Transcript Optik

OPTIK
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)
Adaptif
B. Cermin
 Cermin datar
Sifat bayangan
: maya, tegak sama
besar.
Adaptif
Jumlah bayangan
n 
360

1
Keterangan:
n = jumlah bayangan
 = sudut antara dua cermin
Adaptif
 Cermin lengkung Spheris
Cermin cekung :
Cermin cembung :
Adaptif
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
Adaptif
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)
Catatan:
 R = 2f
 cermin cekung f & R (+)
 cermin cembung f & R (–)
Adaptif
2. PEMBIASAN CAHAYA
A. Hukum Pembiasan
Cahaya
1. 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.
Adaptif
Pada pembiasan
Keterangan:
cahaya berlaku:
n1 , n2 = indek bias medium 1
n1 sin i = n2 sin r
n1 V1
= n2 V 2
n1 . 1
= n2 .  2
f1 = f2
dan 2
v1 , v2 = cepat rambat cahaya
dalam medium 1 dan 2
f1 , f2 = frekuensi cahaya dalam
medium 1 dan 2
i = sudut datang
r = sudut bias
Adaptif
B. Pembiasan pada lensa
 Lensa tebal
n1
s

n2

n 2  n1
s'
M 
R
n1 s '
n 2 .s
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)
Adaptif
 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)
Adaptif
Lensa tipis ada 2 macam:
 lensa cembung
 lensa cekung (lensa
(lensa positif)
negatif)
Aturan-aturan pada lensa tipis :
 No. R benda + no. R bay = 5
 No. R benda < no. R  diperbesar
 Bayangan didepan lensa  maya tegak
Adaptif
Persamaan pembentuk
lensa :
Keterangan:
f = jarak fokus lensa (cm)
n2 =indeks bias lensa
n1 =indeks bias lingkungan
R = jari-jari kelengkungan
Kuat lensa :
(cm)
P = kuat lensa (dioptri=D)
Adaptif
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)
Adaptif
C. Pembiasan cahaya pada prisma
 sudut deviasi :
 = i1 + r 2 - 
= 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
Adaptif
3. INTERFERENSI CAHAYA
A.
Interferensi celah ganda
(Young)
d sin 
 (pola terang)
(k – ½ )  (pola gelap)
Jika  <<, maka:
k (pola terang)
dp/ l =
(k – ½ ) (pola gelap)
P
S

terang pusat

Keterangan:
 = sudut simpang
d = jarak 2 celah
P = jarak 2 pola pada
layar
l = jarak celah ke layar
 = panjang gelombang
cahaya
monokromatik yang
digunakan
Adaptif
B. Interferensi pada lapisan
C. Interferensi cincin
Newton
tipis
k (pola min)
2 nd cos r=
(k – ½) (pola max)
Keterangan:
n = indeks bias lapisan
d = tebal lapisan
r = sudut bias
k = 1, 2, 3, …
 = panjang gelombang
mengenai lapisan
k (pola gelap)
rk2/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
Adaptif
4. INTERFERENSI CAHAYA
A.
Difraksi celah tunggal
d sin 
k (pola gelap)
(k + ½) (pola terang)
Keterangan:
k = 1, 2, 3, …
d = lebar celah
 = sudut simpang
 = panjang gelombang
cahaya
Adaptif
B.
Difraksi multi celah (difraksi kisi)
k (pola terang)
d sin 
(k - ½) (pola gelap)
Keterangan:
d = konstanta kisi
= jarak 2 celah berturutan
k = 1, 2, 3,….
Jika  <<, maka d sin  = dp/l
p = jarak pola di layar
l = jarak celah ke layar
d
layar
Adaptif
5. POLARISASI CAHAYA
A. Polarisasi karena
pemantulan
Cahaya pantul terpolarisasi,
jika sinar pantul tegak lurus
sinar bias.
N
ip
ip
n1
n2
r
900
tgip = n2/n1
n2 > n1
ip = sudut polarisasi
= sudut Brewster
Adaptif
B. Polarisasi karena
penyerapan selektif
P = polarisator
A = analisator
Medan listrik yang diteruskan
analisator :
E = E0 cos 
Cahaya kodrati
E0

Sumbu
Polarisator (P) sumbu
Analisator (A)
Intensitas yang diteruskan:
I = I0 cos2 
= sudut antara sumbu
polarisator dan analisator
Adaptif
E0 cos 
6. ALAT-ALAT OPTIK
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.
Adaptif
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
Adaptif
C. Lup (Kaca Pembesar)
Sifat bayangan: Maya, tegak, diperbesar.
Perbesaran anguler:
Keterangan:
Sn = titik dekat
f = jarak fokus lup
x = jarak mata ke bayangan
d = jarak mata ke lup
tanpa akomodasi  x = PR
mata normal : PR = ~ M = Sn/f
akomodasi maksimum  x = Sn
mata normal, d = 0  M = Sn/f + 1
(+)
2F
F
d
Adaptif
D. Mikroskop
(+)
(+)
Sob
d
2F
F
S’ob
objektif
Sok
Okuler
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
maksimum
Mok = Sn/fok  tanpa akomodasi
Adaptif
E. Teropong
Panjang teropong :
d = fob + fok  rileks
d = fob + Sok  akomodasi pada jarak x
akomodasi maksimum : S’ok = - Sn
perbesaran anguler :
M = fob/fok  rileks
M = fob/Sok  akomodasi pada jarak x
Untuk teropong bumi panjang tabung
ditambah 4 fp, (fp = jarak fokus lensa
pembalik)
Adaptif
F. Daya urai alat
optik
Sudut resolusi minimum :
m = 1,22 . /D
dm = 1,22 .
B1
m
dm
B2
m
d’
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)
Adaptif