tirto.id - Hukum pemantulan cahaya pada cermin datar, cembung, dan cekung berbeda-beda bunyinya begitu pula dengan rumus serta pengertiannya.
Cahaya adalah hal yang penting bagi kehidupan di Bumi. Hampir semua aktivitas di Bumi membutuhkan cahaya. Bila berada dalam kegelapan, makhluk Bumi termasuk manusia tak bisa melakukan berbagai pekerjaan dan aktivitas yang seharusnya dikerjakan.
Dikutip dari BSD IPA, cahaya adalah energi yang dipancarkan benda berpijar. Selain matahari, contoh lain dari cahaya ialah lampu dan kayu yang berpijar karena terbakar. Semua benda yang mengeluarkan cahaya dinamakan sumber cahaya.
Dalam ilmu fisika, menurut Gregory Hallock Smith dalam Camera Lenses: From Box Camera to Digital (2006), cahaya merupakan radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasatmata ataupun yang tidak.
Cahaya merupakan energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm.
Cahaya tidak butuh medium untuk merambat sehingga dapat melalui ruang hampa, tetapi ternyata gelombang cahaya juga bisa dipantulkan.
Misalnya saja cahaya matahari, yang mampu sampai ke bumi melewati ruang hampa udara di luar angkasa dalam waktu 300 juta m/s.
Karena Matahari mampu memancarkan gelombang cahaya, maka matahari disebut sumber cahaya. Contoh lain dari sumber cahaya adalah lampu, api, obor, dan lainnya.
Pada ilmu Fisika, cahaya digolongkan sebagai suatu bentuk radiasi. Menurut laman Sumber Belajar Kemdikbud, radiasi adalah sesuatu yang memancar keluar dari suatu sumber cahaya tetapi bukan merupakan zat.
Baca juga: Sifat-Sifat Cahaya pada Cermin dan Bayangan: Pembiasan-Pemantulan
Hukum Pemantulan Cahaya
Dikutip dari situs Kemdikbud sama seperti benda padat, gelombang cahaya juga akan memantul jika menumbuk suatu permukaan benda. Sinar matahari yang menjadi sumber cahaya terbesar di galaksi ini, juga mengalami pemantulan saat masuk melewati atmosfer bumi hingga sampai ke mata kita.
Pemantulan adalah kembalinya arah cahaya ke arah asalnya setelah menumbuk suatu penghalang. Dalam fisika, hukum pemantulan cahaya dirumuskan dengan:
sudut datang = sudut pantul
i = r
Bentuk permukaan benda yang memantulkan cahaya sangat menentukan karakteristik pemantulannya. Apabila permukaan datar maka cahaya akan dipantulkan secara sempurna. Sebaliknya jika permukaan tidak rata maka cahaya akan dipantulkan ke berbagai arah, sehingga menjadi tidak teratur (pemantulan baur).
Pembiasan Cahaya
Cahaya mampu menembus medium yang bening dan medium baur. Jika cahaya menembus medium yang kerapatannya berbeda, kecepatan cahaya akan berubah. Perubahan kecepatan ini menyebabkan gelombang cahaya terlihat membelok.
Misalnya segelas air yang diberi sebatang pensil di dalamnya, pensil akan terlihat bengkok atau patah. Hal ini terjadi karena kecepatan cahaya yang melewati udara, berbeda dengan kecepatan cahaya yang melewati air sehingga cahaya dibelokkan (Pembiasan refraksi).
Pada peristiwa pembiasan cahaya, terdapat Hukum pembiasan Snellius, yang berbunyi:
- Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
- Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.
- Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.
- Perbandingan sinus sudut datang (i) dengan sinus sudut bias (r) merupakan suatu bilangan tetap. Bilangan tetap inilah yang menunjukkan indeks bias.
Rumusnya:
Sin i / Sin r = konstan = n
Arti n adalah indeks bias cahaya di dalam suatu medium.
Baca juga: Mengenal Tata Cahaya dan Bunyi dalam Pementasan & Cara Merancangnya
Hukum Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Contoh saat kita sedang berkaca di sebuah cermin rias, yang terjadi adalah pemantulan dengan besar bayangan sama dengan asli dan tegak lurus.
Hukum pemantulan cahaya di cermin datar adalah:
Sinar datang akan dipantulkan dengan besar sudut pantul sama dengan sudut datang.
Sinar yang datang tegak lurus cermin akan dipantulkan tegak lurus cermin.
Bayangan yang terbentuk pada cermin datar sifatnya yaitu sama besar, tegak, arah bayangan berkebalikan, maya, dan jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin. Perbesaran bayangannya dirumuskan seperti ini:
M = h'/h = s'/s = 1
Keterangan:
- M = perbesaran bayangan
- h' = tinggi bayangan
- h = tinggi benda
- s = jarak benda ke cermin
- s’ = jarak bayangan ke cermin
Baca juga: Bagian-bagian Mikroskop Cahaya dan Fungsinya, serta Cara Penggunaan
Hukum Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung
Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya (divergen). Dalam cermin cembung, berlaku tiga sinar istimewa yang membantu menentukan sifat bayangan:
- Sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.
- Sinar yang datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama
- Sinar yang datang menuju pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan yang sama.
Ketiga sinar istimewa ini diperoleh dari penerapan hukum pemantulan cahaya “Hukum Snellius".
Persamaan bayangan pada cermin cekung, juga berlaku pada cermin cembung. Namun karena fokus cermin cembung letaknya di belakang cermin, maka jarak fokusnya bernilai negatif. Rumus hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan dengan jarak fokus atau jari-jari kelengkungan cermin:
1/f = 1/s 1/s'
2/R = 1/s 1/s'
Keterangan:
- s = jarak benda
- s’ = jarak bayangan
- f = jarak fokus
- R = jari-jari cermin
Baca juga: Rangkuman IPA: Proses Terjadinya Pelangi & Hukum Pembiasan Cahaya
Hukum Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung
Dari sumber belajar Kemdikbud, cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen). Pada cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa, yaitu:
- Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
- Sinar datang melalui titik fokus, akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
- Sinar datang melalui pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali melalui titik pusat kelengkungan cermin.
Ketiga sinar-sinar istimewa diperoleh dari penerapan hukum pemantulan.
Perbesaran bayangan (M) untuk cermin cekung rumusnya adalah:
M = h'/h = s'/s
Keterangan:
- M = perbesaran bayangan
- h' = tinggi bayangan
- h = tinggi benda
- s’ = jarak bayangan
- s = jarak benda
Baca juga: Mengenal Konsep dan Prinsip Gelombang Cahaya Serta Contohnya
Baca juga
artikel terkait
CAHAYA
atau
tulisan menarik lainnya
Cicik Novita
(tirto.id - cck/agu)
Penulis: Cicik Novita
Penyelia: Yantina Debora
Kontributor: Cicik Novita
Subscribe for updates Unsubscribe from updates
Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga tetap semangat belajar meskipun hanya dari rumah, ya!
Saat mendengar istilah cahaya, apa sih yang ada di pikiran kamu? Pasti kamu akan membayangkan lampu, kan? Lampu memang salah satu alat elektronik yang mampu menghasilkan cahaya. Itulah mengapa lampu memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan.
Cahaya yang dihasilkan lampu akan memantul ke semua benda yang dikenainya. Nantinya, pantulan tersebut akan diteruskan ke mata kita. Mengapa cahaya bisa memantul? Hal itu karena salah satu sifat cahaya adalah bisa dipantulkan. Apakah hanya itu? Tentu tidak, masih banyak sifat-sifat cahaya yang harus kamu tahu. Check this out!
Pengertian Cahaya
Cahaya merupakan salah satu gelombang transversal dan elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang 400 nm – 600 nm.
Cahaya yang dimaksud adalah gelombang elektromagnetik spektrum cahaya tampak, meliputi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu (MeJiKuHiBiNiU).
Sebagai salah satu jenis gelombang, cahaya memiliki sifat-sifat tertentu yang bersifat spesifik. Apa saja itu?
Sifat-Sifat Cahaya
Adapun sifat-sifat cahaya adalah sebagai berikut.
1. Merambat Lurus
Cahaya akan senantiasa merambat lurus dengan kecepatan 3 x 108 m/s. Untuk membuktikannya, cobalah kamu nyalakan senter. Jika kamu perhatikan, berkas cahaya dari senter akan berbentuk garis lurus. Nah, sifat cahaya inilah yang biasanya dimanfaatkan pada sinar laser.
2. Mampu Menembus Benda Bening
Benda bening seperti kaca mampu ditembus oleh cahaya. Cahaya yang masuk melalui benda bening akan diteruskan sepenuhnya. Artinya, tidak ada yang dipantulkan. Ternyata, sifat tersebut dimanfaatkan untuk membuat lampu. Jika kamu perhatikan, bohlam memiliki permukaan bening, sehingga cahaya lampu bisa diteruskan ke ruangan.
3. Mengalami Pemantulan (Refleksi)
Saat melewati suatu penghalang seperti kayu, tembok, atau besi, cahaya tidak akan diteruskan, melainkan dipantulkan. Berdasarkan bentuk pantulannya, pemantulan dibagi menjadi dua, yaitu pemantulan teratur dan baur.
Pemantulan teratur terjadi jika seberkas cahaya melewati benda yang permukaannya rata, misalnya cermin. Sedangkan pemantulan baur akan terjadi jika seberkas cahaya melewati bidang yang tidak rata, misalnya kayu, batu bata, dan sebagainya.
4. Mengalami Pembiasan (Refraksi)
Pernahkah kamu melihat pensil yang seolah-olah patah saat sebagian dicelupkan ke dalam air?
Terlihat kan jika pensil seolah-olah patah? Pada kondisi sebenarnya, pensil tidak patah, lho. Mengapa bisa demikian?
Hal itu karena cahaya melalui dua medium yang berbeda, yaitu dari udara ke air. Seperti kamu ketahui bahwa air dan udara memiliki indeks bias yang berbeda.
Jika seberkas cahaya melalui dua medium yang berbeda indeks biasnya, maka kecepatan cahaya juga akan berbeda. Perbedaan kecepatan cahaya itulah yang membuat seolah-olah pensil terlihat patah. Peristiwa itu disebut sebagai pembiasan cahaya.
5. Mengalami Penguraian (Dispersi)
Siapa sih yang tidak suka melihat pelangi? Fenomena langit yang sangat indah itu tidak setiap waktu bisa kamu lihat. Namun, kamu tak perlu khawatir karena terbentuknya pelangi tidak lepas dari sifat-sifat cahaya yang disebut dispersi. Kamu juga bisa membuat pelangi dengan memanfaatkan sifat tersebut.
Dispersi merupakan peristiwa terurainya cahaya polikromatik (putih) menjadi monokromatik (merah-ungu). Pelangi dihasilkan oleh adanya peristiwa dispersi.
Cahaya matahari yang bersifat polikromatik dibiaskan oleh tetes air hujan yang ada di atmosfer dengan sudut yang berbeda-beda. Akibatnya, warna polikromatik dari cahaya matahari akan terurai menjadi monokromatik.
Nah, warna-warna monokromatik tersebut nantinya akan memantul di belakang tetesan air hujan yang berbentuk speris dan membentuk pelangi. Untuk percobaan sederhananya, kamu bisa menggunakan prisma seperti berikut ini.
Percobaan menggunakan prisma seperti gambar di atas terbilang cukup mudah. Kamu cukup menyediakan prisma bening, lalu tempatkan di bawah cahaya Matahari. Lalu, amati warna-warna yang terbentuk.
6. Mengalami Pelenturan (Difraksi)
Difraksi adalah pembelokan arah rambat cahaya saat dilewatkan pada celah sempit. Cahaya yang terdifraksi akan membentuk daerah gelap dan terang.
7. Memiliki Energi
Saat kamu berjemur di bawah terik Matahari dalam waktu yang cukup lama, apa yang akan kamu rasakan? Tentu kulit terasa panas, kan? Panas atau kalor yang diterima oleh kulit menunjukkan bahwa cahaya memiliki energi berupa energi kalor.
8. Mampu Merambat Tanpa Medium
Biasanya, gelombang bisa merambat jika ada medium. Contohnya gelombang tali yang merambat karena ada udara. Lalu, bagaimana dengan cahaya?
Hal yang cukup spesial bagi cahaya karena mampu merambat di ruang hampa sekalipun. Contohnya, cahaya Matahari yang sampai ke Bumi.
Untuk sampai ke Bumi, cahaya Matahari harus melalui ruang hampa di luar angkasa. Jika cahaya tidak bisa merambat di ruang hampa, Matahari juga tidak akan pernah bisa sampai ke Bumi.
9. Bersifat Dualisme
Cahaya bersifat dualisme. Artinya, bisa disebut sebagai gelombang maupun partikel. Mengapa demikian? Cahaya bisa disebut sebagai gelombang karena memiliki panjang gelombang.
Meski demikian, seorang ilmuwan asal Amerika, Arthur Compton, menemukan bahwa cahaya tersusun atas partikel. Hal itu dibuktikan dengan tumbukan antara partikel penyusun cahaya dengan elektron.
10. Dipancarkan Dalam Bentuk Radiasi
Radiasi merupakan energi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang atau kalor. Tak heran, kamu akan merasa panas saat bersentuhan dengan cahaya, baik cahaya Matahari, lampu, laser berdaya tinggi, dan sebagainya. Adanya radiasi ini seolah membuktikan bahwa cahaya memiliki energi dalam bentuk panas.
Itulah sifat-sifat cahaya yang harus Quipperian pahami. Dengan adanya artikel ini, semoga kamu semakin mengerti tentang keberadaan cahaya yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Tanpa cahaya, kita akan sulit untuk mempelajari bagaimana alam bekerja. Tak heran jika cahaya merupakan salah satu materi yang amat penting dalam kehidupan manusia.
Nah, untuk melihat materi selengkapnya, silakan gabung bersama Quipper Video. Kamu bisa belajar dengan para pengajar profesional melalui video, rangkuman, dan latihan soal. Buruan daftar, ya!
[spoiler title=SUMBER]
Penulis: Eka Viandari