Halo Greaters, kali ini kita akan membahas materi teori optika geometri dalam ilmu fisika. Materi ini berhubungan dengan cahaya yang sudah dipelajari sejak SMP. Untuk mengingat kembali materi optika geometri, simak penjelasan berikut ini!

Pengertian Optika Geometri

Optik adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari khusus tentang konsep cahaya. Secara umum, optik dibedakan menjadi 2 bagian yaitu Optik Geometris dan Optik Fisis. Secara umum, Optika Geometris membahas tentang pemantulan dan pembiasan cahaya. Pemantulan cahaya mencakup tentang Hukum Snellius untuk pemantulan, pemantulan cahaya terhadap cermin datar dan pemantulan cahaya terhadap cermin lengkung. Sedangkan pembiasan cahaya mencakup tentang Hukum Snellius untuk pembiasan cahaya, pembiasan cahaya terhadap lensa dan penggunaan sejumlah alat optik. 

1. Pemantulan Cahaya 


Sumber : Rumusrumus.com

Pemantulan cahaya atau refleksi adalah proses terjadinya peristiwa pemantulan berkas cahaya yang mengenai permukaan bidang pantul. Menurut karakteristik bidang pantul, pemantulan cahaya dibedakan menjadi dua yaitu, pemantulan teratur dan pemantulan baur. Untuk Optika Geometris, yang dipelajari adalah pemantulan teratur yang terjadi pada cermin datar dan cermin lengkung. 

a. Hukum pemantulan cahaya

Hukum Snellius pada pemantulan cahaya mengatakan, sinar datang, sinar pantul dan garis normal bertempat pada satu bidang datar dan masing-masing berpotongan di satu titik. Dalam pemantulan cahaya, konsep yang harus dipegang adalah besarnya sudut pantul sama dengan besar sudut datang.

b. Cermin datar 

Cermin datar adalah benda yang permukaannya datar dan transparan yang dilapisi berupa lapisan cat logam di bagian belakang yang berfungsi bidang pantul. Selaras dengan hukum pemantulan, sinar yang jatuh dengan sudut datang i di atas cermin datar akan dipantulkan dengan sudut pantul r yang besarnya sama dengan i. Cermin datar menghasilkan bayangan maya, tegak dan sama besar terhadap benda.

c. Cermin cekung

Tidak hanya pada cermin datar, tetapi pemantulan cahaya juga terjadi pada cermin lengkung. Cermin lengkung, ada dua jenis yaitu cermin cekung dan cermin cembung. Cermin cekung adalah cermin yang sisi depannya melengkung ke dalam. Sifat bayangan yang dihasilkan cermin datar bergantung pada letak benda di depan cermin. 

Sinar-sinar istimewa cermin cekung, yaitu:

  1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melewati titik fokus
  2. Sinar datang melewati titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
  3. Sinar datang melewati titik pusat lengkung dipantulkan kembali ke titik tersebut 

d. Cermin cembung 

Cermin cembung adalah cermin lengkung yang sisi depannya melengkung ke luar. Karena pusat lengkung terletak di belakang maka titik fokus pada cermin juga di belakang sehingga jarak fokus bernilai negatif. Sifat bayangan yang dihasilkan cermin cembung adalah maya, tegak dan diperkecil. 

Sinar-sinar istimewa cermin cembung, yaitu:

  1. Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan seolah berasal dari titik fokus 
  2. Sinar yang datang ke titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
  3. Sinar yang datang ke titik pusat lengkung dipantulkan kembali seolah berasal dari titik tersebut

e. Rumus umum cermin lengkung 

Hubungan antara jarak fokus, jarak bayangan dan jarak benda terhadap cermin lengkung dinyatakan dengan persamaan seperti berikut:

1/f = 1/s + 1/s'

Keterangan :

f = jarak fokus cermin (cm) 

s = jarak benda dari pusat cermin (cm) 

s' = jarak bayangan dari pusat cermin (cm) 

2. Pembiasan Cahaya 

Sumber : Berkahkhair.com

Pembiasan cahaya adalah peristiwa optika geometri yang terjadi karena pembelokan arah rambat cahaya saat berkas cahaya memasuki medium yang kerapatan optiknya berbeda. Ketika cahaya bertemu dengan bidang batas antara 2 medium berbeda kerapatan, maka cahaya akan dibelokkan. 

a. Hukum Pembiasan Cahaya 

Hukum Snellius mengatakan bahwa, sinar datang, sinar bias dan garis normal bertempat pada satu bidang datar. Jika sinar datang dari medium kerapatan renggang ke medium yang lebih rapat, maka sinar dibelokkan mendekati garis normal. Namun, jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium yang lebih renggang, maka sinar akan dibelokkan menjauhi garis normal. 

b. Lensa Cembung 

Lensa cembung adalah salah satu benda yang dapat membiaskan cahaya. Lensa adalah benda transparan yang di salah satu atau kedua permukannya berbentuk melengkung. Lensa cembung adalah lensa yang mempunyai ketebalan paling besar pada bagian pusat. Sifat bayangan yang dihasilkan lensa cembung tergantung pada letak benda di depan lensa. 

c. Lensa Cekung 

Lensa cekung merupakan lensa yang salah satu atau kedua permukannya berbentuk melengkung ke dalam, sehingga membentuk bagian yang tipis pada pusatnya. Sifat bayangan yang dihasilkan lensa cekung tidak tergantung pada letak benda. Untuk segala posisi, sifat yang dihasilkan akan selalu maya, tegak dan diperkecil. 

Sinar-sinar istimewa lensa cekung, yaitu:

  1. Sinar yang datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah bersumber dari titik fokus aktif
  2. Sinar yang datang seolah-olah menuju titik fokus pasif dibiaskan sejajar dengan sumbu utama
  3. Sinar datang melewati titik pusat optik diteruskan, tanpa pembiasan

d. Rumus Umum Lensa 

Hubungan antara jarak fokus, jarak benda dan jarak bayangan terhadap lensa sama seperti persamaan umum pada cermin. Untuk tambahan, pada lensa diketahui istilah kekuatan lensa. Kekuatan lensa dapat diketahui dengan rumus:

P = 1/f

Keterangan:

P = kekuatan lensa (dioptri) 

f = jarak fokus lensa (m) 

3. Alat Optik

Alat optik adalah alat yang cara kerjanya menggunakan konsep cahaya. Alat optik bisa memakai cermin, lensa atau keduanya. Secara umum, alat optik dirancang sedemikian canggih supaya dapat memperjelas penglihatan. Seperti pada contoh berikut:

a. Mata

Sumber : Fisikabc.com

Mata adalah salah satu alat optik yang sudah familiar karena kita gunakan sehari-hari. Organ mata ini memiliki lensa cembung yang ketebalannya dapat diatur. 

b. Lup/Kaca Pembesar

Lup atau kaca pembesar merupakan alat optik yang dipakai untuk membaca tulisan dengan ukuran lebih kecil atau bisa juga digunakan untuk melihat bagian yang relatif kecil. Kaca pembesar terdiri atas 1 lensa cembung yang berguna untuk menghasilkan bayangan yang lebih besar. 

Itulah ulasan materi tentang teori optika geometri dalam ilmu Fisika. Semoga artikel ini bermanfaat. Semangat belajar, ya Greaters!

Sumber gambar utama : inforenang.com
Penulis : Prokonten

Baca juga Rangkuman Materi Momentum, Impuls dan Tumbukan