OPTIK

RikiXI TKJ 2

1. PEMANTULAN CAHAYA

A. Hukum pemantulan cahaya sinar datang (i), garis normal dan sinar

pantul (r) terletak pada satu bidang datar

sudut datang sama dengan sudut pantul (i = r)

B. Cermin Cermin datar

Sifat bayangan : maya, tegak sama besar.

Jumlah bayangan

Keterangan:n = jumlah bayangan = sudut antara dua cermin

1360

n 1360

n

Cermin lengkung SpherisCermin cekung :

Cermin cembung :

Aturan – aturan: No. R benda + no. R bayangan = 5 No. benda < no. R bayangan

diperbesar Bayangan di depan cermin nyata

terbalik Bayangan di belakang cermin

maya tegak

Catatan: R = 2f cermin cekung f & R (+) cermin cembung f & R (–)

Keterangan:R = jari-jari cermin (cm)f = jarak fokus (cm)S = jarak benda (cm)S’= jarak bayangan (cm)h = tinggi benda (cm)h’= tinggi bayangan (cm)M = perbesaran bayangan (kali)

A. Hukum Pembiasan Cahaya1. sinar datang,

garis normal dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

2. perbandingan sinus sudut datang (i) dan sinus sudut bias (r) selalu tetap.

2. PEMBIASAN CAHAYA

Pada pembiasan cahaya berlaku:

n1 sin i = n2 sin r

n1 V1 = n2 V2

n1 . 1 = n2 . 2

f1 = f2

Keterangan:n1 , n2 = indek bias medium 1

dan 2 v1 , v2 = cepat rambat cahaya

dalam medium 1 dan 2f1 , f2 = frekuensi cahaya dalam

medium 1 dan 2 i = sudut datang r = sudut bias

B. Pembiasan pada lensa Lensa tebal

Rnn

sn

sn 1221

'

snsnM.'

2

1

Keterangan:n1 , n2 = indek bias medium 1 dan 2 s = letak benda (cm) s’ = letak bayangan (cm) R = jari-jari kelengkungan (cm) M = perbesaran bayangan (kali)

Rnn

sn

sn 1221

'

snsnM.'

2

1

Lensa tipis Pada lensa tipis berlaku:

Keterangan:f = jarak fokus (cm)S = jarak benda (cm)S’= jarak bayangan (cm)h = tinggi benda (cm)h’= tinggi bayangan (cm)M =perbesaran bayangan (kali)

lensa cembung (lensa positif)

Lensa tipis ada 2 macam: lensa cekung (lensa

negatif)

Aturan-aturan pada lensa tipis : No. R benda + no. R bay = 5 No. R benda < no. R diperbesar Bayangan didepan lensa maya tegak

Persamaan pembentuk lensa :

Kuat lensa :

Keterangan:f = jarak fokus lensa

(cm)n2 =indeks bias lensa

n1 =indeks bias lingkungan R = jari-jari

kelengkungan (cm)P = kuat lensa

(dioptri=D)

Pada lensa gabungan berlaku persamaan:

Keterangan:fgab = jarak fokus

lensa gabungan (cm)

f1,2,3 = jarak fokus lensa 1, 2, 3 (cm)

Pgab = kuat lensa gabungan (dioptri=D)

P1,2,3 = kuat lensa 1, 2, 3 (dioptri=D)

C. Pembiasan cahaya pada prisma sudut deviasi :

= i1 + r2 - = r1 + i2

Deviasi minimum :i1 = r2 dan r1 = i2

sangat kecil ( < 150)m = (n2/n1 – 1)

Dispersi cahaya = u - m

= (nu – nm). prisma di udara, deviasi minimum dan kecil

3. INTERFERENSI CAHAYA

S

P terang pusat

A. Interferensi celah ganda (Young)

(pola terang) d sin (k – ½ ) (pola gelap)

Jika <<, maka:

k (pola terang) dp/ l =(k – ½ ) (pola gelap)

Keterangan: = sudut

simpangd = jarak 2 celahP = jarak 2 pola pada

layarl = jarak celah ke

layar = panjang gelombang

cahaya monokromatik yang digunakan

S

P terang pusat

B. Interferensi pada lapisan tipis

k (pola min)2 nd cos r=

(k – ½) (pola max)

Keterangan:n = indeks bias lapisand = tebal lapisanr = sudut biask = 1, 2, 3, … = panjang gelombang

mengenai lapisan

C. Interferensi cincin Newton

 k (pola gelap)rk

2/R = (k – ½ ) (pola

terang)Keterangan:

r = jari-jari cincin gelap/terang

R = jari-jari kelengkungan lensa

k = 1, 2, 3, … = panjang gelombang

cahaya yang dijatuhkan pada lensa

4. INTERFERENSI CAHAYA

A. Difraksi celah tunggal 

k (pola gelap)d sin

(k + ½) (pola terang)

Keterangan:k = 1, 2, 3, …d = lebar celah = sudut

simpang = panjang

gelombang cahaya

Keterangan:d = konstanta kisi = jarak 2 celah berturutank = 1, 2, 3,….

Jika <<, maka d sin = dp/l p = jarak pola di layarl = jarak celah ke layar

B. Difraksi multi celah (difraksi kisi)k (pola terang)

d sin (k - ½) (pola gelap)

d

layar

d

layar

5. POLARISASI CAHAYA

A. Polarisasi karena pemantulan

Cahaya pantul terpolarisasi, jika sinar pantul tegak lurus sinar bias.

tgip = n2/n1

n2 > n1

ip = sudut polarisasi = sudut Brewster

N

ip ip n1 n2 r 900

N

ip ip n1 n2 r 900

B. Polarisasi karena penyerapan selektifP = polarisatorA = analisator

Medan listrik yang diteruskan analisator : E = E0 cos

Intensitas yang diteruskan:I = I0 cos2

= sudut antara sumbu polarisator dan analisator

Cahaya kodrati E0 E0 cos Sumbu Polarisator (P) sumbu

Analisator (A)

Cahaya kodrati E0 E0 cos Sumbu Polarisator (P) sumbu

Analisator (A)

A. Mata Benda dapat dilihat jelas jika bayangan

jatuh pada retina Sifat bayangan : nyata, terbalik,

diperkecil Mata normal : Sn = pp = 25 cm

PR = ~

B. Kaca mata Untuk menolong penglihatan penderita

cacat mata.

6. ALAT-ALAT OPTIK

Macam cacat mata :1. Miop (Rabun jauh)

kurang jelas melihat jauh ditolong lensa negatif

2. Hipermetrop (rabun dekat)

kurang jelas melihat dekat ditolong lensa positif

  3. Presbiop (mata tua)

kurang jelas melihat jauh/dekat penyebabnya daya akomodasi melemah ditolong lensa bifokal

C. Lup (Kaca Pembesar)Sifat bayangan: Maya, tegak, diperbesar.Perbesaran anguler:

Keterangan:Sn = titik dekatf = jarak fokus lupx = jarak mata ke bayangand = jarak mata ke luptanpa akomodasi x = PRmata normal : PR = ~ M = Sn/fakomodasi maksimum x = Snmata normal, d = 0 M = Sn/f + 1

(+) F d

2F

(+) F d

2F

D. Mikroskop (+) (+)

Sob d 2F F

objektif Okuler

S’ob Sok

Rumus-rumus mikroskop :1/fob = 1/Sob + 1/S’ob 1/fok = 1/Sok + 1/S’ok

d = S’ob + Sok

d = panjang tabung mikroskop

Perbesaran mikroskop: M = Mob . Mok Mob = S’ob/Sob

Mok = Sn/fok + 1 akomodasi maksimumMok = Sn/fok tanpa akomodasi

(+) (+) Sob d 2F F

objektif Okuler

S’ob Sok

E. TeropongPanjang teropong :d = fob + fok rileksd = fob + Sok akomodasi pada jarak xakomodasi maksimum : S’ok = - Snperbesaran anguler :M = fob/fok rileksM = fob/Sok akomodasi pada jarak x

Untuk teropong bumi panjang tabung ditambah 4 fp, (fp = jarak fokus lensa pembalik)

F. Daya urai alat optik

Sudut resolusi minimum : m = 1,22 . /D

dm = 1,22 .

Keterangan:m = sudut resolusi

minimum = panjang gelombang

cahaya (m)D = bukaan alat optik (m)Dm = daya urai alat optik

(m)l = jarak obyek ke alat

optik (m)

B1

dm m m d’ B2

B1

dm m m d’ B2

Contoh soal1. Seseorang titik dekatnya 50 cm, akan membaca buku pada jarak

25 cm di depan matanya. Agar apat membaca dengan jelas maka ia harus memakai kacamata berkekuatan … dioptric

Jawab :

2. Seorang anak menderita miopi memiliki titik jauh 50 cm, maka ia ibantu dengan kacamata berkekuat … dioptricJawab :

3. Seseorang penderita miopi mempunyai titik jauh 75 cm. jika ia ingin melihat benda yang terletak pada jarak 300 cm, ukuran kacamata yang harus digunakan adalah…Jawab :

4. Bunda hanya mampu membaca dengan jelas pada jarak terdekat 50 cm, maka kacamata yang harus digunakan agar dapat melihat benda pada jarak 25 cm berkekuatan … dioptricJawab :