benda ke bidang lengkung

s’: jarak bayangan ke bidang lengkung

R: jari-jari kelengkungan

Pemantulan Sempurna

rumus alat optik

Pemantulan sempurna adalah fenomena saat cahaya melewati dua medium berbeda  tanpa mengalami pembiasan. Pemantulan sempurna terjadi apabila memenuhi syarat :

  1. cahaya datang dari medium berindeks bias tinggi ke rendah
  2. sudut sinar datang lebih besar dari sudut kritis

Sudut Kritis

Sudut kritis adalah sudut datang yang menyebabkan cahaya dibiaskan dengan sudut bias sebesar. Besar sudut kritis dapat ditentukan dengan

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 98

atau

Rumus Alat Optik: Pemantulan, Cermin, dan Pembiasan 99

untuk

n2>n1

dengan:

ik: sudut kritis

n1: indeks bias medium renggang

n2: indeks bias medium rapat

Terima kasih karena telah membaca artikel tentang rumus alat optik ini hingga tuntas. Gue harap kalian semua jadi paham dan bisa ngebantai semua soal rumus alat optik dengan mudah. Jadi, lo bisa lebih mendalami materi tentang rumus alat optik di sekolah, deh! Sampai bertemu di artikel selanjutnya ya! Oh iya, jangan lupa untuk terus berlatih ya. Bisa kalian coba dengan ngerjain soal-soal yang ada di Zenius. Semangat terus ya, Sobat Zenius!

Baca Juga Artikel Lainnya

Sifat dan Rumus Cermin Cekung

Latihan Soal Lengkap untuk UN SMA Fisika

Panduan Belajar Fisika untuk UN SMA 2019