OPTIKA GEOMETRIS

Kelompok 4Miftahul Jannah (3215143646)Ovidiantika K. (3215140631)Pengembangan Bahan Ajar

Kelas X- Semester 2

Universitas Negeri Jakarta

MENU UTAMA

Pemantulan

Cermin dan Lensa

Alat-alat Optik

Pemantulan Cahaya

Pemantulan CahayaJenis-jenis pemantulan :• Pemantulan teratur adalah pemantulan cahaya

oleh permukaan permukaan halus, seperti cermin datar

• Pemantulan baur (difusi) adalah pemantulan cahaya oleh permukaan kasar, seperti kertas

Hukum Pemantulan Cahaya Hukum Pemantulan Cahaya sebagaimana yang

dikemukakan oleh Snellius dapat dituliskan sebagai berikut :a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak

pada satu bidang datar.b. Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

Pemantulan Gelombang Datar yaitu Gelombang Air

klik

Perhatikan animasi berikut ini ! Klik disini Jika benda dijatuhkan, maka akan

terbentuk gelombang transversal pada permukaan air. Hal ini terlihat dengan adanya bukit dan lembah air. Bukit ditunjukkan oleh bagian yang cembung, sedangkan lembah ditunjukkan oleh bagian yang cekung.

Perhatikan animasi berikut ini ! Klik disini

bukit / cembunglembah / cekung

Datar

Cekung

Cembung

Cermin

Cekung

Cembung

Lensa

CERMIN DATAR : BENTUK PERMUKAANNYA DATAR

Pemantulan cahaya dari obyek (bunga dan vas) pada cermin datar.

Sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar adalah sebagai berikut :a. Jarak bayangan ke cermin =

jarak benda ke cermin (s1 = -s)b. Tinggi bayangan =Tinggi

bendac. Maya, tegak, dibelakang

cermin

Pemantulan Pada Cermin Cekung

Pemantulan pada Cermin CekungSinar-sinar Istimewa pada cermin Cekung :

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.

b. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.

c. Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali melalui pusat kelengkungan itu.

Pemantulan Pada Cermin Cembung

Pemantulan pada Cermin CembungSinar-sinar Istimewa pada cermin Cembung :

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

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

• Sinar yang seolah-olah menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan seolah-olah dari titik pusat itu juga.

Perhitungan Pembentukan Bayangan

Rssfss2

'11atau 1

'11

ss

hhM ''

Keterangan :f = jarak fokus (cm, m)s = jarak benda ke cermin (cm, m)s’ = jarak bayangan ke cermin (cm, m)R = jari-jari kelengkungan cermin (cm, m)M = perbesaran bayangan (x)h = tinggi benda (cm, m)h’ = tinggi bayangan (cm, m)P = kekuatan lensa (dioptri)

fP 1

Jika dalam meter f

P 100Jika dalam

cm

PEMBIASAN

Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambatan cahaya yaitu ketika cahaya melewati batas dua medium yang berbeda kerapatannya.Hukum Willebrord Snellius :Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datarPerbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias adalah konstanta

Secara matematis :

INDEKS BIAS CAHAYA

Indeks Bias Mutlak adalah perbandingan antara kecepatan cahaya di udara/ hampa dan kecepatan cahaya dalam suatu medium lain. Secara matematis :

Keterangan :n = indeks bias mutlak mediumc = kecepatan cahaya di udara/hampa

= 3 x 108 m/sv = kecepatan cahaya

vcn

☺Indeks Bias Relatif adalah perbandingan antara indeks bias suatu medium dan indeks bias medium lain. Secara matematis :

☺Keterangan :n12 = indeks bias relatif medium 1

terhadap medium 2 v1 = kecepatan cahaya pada medium

12 = panjang gelombang cahaya pada

medium 2

1

2

1

2

2

112n

vv

nn

PEMANTULAN SEMPURNA/TOTAL Apabila sinar datang dari medium lebih rapat ke

medium kurang rapat, dan sudut datang melebihi sudut kritis, maka sinar tidak mengalami pembiasan melainkan mengalami pemantulan sempurna.

Sudut kritis adalah sudut datang yang menghasilkan sudut bias 90 (sinar bias tepat pada bidang atas).

Ada dua syarat terjadinya pemantulan sempurna, yaitu sebagai berikut :

a. Sinar harus datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat (n1 > n2)

b. Sudut datang > sudut ktitis nnik

1

2sin

Pembiasan Lensa Cembung

PEMBIASAN PADA LENSA CEKUNGSinar-sinar Istimewa pada Lensa Cekung :

Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus F1.

Sinar datang seolah-olah menuju ke titik fokus F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.

Sinar datang melalui titik pusat optik diteruskan tanpa membias.

Pembiasan Lensa Cembung

PEMBIASAN PADA LENSA CEMBUNGSinar-sinar Istimewa pada Lensa Cembung :

Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus F1.

Sinar datang melalui titik fokus F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.

Sinar datang melalui titik pusat optik diteruskan tanpa mengalami pembiasan.

ALAT-ALAT OPTIK

Alat-Alat Optik

Mata

Lup

Mikroskop

Teropong

Kamera

Periskop

BAGIAN-BAGIAN MATAKornea berfungsi melindungi bagian dalam mata.

Pupil berfungsi mengatur banyaknya cahayaIris berfungsi memberi warna pada mata.Lensa Mata (cembung) berfungsi membiaskan cahaya yang masuk ke mata.Retina berfungsi sebagai layar untuk menangkap bayangan yang dibentuk oleh lensa mata.Otot Akomodasi berfungsi untuk mengatur tebal dan tipisnya lensa mata.Bintik kuning adalah tempat terbentuknya bayangan yang jelas.Bintik buta adalah apabila bayangan jatuh pada bagian ini, maka bayangan tampak tidak jelas atau kabur.

Lensaretina

pupil

kornea

iris

Bintik buta

Otot akomodasi

Bintik kuning

Jenis-Jenis gangguan penglihatan

Rabun Jauh (Miopi) Rabun Dekat (Hipermetropi) Mata Tua (Presbiopi) Astigmatisme

Gangguan Penglihatan

RABUN JAUH (MIOPI)

Pada penderita miopi, bayangan benda jatuh didepan retina.sinar yang masuk ke mata ini harus menyebar.Maka dapat dibantu dengan kacamata berlensa cekung (negatif/Divergen)

RABUN DEKAT (HIPERMETROPI)

Pada penderita hipermetropi, bayangan benda jatuh di belakang retina.sinar yang masuk ke mata ini harus mengumpul. Maka dapat dibantu dengan kacamata berlensa cembung (positif/konvergen)

Astigmatisme (Astigmatism)Astigmatisme terjadi karena bentuk kornea atau lensa mata yang terlalu cembung disalah satu sisinya. Akibatnya, sebuah titik akan terlihat sebagai garis, garis ini dapat dilihat dengan jelas dalam arah tertentu saja, misalnya vertikal atau horizontal. Penderita ini dapat di bantu dengan kacamata berlensa silinder

Presbiopi & Astigmatisme

Presbiopi biasanya terjadi karena usia tua. Penderita ini dapat di bantu dengan kacamata berlensa rangkap (Bifocal)

Presbiopi

S’ = - 100

S = ∞

Contoh Soal

Seorang penderita rabun jauh (miopi) dengan titik jauh 100 cm ingin melihat benda yang sangat jauh. Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan ?

1

S +1

S’=

1

f

1

∞ +

1

- 100

=1

f

f = - 100 cm = - 1 m

Penyelesaian

P =1f

Kuat Lensa

P =1

-1

= - 1 dioptri

Miopi

S’ = - 100S = 25 cm

Contoh Soal

Seorang penderita rabun dekat (hipermetropi) dengan titik dekat 100 cm ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm). Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan?

1

S+

1

S’=

1

f

1

25+

1

-100=

1

f

f = 100/3 cm =1/3 m

Penyelesaian

P =1

f

Kuat Lensa

P = 1

1/3= 3 dioptri

Hipermetropi

Perbesaran Lup untuk Mata Berakomodasi Maksimum

Perbesaran Lup untuk Mata Tidak Berakomodasi

Alat Optik Buatan

LUP (Kaca Pembesar)Sebuah lensa cembung yang digunakan untuk mengamati benda-benda kecil agar terlihat lebih besar dan jelas.

S = jarak bendaS’ = jarak bayanganF = fokus lensa

PERBESARAN LUPMATA BERAKOMODASI

+

M F OSS’

Sifat Bayangan : Maya (didepan lup), tegak, diperbesar.

Mikroskop

Alat Optik Buatan

Mikroskop adalah alat yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil agar tampak jelas dan besar.Mikroskop menggunakan dua buah lensa cembung, yaitu :1. Lensa okuler (lensa yang langsung

berhadapan dengan mata) maya, tegak dan diperbesar.

2. Lensa objektif (lensa yang berhadapan dengan benda) nyata,terbalik dan diperbesar.

2Fob Fob

Fob 2Fob Fok

SobS’ob

Sok

d = S’ob + S ok

S’ok

SIFAT BAYANGA

N

Lensa Obyektif :Lensa Okuler :

Nyata, Terbalik, DiperbesarMaya, Terbalik, Diperbesar

Lensa Obyektif

Lensa Okuler

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA MIKROSKOP

PERBESARAN MIKROSKOP

M = Mob x Mok

M ob =h’ ob

h ob

- S’ob

S ob

=Perbesaran Lensa Obyektif

Perbesaran Lensa Okuler M ok =

S n

f ok

1+

M ok =S n

f ok

Mata berakomodasi maksimum

Mata tidak berakomodasiKeterangan :Mmik = Pembesaran mikroskopMob = Pembesaran oleh lensa objektif Sn = Titik dekat mataFok = Jarak fokus lensa okuler S’ob = jarak bayangan oleh lensa objektifSob = jarak benda di depan lensa objektif

Sok = F ok

Disebut juga TELESKOPFungsinya untuk melihat benda benda yang sangat jauh

JENISNYA Teropong Bias Teropong Bintang (Teropong Astronomi)

Teropong Bumi Teropong Panggung (Galileo) Teropong Pantul

Alat Optik Buatan

Lensa Obyektif Lensa Okuler

f ob = f ok

f ob f ok

d = f ob + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG BINTANG

Sifat bayangan :Maya , Diperbesar, Terbalik

Lensa Obyektif Lensa Okuler

f ob 2fp

d = f ob + 4 fp + f ok

M a =f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG BUMI

Lensa Pembalik

2fp fok

Untuk mata tidak berakomodasi

Sifat bayangan Maya, Diperbesar Tegak

TEROPONG PANGGUNG (TEROPONG GALILEO)

L. Okulerf ob

f ok

L. Obyektif

f ob = f ok

T

Sinar datang sejajar dari lensa obyektif membentuk bayangan tepat di fokusnya, sebagai benda maya lensa okuler

Sinar sejajar yang keluar dari lensa okuler menuju mata bersifat tegak di titik tak terhingga

d = f ob + f ok

M a

=f ob

S ok

Perbesaran

TEROPONG PANTUL

f ob

cermin datar

lensa okuler

cermin cekung

sebagai obyektif

Teropong yang menggunakan cermin cekung sebagai pengganti lensa objektif untuk memantulkan cahaya dengan alasan :cermin mudah dibuat dibandingkan lensacermin tidak mengalami aberasicermin lebih ringan daripada lensa

Kameraa. Lensa pada kamera berfungsi

untuk membentuk bayangan pada film. Bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, diperkecil.

b. Diafragma berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang masuk melalui lensa.

c. Apertur, berfungsi sebagai Lubang tempat masuknya cahaya

d. Pelat film, berfungsi sebagai tempat terbentuknya bayangan.

lensa

Diafragma

film

apertur

PERISKOP Periskop adalah teropong pada kapal selam yang digunakan untuk mengamati

benda-benda di permukaan laut. Periskop terdiri atas: 2 lensa cembung dan 2 prisma siku-siku sama kaki.

Jalannya sinar pada periskop adalah sebagai berikut :a. Sinar sejajar dari benda yang jauh menuju ke lensa obyektif.b. Prisma P1 memantulkan sinar dari lensa objektif menuju ke prisma P2.c. Oleh prisma P2 sinar tersebut dipantulkan lagi dan bersilangan di depan lensa

okuler tepat di titik fokus lensa okuler.

Latihan soal !!!Kerjakan latihan soal berikut ini dengan baik dan benar.

1. Seorang presbiopi yang titik dekatnya sn = 40 cm dan titik jauh PR = 2 m mengamati sebuah benda dengan lup yang fokusnya 10 cm. Tentukanlah perbesaran anguler bayangan dan jarak benda dari lup untuka. Mata berakomodasi maksimumb. Mata tidak berakomodasic. Berapakah jarak benda terhadap lup agar ia mengamati bayangan pada jarak 9 cm dan berapa perbesaran

anguler pada kondisi itu ?

2. Sebuah lup dengan fokus 10 cm digunakan oleh seseorang yang bermata normal. Dengan menganggap lup menempel pada mata, tentukanlah perbesaran anguler lup bilad. Mata berakomodasi maksimume. Mata berakomodasi pada jarak 50 cmf. Mata tidak berakomodasi

3. Sebuah mikroskop digunakan untuk mengamati sebuah benda yang panjangnya 0.4 mm. Pada saat pengamatan, mata tidak berakomodasi dan jarak antara lensa objektif dengan lendsa okuler adalah 10 cm. Jika jarak fokus lensa objektif 0.2 cm dan jarak fokus lensa okuler 2.5 cm, tentukang. Panjang bayangan akhirh. Agar mata berakomodasi maksimum, berapa jauh dan kemanakah lensa okuler harus bergeser ?

LATIHAN SOAL !!!Kerjakan latihan soal berikut ini dengan baik dan benar.

4. Sebuah teleskop astronomi mempunyai lensa objektif dengan jarak fokus 32 cm. Perbesran teleskop untuk mata tidak berakomodasi adalah 8 kali.a. Tentukanlah jarak fokus lensa okulernya

Tentukan jarak kedua lensa itu jikab. Pengamatan dengan mata tak berakomodasic. Pengamatan dengan mata berakomodasi pada jarak 40 cm

 5. Sebuah teropong panggung dengan fokus lensa objektif 25 cm dan fokus lensa okuler

-5 cm digunakan untuk mengamati perbandingan sepak bola. Pemain sepak bola akan tampak rata-rata setinggi 40 cm dengan mata telanjang.d. Tentukanlah tinggi pemain yang tampak dengan memakai teroponge. Panjang tabung teropong untuk mata tidak berakomodasi

KUNCI JAWABAN

KUNCI JAWABAN

Terima kasih