Pengguna:Hysocc/SMKLMFisika11/Optika

Optika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari sifat dan perilaku dari cahaya. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, dan yang diamati pada fenomena optika diantaranya adalah inframerah, cahaya tampak, dan ultraviolet.

Lampu kendaraan mendayagunakan cermin cekung

Kamera mendayagunakan lensa

Optika geometri

Pembiasan dan pemantulan

Optika geometri adalah sub bab dari optika yang menjelaskan pergerakan cahaya melalui fenomena pemantulan dan pembiasan, yang digambarkan dengan garis lurus. Ketika cahaya melewati batas dari dua medium transparan, cahaya akan dibiaskan atau dipantulkan.

Pembiasan

Pembiasan

Pembiasan adalah perubahan arah rambat cahaya karena perbedaan dari konstanta mediumnya. Fenomena ini terjadi berdasarkan hukum konservasi energi dan momentum; ketika cahaya berpindah menuju ke medium dengan merapatan partikel yang berbeda, gelombang cahaya akan mengalami perubahan sifat gelombangnya, sehingga akan terjadi perubahan arah.

Persamaan umum dari pembiasan dengan fungsi sudut adalah:

${\frac {\sin {\theta _{1}}}{\sin {\theta _{2}}}}=n$

di mana $n$ adalah rasio konstanta dari masing-masing zat dan spektrum tertentu. Jika salah satu medium adalah udara atau vakum, maka nilai $n$ adalah konstanta dari medium kedua.

Pembiasan pensil di dalam air

Fenomena pembiasan

Contoh dari fenomena pembiasan ada pada benda yang dicelupkan ke dalam air; benda tersebut akan nampak bengkok karena fenomena pembiasan. Selain itu, benda yang berada di belakang gelas transparan berisi air jernih akan tampak membias.

Lensa

Jenis-jenis lensa

Lensa merupakan benda transparan dengan permukaan yang tidak datar. Tergantung jenis lensanya, bayangan yang dihasilkan dari pembiasan lensa dapat menjadi lebih besar maupun lebih kecil.

Persamaan umum lensa yang digunakan adalah:

${\frac {1}{f}}={\frac {1}{s}}+{\frac {1}{s'}}$

di mana $f$ adalah titik fokus lensa,
$s$ adalah jarak benda dari lensa,
$s'$ jarak bayangan dari lensa.

Nilai $f$ pada lensa cekung adalah negatif karena titik fokusnya berada di sisi yang sama dengan sumber cahaya.

Sedangkan nilai perbesaran lensa dapat digambarkan dengan: $M={\frac {s'}{s}}={\frac {h'}{h}}$ dengan $h$ adalah tinggi benda,
$h'$ tinggi bayangan.

Pergerakan berkas cahaya melewati lensa cembung

Penggambaran berkas lensa pada lensa cembung

Pergerakan berkas cahaya melewati lensa cekung

Penggambaran berkas lensa pada lensa cekung

Pemantulan

Pada sudut tertentu, cahaya dapat terpantul pada permukaan medium yang transparan

Pemantulan

Pemantulan citra gunung pada permukaan danau

Pada pemantulan, cahaya dipantulkan dengan besar sudut datang sama dengan sudut pantu relatif terhadap garis tegak lurus terhadap bidang pantul.

Contoh sederhana ada pada pemantulan bayangan pada cermin. Contoh yang lebih kompleks dari pemantulan ada pada pemantulan bayangan dari teleskop pantul (misal teleskop Hubble).

Cermin cembung dan cekung

Arah pergerakan cahaya pada cermin cembung

Tiga jenis bayangan yang bisa dibentuk cermin cekung

Pada cermin cembung, titik fokus berada di belakang cermin dan bayangan yang terbentuk selalu bersifat maya. Pada cermin cekung, jenis bayangan yang terbentuk bervariasi tergantung pada posisi benda di depan cermin cekung.

Persamaan matematika yang terkait pada cermin cembung dan cermin cekung yaitu:

${\frac {1}{f}}={\frac {1}{s}}+{\frac {1}{s'}}$

dan tingkat pembesaran (magnifikasi)-nya:

$m={\frac {s'}{s}}={\frac {h'}{h}}$

Pada cermin cembung, nilai $f$ adalah negatif.