A.  Pembiasan Cahaya

Berkas cahaya dari udara yang masuk ke dalam kaca akan mengalami pembelokkan. Peristiwa tersebut di sebut pembiasan cahaya. Pembiasan cahaya terjadi akibat cahaya melewati dua medium yang berbeda kerapatan optiknya.

Hukum Snellius menyatakan sebagai berikut :                                     

1.     Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

2.    Jika sinar datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Jika sinar datang dari medium yang lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.

 Indeks bias bahan dan indek bias mutlak

Indeks bias bahan adalah rasio dari kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya dalam bahan itu. Sedangkan indeks bias mutlak jika cahaya merambat dari udara atau hampa ke suatu medium dengan medium yang lebih rapat, kecepatan cahaya lebih kecil dibandingkan pada medium yang kurang rapat. Sehingga cahaya membelok.

Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

Keterangan : n = indeks bias mutlak,
c = laju cahaya (m/s), dan
v = laju cahaya dalam medium (m/s).

Perlu di ingat :

B.   Pembiasan Cahaya pada Bidang Datar

Pembiasan adalah pembelokan arah rambat cahaya, yang terjadi karena perubahan kerapatan medium yang dilalui cahaya tersebut. Contoh dari pembiasan adalah pembiasan dari udara ke air, pembiasan dari udara ke kaca, dan pembiasan dari air ke udara.

Akibat dari pembiasan cahaya yaitu mengalami perubahan kecepatan, perubahan panjang gelombang, dan dapat perubahan arah rambat.

Sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias selalu tetap atau n2/n1.

C.    Pembiasan Cahaya Pada Kaca Plan Paralel

Kaca plan paralel atau balok kaca merupakan keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajar. Seperti pada prisma, cahaya yang mengenai kaca plan paralel juga akan dibiaskan dua kali , yaitu pembiasan ketika memasuki kaca plan paralel dan pembiasan ketika keluar dari kaca plan paralel.

D.  Pembiasan Cahaya Pada Prisma

Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Sudut antara kedua permukaan yang membentuk sudut disebut sudut pembias prisma (β). Sifat prisma selalu membelokkan sinar menuju ke bagian prisma yang lebih tebal .

Sinar yang keluar dari prisma membelok sebesar sudut terhadap arah sinar yang mula-mula mengenai prisma. Sudut σ disebut sudut deviasi atau sudut penyimpangan sinar.

E.   Pembiasan Cahaya Pada Lensa Cembung

Lensa cembung merupakan lensa yang bagian tengahnya lebih tebal dibandingkan bagian tepinya.

Ada tiga jenis lensa cembung yaitu lensa cembung ganda (bikonveks), lensa cembung-datar (plankonveks), dan lensa cembung-cekung (konveks-konkaf). 

Pembiasan pada lensa cembung 

Cermin Cekung dan Cermin Cembung

   1.     Pemantulan cahaya

Pernahkah kamu melihat indahnya bulan purnama dan bertaburnya bintang pada malam hari yang cerah? Tentunya hal itu akan mengingatkanmu pada Sang Pencipta. Begitu indah ciptaan-Nya sehingga patut kamu syukuri dan kamu pelajari agar keimananmu bertambah. Terangnya benda-benda langit karena adanya cahaya. Bintang bersinar karena dia memiliki cahaya sendiri, sedangkan bulan tampak bercahaya karena pantulan dari cahaya matahari. Akan tetapi manusia di Bumi seolah-olah melihat bulan tersebut memancarkan cahayanya sendiri. Dalam kehidupan sehari-hari kamu tidak dapat melihat benda-benda disekitarmu tanpa adanya cahaya. Pada malam hari ketika lampu listrikmu padam, kamu tidak dapat melihat apapun disekitarmu. Hal tersebut terjadi karena tidak ada cahaya yang dipantulkan oleh benda di sekitarmu. Jadi, kamu dapat melihat suatu benda apabila ada cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut ke matamu.

Cermin adalah sebuah benda yang senantiasa kita jumpai hampir setiap hari. Jenis cermin selain cermin datar adalah cermin lengkung. Cermin tersebut adalah cermin cekung dan cermin cembung.

      a.      Cermin cekung

   Cermin cekung memiliki permukaan pemantul yang bentuknya melengkung atau membentuk cekungan. Sifat cermin cekung mengumpulkan sinar pantul atau konvergen. Ketika berkas sinar-sinar sejajar mengenai cermin cekung, sinar pantulnya akan berpotongan pada satu titik. Titik perpotongan tersebut dinamakan titik focus.

       Ketika sinar-sinar datang yang melalui titik focus mengenai permukaan cermin cekung, ternyata semua sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Akan tetapi, jika sinar datang dilewati melalui titik M (titik kelengkungan lensa), sinar pantulnya akan dipantulkan ke titik itu juga. Sinar-sinar istimewa cermin cekung terdapat sinar-sinar istimewa diantaranya sebagai berikut :

a.      Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik focus.

b.      Sinar datang melalui titik focus akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.

c.      Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan.

       2.    Pembentukan bayangan pada cermin cekung

Ketika kamu meletakkan sebuah benda dengan jarak lebih besar dari pada titik focus cermin cekung, bayangan benda yang terjadi selalu nyata karena merupakan perpotongan langsung sinar-sinar pantulnya (di depan cermin cekung). Akan tetapi, ketika benda kamu letakkan pada jarak diantara titik focus dan cermin, kamu tidak akan mendapatkan bayangannya di depan cermin. Bayangan benda akan terlihat di belakang cermin cekung , diperbesar, dan tegak.

Bayangan benda yang diletakkan diantara titik focus dan cermin memiliki sifat maya, sama tegak, dan diperbesar.

Hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) akan menghasilkan jarak focus f. hubungan tersebut secara matematis dapat di tulis :

Dengan : f = jarak focus (m)

                s = jarak benda (m) dan

                s’= jarak bayangan (m)

Dalam menggunakan persamaan cermin cekung, perlu diperhatikan aturan-aturan tanda seperti berikut :

1.     Jarak benda (s) bertanda positif (+) untuk benda nyata (benda terletak di depan cermin) dan bertanda (-) untuk benda maya (benda terletak di belakang cermin).

2.   Jarak bayangan (s’) bertanda (+) untuk bayangan nyata (bayangan terletak di depan cermin) dan bertanda negative (-) untuk bayangan maya (bayangan terletak di belakang cermin).

3.      Jari-jari kelengkungan (M), dan jarak focus (f) bertanda positif (+) untuk cermin cekung dan bertanda negative (-) untuk cermin cembung.

Penomoran ruang benda dan bayangan pada cermin cekung memudahkan untuk pengecekan sifat-sifat bayangan pada cermin. Berikut ini adalah gambar penomoran ruangan benda dan bayangan.

Berikut ini adalah sifat-sifat bayangan pada cermin cekung berdasarkan ruang penempatan benda.

·        Benda di ruang I : mayas, tegak, diperbesar

·        Benda di ruang II : nyata, terbalik, diperbesar

·        Benda di ruang III : nyata, terbalik, diperkecil

·        Benda tepat dipusat kelengkungan : nyata, terbalik, sama besar

Ruang tempat terbentuknya bayangan dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

Ruang benda + Ruang bayangan = 5

Jadi ruang bayangan adalah :

                            Ruang Bayangan = 5 - Ruang Benda 

            Pada cermin cembung, bagian mukanya berbentuk seperti kulit bola, tetapi bagian muka cermin cembung melengkung ke luar. Cermin cembung memiliki sifat divergen (menyebar) cahaya. Jika sinar datang sejajr sumbu utama mengenai cermin cembung, sinar akan di pantulkan menyebar. Jika sinar-sinar pantul pada cermin cembung kamu perpanjang pangkalnya, sinar akan berpotongan di titik focus (titik api) di belakang cermin. Pada perhitungan, titik api cermin cembung bernilai negative karena bersifat semu.

            Berikut ini sinar-sinar istimewa pada cermin cembung :

1.      Sinar datang sejajar sumbu utama akan di pantulkan seolah-olah dari titik focus

2.      Sinar datang menuju titik focus akan di pantulkan sejajar sumbu utama

3.      Sinar datang menuju titik M (titik pusat kelengkungan) akan di pantulkan seolah-olah dari titik itu juga

Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung

            Bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya dan berada di belakang cermin. Mengapa demikian? Secara geometris, kamu cukup menggunakan dua berkas sinar istimewa untuk mendapatkan bayangan pada cermin cembung. Jika sebuah lilin di depan cermin cembung, maka akan memiliki bayangan maya di belakang cermin.

           Benda yang diletakkan di depan cermin cembung akan menghasilkan bayangan cermin dengan sifat maya, sama tegak, dan di perkecil. Hubungan jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) dan titik focus (f) memiliki persamaan yang sama seperti cermin cekung. Perbedaannya, pada cermin cekung nilai jarak focus selalu negative.

dengan f bernilai negatif

           Penomoran ruang benda dan bayangan pada cermin cembung memudahkan untuk pengecekan sifat-sifat bayangan pada cermin.

           Aturan pemakaian untuk penomoran ruang cermin cembung adalah sebagai berikut :

       1.      Ruang benda dan bayangan menggunakan nomor ruang yang sama.

       2.      Jumlah nomor ruang benda dan bayangan harus sama dengan lima.

     3.    Bayangan yang berada di belakang cermin selalu nyata dan terbalik dan bayangan di belakang cermin selalu maya dan tegak.

      4.      Jika nomor bayangan lebih besar dari pada nomor benda, bayangan diperbesar.

      5.      Jika nomor bayangan lebih kecil dari nomor benda, bayangan diperkecil.

    

s    Sumber : Suwarna, Iwan Permana. 2010. Optik. Jakarta : Duta Grafika.

s