Rangkuman Materi IPA Kelas 8 Bab 11
Cahaya dan Alat Optik
Sifat-Sifat Cahaya
Cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu:
- merambat lurus,
- dapat dipantulkan,
- dapat dibiaskan,
- merupakan gelombang elektromagnetik.
Mari kita bahas satu per satu lebih dalam!
Cahaya Merambat Lurus
Pada dasarnya bahwa cahaya itu akan selalu merambat lurus. Hal ini dapat dibuktikan dengan sedikit percobaan kecil dengan menggunakan dua buah kertas dan sebuah lilin.
Apabila lilin menyala, kemudian kita melubangi dua buah kertas dan diletakan sejajar maka kita akan dapat melihat cahaya lilin tersebut.
Seperti pada gambar dibawah ini :
Cahaya Dapat Dipantulkan
Cahaya memiliki sifat dapat dipantulkan jika menumbuk suatu permukaan bidang.
Pemantulan cahaya dibagi menjadi dua, yaitu :
a. Pemantulan Baur, apabila cahaya dipantulkan oleh bidang yang tidak rata.
b. Pemantulak Teratur, apabila cahaya dipantulkan oleh bidang yang rata.
Perhatikan gambar dibawah ini :
Hal tersebut sesuai dengan hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius.
Snellius mengemukakan bahwa :
a. Sinar datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang data.
b. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.
Cahaya Dapat Dibiaskan
Cahaya akan dibiaskan ketika melalui dua medium yang memiliki kerapatan optik yang berbeda.
Kecepatan cahaya akan menurun saat dari udara memasuki air atau medium yang lebih rapat.
Semakin besar perubahan kecepatan cahaya saat melalui dua medium yang berbeda, akan semakin besar pula efek pembiasan yang terjadi.
Cahaya Merupakan Gelombang Elektromagnetik
Gelombang cahaya terbentuk karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik secara periodik, sehingga merupakan gelombang elektromagnet.
Untuk membuktikannya, kalian bisa menyalakan lilin di sebuah ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut akan menerangi ruangan.
Gelombang cahaya dapat merambat pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi.
Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam.
Klasifikasi gelombang elektromagnetik dikenal dengan spektrum elektromagnetik.
Perhatikan gambar dibawah ini :
Pembentukan Cahaya Pada Cermin
Pada saat menentukan bayangan pada cermin datar melalui diagram sinar, titik bayangan adalah titik potong berkas sinar-sinar pantul.
Bayangan bersifat nyata apabila titik potongnya diperoleh dari perpotongan sinar-sinar pantul yang konvergen (mengumpul).
Sebaliknya, bayangan bersifat maya apabila titik potongnya merupakan hasil perpanjangan sinar-sinar pantul yang divergen (menyebar).
Pembentukan Cahaya Pada Cermin Datar.
Bayangan pada cermin datar bersifat maya.
Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.
Pembentukan Cahaya Pada Cermin Lengkung
Cermin lengkung adalah cermin yang permukannya melengkung.
Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola.
Cermin bola contohnya adalah cermin cekung dan cembung.
Cermin cekung dan cembung irisan permukannya terbentuk bola.
Cermin yang irisan permukaan bola bagian mengkilapnya terdapat di dalam disebut cermin cekung.
Cermin yang irisan permukaan bola bagian mengkilapnya terdapat di luar disebut cermin cembung.
Agar dapat memahami lebih jelas, perhatikan gambar dibawah ini :
Unsur-Unsur Cermin Lengkung
Sekarang mari kita perhatikan apa saja unsur-unsur cermin cekung:
- Pusat kelengkungan cermin
- Vertex
- Titik api (fokus)
- Jari-jari kelengkungan cermin
- Jarak fokus
Cermin Cekung
Pemantulan pada Cermin Cekung
Berikut ini adalah gambar pemantulan pada cermin cekung:
Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung
Perhatikan tabel dibawah ini agar kalian bisa mempelajari tentang sinar-sinar istimewa pada cermin cekung:
Melukis Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung
Bagaimana dengan pembentukan bayangan yang dihasilkan oleh cermin cekung?
Perhatikan gambar-gambar dibawah ini ya!
Benda di titik fokus F akan menghasilkan:
Benda di antara cermin dan F akan menghasilkan:
Pembagian nomor ruang pada cermin cekung
Selain penggunaan diagram sinar dan tiga sinar istimewa, agar lebih mudah memahami letak benda dan letak bayangan, kamu dapat memahami pembagian nomor ruang pada cermin lengkung (Dalil Esbach).
Perhatikan gambar dibawah ini:
Persamaan Cermin Cekung
Berikut ini adalah rumus untuk menentukan jarak fokus, jarak bayangan, dan jarak benda ke cermin:
Sedangkan berikut ini adalah rumus untuk perbesaran pada cermin cekung:
Cermin Cembung
Sinar-Sinar Istimewa pada Cermin Cembung
Perhatikan tabel dibawah ini agar ka
lian bisa mempelajari tentang sinar-sinar istimewa pada cermin cembung:
Persamaan Cermin Cembung
Berikut ini adalah rumus untuk menentukan jarak fokus, jarak bayangan, dan jarak benda ke cermin:
Sedangkan berikut ini adalah rumus untuk perbesaran pada cermin cembung:
Lensa
Lensa adalah benda bening yang memiliki permukaan berbentuk cekung atau cembung dan berfungsi untuk membiaskan cahaya.
Lensa secara umum ada yang berbentuk cembung dan cekung.
Perbedaannya adalah:
- Jika lensa cembung bagian tengahnya lebih tebal dari bagian pinggir.Jika lensa cekung bagian tengahnya lebih tipis dari bagian pinggirnya.
Agar lebih jelas perhatikan gambar dibawah ini:
Sinar-Sinar istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa Cembung
Berikut ini adalah Sinar-Sinar istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa Cembung:
Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung Menggunakan Diagram Sinar
Jika sebuah benda diletakkan di depan lensa cembung akan membentuk bayangan, seperti dibawah ini:
Sinar-Sinar istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa Cekung
Berikut ini adalah Sinar-Sinar istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa Cekung:
Pembentukan Bayangan pada Lensa Cekung Menggunakan Diagram Sinar
Jika ketiga sinar istimewa yang berasal dari sebuah benda dilukiskan pada satu lensa, maka akan terbentuk bayangan benda seperti dibawah ini:
Persamaan Pada Lensa
Rumusnya sama untuk lensa cekung dan cembung yaitu:
Sedangkan untuk perbesarannya yaitu:
Kemudian untuk rumus kuat lensa (D) yaitu:
Bagian-Bagian Mata Manusia
Kita semua tahu bahwa manusia melihat dengan mata, tapi apakah kalian tahu bagian-bagian dari mata?
Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan, yaitu:
- Lapisan luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea.
- Lapisan tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris.
- Lapisan ketiga adalah lapisan dalam, yaitu retina.
Perhatikan gambar dibawah ini:
Mari kita pelajari satu per satu, tenang hanya bagian Kornea, Iris, Lensa Mata, dan Retina saja kok!
Kornea
Cahaya masuk ke mata itu melewati kornea.
Lapisan kornea mata terluar bersifat kuat dan tembus cahaya.
Kornea berfungsi melindungi bagian yang sensitif yang berada di belakangnya dan membantu memfokuskan bayangan pada retina.
Iris atau Selaput Pelangi
Setelah cahaya melewati kornea, selanjutnya cahaya akan menuju ke pupil.
Pupil adalah bagian berwarna hitam yang merupakan jalan masuknya cahaya ke dalam mata.
Pupil dikelilingi oleh iris, yang merupakan bagian berwarna pada mata yang terletak di belakang kornea.
Fungsi dari iris sendiri adalah untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata.
Besar dan kecilnya iris dan pupil bergantung pada jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata.
Lensa Mata
Setelah melewati pupil, cahaya bergerak merambat menuju ke lensa.
Lensa kita berbentuk bikonvex (cembung depan-belakang).
Lensa mata kita itu bersifat fleksibel.
Otot siliar yang ada dalam mata akan membantu mengubah kecembungan lensa mata.
Ketika kamu melihat benda yang berada pada jarak jauh, otot siliaris akan mengalami relaksasi.
Ketika kamu melihat benda yang berada pada jarak dekat, otot siliaris akan mengalami kontraksi.
Retina
Retina merupakan sel yang sensitif terhadap cahaya matahari atau saraf penerima rangsang sinar (fotoreseptor) yang terletak pada bagian belakang mata.
Retina terdiri atas dua macam sel fotoreseptor, yaitu sel batang dan sel kerucut.
Sel kerucut memungkinkan kamu melihat warna, tetapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dibandingkan sel batang.
Sel kerucut mampu menerima rangsang sinar yang kuat dan warna, jumlahnya 6,5 – 7 juta.
Sel batang akan menunjukkan responsnya ketika berada pada tempat yang redup.
Sel batang mampu menerima rangsang sinar tidak berwarna, jumlahnya sekitar 125 juta.
Gangguan Pada Indra Penglihatan
Ada beberapa gangguan pada indra penglihatan yang perlu kita ketahui dan pahami, antara lain:
- Rabun Dekat (Hipermetropi)
- Rabun Jauh (Miopi)
- Buta Warna
- Rabun Dekat dan Jauh (Presbiopi)
- Astigmatisma
Mari kita bahas satu per satu juga!
Rabun Dekat
Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat (± 30 cm) dengan jelas.
Hal ini karena bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina, sehingga bayangan yang jatuh pada retina menjadi tidak jelas (kabur).Untuk menolong penderita rabun dekat dapat menggunakan kacamata positif.
Untuk menghitung kebutuhan kekuatan lensa kacamata yang diperlukan, dapat menggunakan rumus dibawah ini:
dengan:
PH = Kekuatan lensa kacamata untuk hipermetropi (dioptri atau D)
s = Jarak benda di depan kacamata (cm)
PP (Punctum Proximum) = titik dekat mata seseorang (cm)
Rabun Jauh
Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas.
Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina.Untuk menolong penderita rabun dekat dapat menggunakan kacamata negatif.
Kekuatan atau daya lensa kacamata yang diperlukan sesuai dengan rumus berikut:
Buta Warna
Buta warna merupakan suatu kelainan pada mata yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu.
Buta warna sendiri dibagi dua, yaitu:
- Buta warna total
- Buta warna sebagian
Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja.
Sedangkan buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau, atau biru.
Presbiopi
Presbiopi disebut juga rabun jauh dan dekat atau rabun tua, karena kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua.
Kelainan jenis ini membuat si penderita tidak mampu melihat dengan jelas benda-benda yang berada di jarak jauh maupun benda yang berada pada jarak dekat.
Hal tersebut diakibatkan oleh berkurangnya daya akomodasi mata.
Kelainan ini biasanya diatasi dengan kacamata rangkap, yaitu kacamata cembung dan cekung.
Astigmatisma
Astigmatisma atau dikenal dengan istilah silinder adalah sebuah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa.
Hal ini disebabkan oleh cacat lensa yang tidak dapat memberikan gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horizontal secara bersamaan.
Untuk mengatasi gangguan ini, dapat menggunakan lensa silindris.
Indra Penglihatan Serangga
Setelah mempelajari tentang mata manusia, sekarang kita masuk ke indra penglihatan serangga.Apabila manusia hanya memiliki dua buah mata untuk melihat, serangga memiliki banyak sekali mata untuk melihat, sehingga mata serangga disebut dengan “mata majemuk”.
Masing-masing mata serangga disebut omatidium.
Setiap omatidium terdiri atas beberapa bagian, yaitu:
- Lensa
- Kerucut kristalin
- Sel-sel penglihatan
- Sel-sel yang mengandung pigmen
Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
Ada beberapa alat optik dalam kehidupan sehari-hari seperti:
- Kamera
- Lup
- Mikroskop
- Teleskop