Pemantulan Cahaya Pada Cermin Cekung

Pemantulan Cahaya Pada Cermin Cekung | Fisika

Garis PA yang melewati pusat bola dan tegak lurus terhadap permukaan adalah sumbu utama cermin. Jika cahaya dipantulkan dari sisi dalam bola, maka cermin tersebut disebut cermin cekung. Sebaliknya jika cahaya dipantulkan dari sisi luar bola, maka cermin tersebut disebut cermin cembung.

A. Cermin Cekung

Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar  sejajar sumbu utama dipantulkan mengumpul pada satu titik yang dinamakan titik fokus. Cermin cekung di sebut juga cermin konkaf atau cermin positif.

Pada gambar di atas  di lukiskan cermin cekung. Titik M di sebut titik pusat kelengkungan cermin dan titik O  di sebut vertex. Garis yang melalui titik O dan M  di sebut sumbu utama cermin. Jika sinar dating tidak terlalu jauh dari sumbu utama sehingga titik A dekat dengan titik B, maka FA dan MF mendekati nilai FO. Karena MF = OF maka :

Dengan f adalah jarak fokus cermin.

Sinar – sinar istimewa pada cermin cekung

Ada 3 sinar istimewa yang dapat digunakan untuk menentukan letak bayangan sebuah benda yang berada di depan cermin cekung yaitu:

1.Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus

2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang menuju pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali

Sekarang mari kita gunakan ketiga sinar istimewa tersebut untuk menentukan sifat bayangan benda yang berada di depan cermin cekung.


a.Benda berada di ruang 3 ( dibelakang titik pusat kelengkungan M )

Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua
Sifat bayangan :  diruang 2 , diperkecil, terbalik dan nyata

b.Untuk benda di ruang 2 ( antara M dan F )

Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua.

Sifat bayangan : diruang 3, diperbesar, terbalik dan Nyata

c. Benda di ruang 1 ( diantara F dan O )

Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua

Sifat bayangan : diruang 4, diperbesar, tegak dan diperbesar.

Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung

Cermin cembung  bersifat menyebarkan cahaya (divergen) karena Berkas cahaya yang datang dan mengenaipermukaan  cermin cembung akan dipantulkan kembali dari satu titik dan menyebar .
Pemanfaatan  cermin cembung dalam kehidupan sehari-hari, digunakan pada kaca spion.
Cermin cembung memiliki tiga sinar istimewa, seperti yang ditunjukkan pada gambar :

a. Sinar yang datang sejajar sumbu utama cermin cembung akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus cermin cembung.
b. Sinar yang datang seolah olah menuju titik fokus cermin cembung akan di pantulkan sejajar sumbu utama cermin cembung.

c. Sinar yang datang menuju pusat kelengkungan cermin cembung akan dipantulkan kembali seolah olah dari pusat kelengkungan cermin tersebut

Untuk melukis bayangan pada cermin cembung kita harus menggunakan dua sinar istimewa cermin cembung.. Coba perhatikan contoh lukisan di bawah ini.

sebuah benda  di berada  depan cermin cembung, untuk melukisan bayangan benda tersebut kita menggunakan sedikitnya dua sinar istimewa cermin cembung.
Sifat bayangan yang terbentuk ketika benda diletakkan di depan cermin cembung : tegak, maya, dan juga  diperkecil

Untuk menentukan jarak tititk fokus, jarak bayangan dan jarak benda pada cernin cembung :


hal yang harus di ingat ketika belajar cermin cembung adalah  titik fokus cermin cembung bernilai negatif (-)
Perbesaran cermin cembung:


Keterangan :
M = perbesaran bayangan
f= jarak fokus (m)
h = tinggi benda (m)
h` = tinggi bayangan (m)
s = jarak benda (m)
s` = jarak bayangan (m)

Contoh soal 

Sebuah paku panjangnya 15 cm berada 60 cm di depan cermin cembung yang jari-jari kelengkungannya 30 cm. Tentukan (a) jarak bayangan (b) tinggi bayangan (c) sifat-sifat bayangan

Diketahui:

mso-ansi-language: SV;">
h = 12 cm,       s = 10 cm,      R = -30 cm ® f = -15 cm

Ditanya:
a. s`

b. h`

c. sifat-sifat bayangan

Jawab:

a.    1/s = 1/f - 1/s'

1/s' = - 1/15 -1/60 = -5 / 60, maka s'  - 12 cm

 Tanda negatif menunjukkan bayangan paku berada di belakang cermin sejauh - 12 cm dan bayangan bersifat  maya.

b.   M = h'/h = s;/s

= h'/h = s'/s = h'/ 15 = 12/60 = 3 cm

Jadi, tinggi bayangan = 3 cm 

c.  Berdasarkan jawaban a dan b sifat-sifat bayangan yang di hasilkan oleh cermin cembung bersifat  maya, tegak dan  juga diperkecil.

Pemantulan cahaya teratur dan baur

Jika anda berdiri di depan sebuah cermin datar  maka anda dapat melihat bayangan wajah anda yang dipantulkan oleh cermin datar. Apabila anda berdiri di tepi cermin datar, apakah anda masih dapat melihat wajah anda di balik cermin datar tersebut ? Anda dapat menyelidiki hal ini lebih lanjut dengan menyorotkan cahaya senter atau sejenisnya ke permukaan cermin datar. Bila cahaya senter diarahkan tegak lurus permukaan cermin datar maka cahaya senter yang dipantulkan oleh cermin datar dapat dilihat. Tapi jika anda berdiri di tepi cermin datar lalu menyorotkan cahaya senter menuju cermin datar, maka anda tidak dapat melihat pantulan cahaya senter!

Hal yang berbeda terjadi ketika anda mengamati suatu benda pada siang hari. Benda seperti buku, batu atau meja dapat dilihat pada siang hari karena benda-benda tersebut memantulkan cahaya matahari. Benda-benda ini berperan seperti cermin pada persoalan sebelumnya. Ketika suatu benda berada di depan cermin datar, benda tersebut memantulkan cahaya matahari menuju permukaan cermin datar. Cahaya matahari (atau cahaya lampu pada malam hari) yang dipantulkan benda menuju permukaan cermin datar, selanjutnya dipantulkan oleh cermin datar menuju mata sehingga kita dapat melihat bayangan benda di balik cermin datar. Hal yang berbeda terjadi pada buku, batu atau meja. Pada siang hari, cahaya matahari dipancarkan pada buku lalu buku memantulkan cahaya matahari ke mata sehingga kita dapat melihat buku. Pada malam hari, cahaya lampu dipancarkan pada buku lalu buku memantulkan cahaya lampu menuju mata sehingga kita dapat melihat buku.

Perbedaan antara cermin datar dan buku ketika memantulkan cahaya adalah cermin datar memantulkan cahaya menuju mata kita pada sudut tertentu saja, sedangkan buku memantulkan cahaya menuju mata kita pada berbagai sudut. Mengapa demikian ? Untuk memahami hal ini, terlebih dahulu pelajari dua jenis pemantulan cahaya yakni pemantulan teratur dan pemantulan baur.

Pemantulan Teratur
 
Amati gambar A dan B. Tanda panah berwarna orange mewakili sinar cahaya dan garis horisontal berwarna abu-abu mewakili cermin datar.
Ketika permukaan cermin datar disinari cahaya di A, cahaya yang dipantulkan oleh cermin tidak dapat dilihat di B dan hanya dapat dilihat di C. Terjadi pemantulan seperti ini karena permukaan benda rata dan sangat halus sehingga semua sinar datang mempunyai sudut datang dan sudut pantul yang sama. Pemantulan seperti ini disebut pemantulan teratur, di mana pada masing-masing sinar datang dan sinar pantul berlaku hukum pemantulan cahaya.

Pemantulan Baur
 
Semua sinar datang sejajar tetapi jika diperhatikan secara saksama, permukaan benda tidak rata sehingga masing-masing sinar datang dan sinar pantul mempunyai sudut datang dan sudut pantul yang berbeda. Ketika permukaan benda disinari cahaya di A, cahaya yang dipantulkan oleh benda dapat dilihat di B dan C. Pemantulan seperti ini disebutpemantulan baur atau pemantulan tersebar, di mana pada masing-masing sinar datang dan sinar pantul berlaku hukum pemantulan cahaya. Cahaya dipantulkan ke segala arah bukan karena hukum pemantulan cahaya tidak berlaku tetapi karena permukaan benda tidak rata. Pemantulan baur terjadi pada benda-benda yang dapat kita amati dalam kehidupan sehari-hari seperti batu, rumah, buku, handphone, komputer, kendaraan dan lain-lain. Walaupun permukaan benda seperti buku tampak rata tetapi sebenarnya pada skala mikroskopis permukaan buku tidak rata.

CONTOH SOAL FISIKA CAHAYA

CONTOH SOAL FISIKA "CAHAYA SEBAGAI

 GELOMBANG (GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK)"

Cahaya Sebagai Gelombang (Gelombang Elektromagnetik)

A. Pilihan Ganda

1. Terang pusat pada layar yang berjarak satu meter dari celah. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…

a. 2,5 x 10^-4 mm

b. 5,0 x 10^-4 mm

c. 1,5 x 10^-3 mm

d. 2,5 x 10^-3 mm

e. 5,0 x 10^-3 mm

PENYELESAIAN:

Diketahui : d = 0,2 mm = 2 x 10^-4 m

P = 7,5 mm = 7,5 x 10^-3 m

L = 1 m

n = 3

Ditanyakan: λ

 Jawab:

 
Jawaban: B


2. Cahaya dengan panjang gelombang 6.000 Å mengenai celah kembar young dengan jarak antarcelahnya 0,1 mm. Pola yang terjadi ditangkap pada layar berjarak 2 m dari celah, dan jarak garis terang pusat ke garis terang yang paling pinggir pada layar 6 cm. Banyaknya garis terang yang terdapat pada layar adalah…

a. 5 garis

b. 6 garis

c. 8 garis

d. 10 garis

e. 11 garis

PENYELESAIAN :

Diketahui : λ = 6000  Å = 6 x 10^-7 m

d = 0,1 mm = 1 x 10^-4 m

l =  2 m

P = 6 cm = 6 x 10^-2 m

Ditanyakan : n

Jawab :

Jawabab: A 

 

3. Seberkas cahaya mngenai suatu celah yang lebarnya 0,4 mm secara tegak lurus. Di belakang celah terdapat sebuah lensa positif dengan jarak focus 40 cm. Garis terang pusat dan garis gelap pertama pada layar di bidang focus lensa berjarak sebesar 0,56 mm. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…

a. 1,60 x 10^-7 m

b. 2,60 x 10^-7 m

c. 3,60 x 10^-7 m

d. 4,60 x 10^-7 m

e. 5,60 x 10^-7 m

PENYELESAIAN:

Diketahui : d = 0,4 mm = 4 x 10^-4 m

l =  40  cm = 4 x 10^-1 m

P = 0,56 mm = 5,6 x 10^-4 m

n= 1

Ditanyakan: λ

Jawab :

Jawaban: E 

4. Intensitas sinar terpolarisasi yang dilewatkan oleh analisator 18% dari intensitas sinar alamiah yang datang pada polarisator. Sudut yang dibentuk oleh polarisator dan analisator adalah…

a. 30˚

b. 37˚

c. 45˚

d. 53˚

e. 60˚

PENYELESAIAN:

Diketahui : I = 18

I₀ = 100 

atau:

Ditanyakan: θ

Jawab :

 Jawaban: D

5.  Hasil pembiasan cahaya monokromatis yang melalui prisma ditunjukkan oleh gambar berikut. Dengan data tersebut dapat dinyatakan bahwa, kecuali…

 

       a. sudut pembias prisma = 60˚ 

i        b.  indeks bias brisma = V2 (akar dua)

c     c. deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar 30˚

d     d. sudut kritis bahan prisma terhadap udara adalah 50˚

  

PENYELESAIAN:

a     A. sudut pembias prisma = 60˚

Karena segitiga tersebut sama sisi, maka:

 

  B. indeks bias Prisma = V2 (akar dua)

 

C. deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar 30˚

 

(Pernyataan c benar)

D.sudut kritis bahan prisma terhadap udara adalah 50˚

 

(Pernyataan d salah)

Jawaban: D

B. Esai

1. Cahaya di ruang hampa memiliki kecepatan 3 x 108 m/s. Jika cahaya tersebut merambat dalam zat cair yang memiliki permitivitas listrik 10^-11 C²N^-1m^-2 dan permeabilitas magnet 1,6 x 10-6 WbA^-1m^-1, tentukanlah kecepatan cahaya itu dalam zat cair. 

PENYELESAIAN:

 

2. Seberkas cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 6.600 datang tegak lurus pada kisi. Jika garis terang orde ke-2 membuat sudut 30˚ dengan garis normal pada kisi, tentukanlah jarak antarcelah pada kisi.

PENYELESAIAN:

 

Mudah-mudahan bermanfaat :)