OPTIKA

A.    Pengertian Optika

      Optika adalah cabang fisika yang mengambarkan perilaku atau sifat –sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Pada intinya menggambarkan gejala-gejala optik.

Sedangkan kata “optik” berasal dari kata latin, yang berarti tampilan.

B.     Klasifikasi Optik

      Optik diklasifikasikan dapat dibagi menjadi 2 macam :

1.      Optik Geometri

            Optik Geometri atau optika sinar, menjabarkan perambatan cahaya.  Pada Optika Geometris membahas tentang pemantulan dan pembiasan.

2.      Optik Fisis

            Optik Fisis menjelaskan gejala-gejala yang terjadi pada Optik Geometri dengan penjabaran matematis atau secara perumusannya. Pada Optik Fisis membahas tentang Sifat-sifat cahaya, interferensi cahaya, hakikat cahaya dan pemanfaatan sifat-sifat cahaya.

C.     Sejarah Perkembangan Optik

      Sejarah Perkembangan Optik menurut Richtmayer perkembangan keilmuwan dibagi ke dalam empat periode :

1.      Perkembangan Periode I (Zaman Prasejarah (SM) s.d. 1500 M)

            Pada zaman ini telah temukannya sebuah kanta optik yang berumur sekitar 2.200 tahun yang lalu di Baghdad, Irak. Optik dipelajari secara ilmiah di periode I ini dimulai pada tahun 300 SM.

·         Pada tahun 300 SM dikenal dengan zaman yang hanya mengemukakan teori-teori para ahli tanpa dilakukan pembuktian dengan eksperimen, sehingga ada beberapa teori tentang optik yang bermunculan, misalnya Teori Tactile dan Teori Emisi.

·         Pada abad ke-10 M, muncul teori yang menentang Teori Tactile yaitu Teori Emisi. Teori Emisi ini dikatakan merubah cara pandang terhadap konsep cahaya. Pada Teori Emisi dikatakan bahwa kita dapat melihat benda bukan karena mata kita yang memancarkan cahaya ke benda tersebut (Teori Tactile), tetapi karena terdapat cahaya yang dipantulkan oleh benda yang kita lihat menuju mata kita. Teori ini pertama kali dicetuskan oleh Ibnu Al-Haitsam (965M – 1040 M) seorang Ilmuwan muslim yang sangat populer dan dikenal juga sebagai ‘Bapak optik dunia’. Akhirnya, teori emisi ini benar-benar menggugurkan Teori Tactile dan dipercaya kebenarannya sampai sekarang.

·         Pada akhir abad ke 15 atau sekitar awal abad ke 16 seorang ilmuwan Italia yaitu Leonardo Da Vinci mengemukakan tentang optik fisiologis mata manusia.

2.      Perkembangan Periode II (1550 M – 1800 M)

            Pada periode ini sudah banyak dilakukan eksperimen untuk mendukung kebenaran dari teori-teori yang telah ditemukan.

·         Pada abad ke-17 atau sekitar tahun 1608 M, pertama kalinya seseorang mengklaim bahwa dia adalah orang yang pertama menemukan teleskop. Orang tersebut adalah Hans Lippershey. Teleskop yang ditemukan Hans Lippershey ini hanya bisa memperbesar tiga kali lipat ukuraan semula.

·         Pada tahun 1609 M Galileo mendengar bahwa seseorang telah menemukan teleskop di Belanda. Namun, berita itu masih samar-samar di telinganya. Akhirnya, dengan kecerdasannya, ia mempelajarai perangkat teleskop Lippershey dan berhasil membuat teleskopnya sendiri yang lebih canggih karena dapat melakukan perbesaran hingga 20 kali lipat. Teropong yang ditemukan Galileo ini sekarang disebut teleskop panggung.

·         Pada tahun 1675, Sir Isaac Newton dalam Hypothesis of Light menyatakan bahwa cahaya terdiri dari partikel halus yang memancar ke segala arah dari sumbernya. Jika partikel diamggap tidak bermassa, maka suatu benda bersinar tidak akan kehilangan massanya hanya karena memancarkan cahaya, dan cahaya itu sendiri tidak dipengaruhi oleh gravitasi. Teori Newton ini dikenal dengan nama Teori Emisi.

·         Pada tahun 1678, Christian Huygens mengatakan teori bahwa cahaya  dipancarkan ke segala arah sebagai gelombang seperti bumi.

3.      Perkembangan Periode III (Periode singkat, 1800 M s.d. 1890 M)

·         Dimulai ketika sekitar tahun 1801, Thomas Young  dan  Agustin Fresnell membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan dapat mengalami interferensi ketika dilewatkan pada dua celah sempit.

·         Maxwell (1831-1874) mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Sesuatu yang yang berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnyapun amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s, kecepatan ini hampir sama dengan kecepatan gelombang cahaya. Sehingga dapat dikatakan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

4.      Perkembangan Periode IV

            Optika modern ditandai dengan perkembagan ilmu dan rekayasa optik yang menjadi sangat populer pada abad 20. Bidang optik ini meliputi elektromagnetik atau sifat kuantum cahaya. Pada era optika modern ditandai dengan penemuan besar yaitu mengenai efek foto listrik dan serat optik.

D.    Sifat-Sifat Cahaya

·         Dapat mengalami pemantulan (refleksi)

·         Dapat mengalami pembiasan (refraksi)

·         Dapat mengalami pelenturan (difraksi)

·         Dapat dijumlahkan (interferensi)

·         Dapat diuraikan (dispersi)

·         Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)

·         Bersifat sebagai gelombang dan partikel

·         Cahaya dapat merambat lurus

·         Cahaya menembus benda bening

E.     Pemantulan Cahaya

      Pemantulan cahaya dapat diartikan sebagai peristiwa dimana arah gerak suatu benda berubah karena cahaya yang mengenai penghalang, dengan suatu penghalang tersebut dapat membuat arah gerak cahaya berubah.

1.      Klasifikasi Pemantulan Cahaya

            Seperti yang telah kita ketahui bahwasannya pemantulan cahaya dibagi menjadi 2 macam yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur.

Keterangan :

(a). Pemantulan teratur

            seberkas cahaya yang jatuh pada permukaan halus, akan dipantulkan dengan arah yang teratur. Pemantulan dengan arah yang teratur disebut dengan pemantulan teratur. Pemantulan cahaya pada permukaan benda tidak sembarang, melainkan memiliki keteraturan sesuai dengan hukum-hukum pemantulan.

(b). Pemantulan baur

            Pada umumnya, setiap permukaan benda dapat memantulkan cahaya yang jatuh pada permukaan tersebut. Permukaan benda dapat berupa permukaan kasar atau halus. Seberkas cahaya yang jatuh pada benda dengan permukaan kasar akan dipantulkan dengan arah sinar pantul yang tak teratur. Pemantulan ini disebut dengan pemantulan baur.

2.      Hukum Pemantulan Cahaya

            Bagaimana pemantulan terjadi? Ketika kamu menyalakan lampu senter yang telah ditutupi dengan kertas karton yang diberi lubang, kamu dapat melihat cahaya merambat dalam bentuk garis lurus. Bayangan cahaya ini pun terlihat pada cermin. Jika sudut datang dan sudut pantul diukur, akan diperoleh besarnya sudut pantul (θ_r) dan sudut datang (θ_i) adalah sama. Misalnya membuktikan hukum pemantulan dengan menggunakan pointer inframerah, lalu pointer inframerah tersebut ditembakan pada sebuah cermin yang dialasi dengan karton maka pembentukan pantulan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

 Secara lengkap hukum pemantulan cahaya adalah sebagai berikut :

·         Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada atu bidang datar.

·         Sudut datang (θ_i)  sama dengan sudut pantul (θ_r).

3.      Klasifikasi Cermin

Cermin adalah salah satu benda yang dapat memantulkan cahaya secara sempurna. Cermin dapat dibagi menjadi 2  golongan yaitu :

·         Cermin datar

·         Cermin lengkung

4.      Pemantulan Pada Cermin Datar

            Cermin datar merupakan salah satu cermin memiliki permukaan yang rata, datar dan tidak melengkung pada bidang pantulnya. Untuk cermin datang biasanya memiliki sifat-sifat khusus yang ditunjukkan pada bayangan hasil dari cermin datar antara lain:

·         Tinggi bayangan akan sama dengan ukuran tinggi benda.

·         Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin.

·         Posisi hasil bayangan pada cermin datar akan berlawanan dengan bendanya.

·         Sifat bayangan tegak sama seperti bendanya.

·         Bayangan yang terbentuk bersifat semu atau maya, yaitu: bayangan dapat dilihat dalam cermin, akan tetapi bayangan tersebut tidak dapat ditangkap oleh sebuah layar.

·         Bayangan yang dibentuk oleh 2 cermin datar dengan sudut lancip