Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
BAB <strong>VII</strong><br />
<strong>GELOMBANG</strong> <strong>DAN</strong> <strong>OPTIKA</strong><br />
STANDAR KOMPETENSI :<br />
6. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dan optika dalam<br />
menyelesaikan masalah.<br />
Kompetensi Dasar :<br />
6.1. Menganalisis sifat-sifat cahaya.<br />
Indikator :<br />
− Menunjukkan percobaan-percobaan yang mendukung atau<br />
melemahkan teori-teori Newton, Huygens dan Maxwell.<br />
− Menggunakan persamaan tentang optika geometrik untuk<br />
menyelesaikan masalah peralatan optik.<br />
6.2. Kompetensi Dasar : Memformulasikan besaran-besaran fisika tentang<br />
gelombang elektromagnetik secara kualitatif.<br />
Indikator :<br />
− Mencari dan menelusuri literatur tentang gelombang<br />
elektromagnetik.<br />
− Mengelompokkan berbagai gelombang elektromagnetik dalam<br />
spektrum.<br />
− Menjelaskan karakteristik khusus masing-masing gelombang<br />
elektromagnetik di dalam spektrum tersebut.<br />
− Menjelaskan contoh dan penerapan masing-masing gelombang<br />
elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.<br />
MATERI :<br />
I. <strong>OPTIKA</strong> GEOMETRI<br />
Optika (Ilmu Cahaya) dibagi atas dua golongan, sebagai berikut :<br />
1. Optika Geometri adalah ilmu cahaya yang mempelajari sifat-sifat<br />
cahaya, misalnya, pemantulan, pembiasan serta prinsip jalannya<br />
sinar-sinar pada alat-alat optika.<br />
2. Optika fisik adalah ilmu cahaya yang mempelajari keadaan fisis<br />
cahaya dan tingkah laku cahaya sebagai gelombang, misalnya<br />
dispersi, difraksi, interferensi cahaya, polarisasi cahaya dan<br />
bermacam-macam gagasan mengenai hakikat cahaya itu sendiri.<br />
68
Pada bagian ini kita akan pelajari sifat-sifat cahaya.<br />
Bila cahaya dijatuhkan pada suatu permukaan, sebagian cahaya<br />
akan dipantulkan. Bila permukaan pemantul itu suatu bidang datar,<br />
banyaknya cahaya yang terpantul pada suatu arah tertentu<br />
cenderung banyak karena cahaya mengikuti Hukum Snellius.<br />
Menurut Hukum Snellius :<br />
a. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang<br />
datar.<br />
b. Sudut datang sama dengan sudut pantul.<br />
Perhatikan gambar :<br />
Keterangan :<br />
AB = sinar datang<br />
BC = sinar patul<br />
N = garis normal<br />
i = sudut datang<br />
r = sudut pantul<br />
A<br />
Benda yang memantulkan hampir seluruh cahaya yang datang disebut<br />
cermin.<br />
Permukaan cermin ada tiga, yaitu : Cermin Datar, Cermin Cekung dan<br />
Cermin Cembung.<br />
A. PEMANTULAN PADA CERMIN DATAR<br />
Pada cermin datar selalu membentuk bayangan yang letaknya simetris<br />
terhadap kedudukan bendanya dari cermin. Dalam hal ini dikenal<br />
dengan benda positif dan negatif, serta bayangan positif dan negatif.<br />
69<br />
N<br />
i r<br />
B<br />
C
− Benda positif, jika merupakan perpotongan sinar-sinar datang.<br />
− Benda negatif, jika merupakan perpanjangan sinar-sinar datang.<br />
− Bayangan positif, jika merupakan perpotongan sinar-sinar pantul.<br />
− Bayangan negatif, jika erupakanperpanjangansinar-sinar pantul.<br />
Terdapat empat sifat bayangan pada cermin datar :<br />
1. maya.<br />
2. sama besar dengan bendanya.<br />
3. sama tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya.<br />
4. jarak benda terhadap cermin sama dengan jarak bayangan<br />
terhadap cermin.<br />
Perhatikan gambar :<br />
Keterangan :<br />
A s 1<br />
s A 1<br />
A = benda nyata (+).<br />
A 1 = bayangan maya (-).<br />
s = jarak benda terhadap cermin (+).<br />
s 1 = jarak bayangan terhadap cermin (-).<br />
Jadi dalam cermin datar, jika bendanya (+), maka bayangannya (-) dan<br />
sebaliknya jika benda (-) bayangannya (+).<br />
Jika dua cermin datar saling dipasang berhadapan sehingga saling<br />
membentuk sudut,jumlah bayangan benda yang diletakkan antara<br />
kedua cermin dirumuskan sebagai berikut :<br />
70
n =( 360 0 /θ ) – 1 coba buktikan dengan sketsa bayangan !<br />
Keterangan :<br />
n = banyaknya bayangan<br />
θ = sudut yang dibentuk kedua cermin<br />
Contoh soal : 1.<br />
Sebuah benda diletakkan di depan dua cermin datar yang membentuk<br />
ο<br />
sudut 60 . Tentukanlah jumlah bayangan yang terbentuk !<br />
Penyelesaian :<br />
n = ( 360 ο /60 ο ) – 1 = 5.<br />
Contoh soal : 2.<br />
Seorang anak berdiri 5 m di depan sebuah cermin datar. Kemudian dia<br />
berjalan 2 m ke arah cermin itu. Berapa jauh anak itu dari<br />
bayangannya ?<br />
cermin<br />
2 m 2 m<br />
5 m 5 m<br />
Jarak benda awal dan bayangan awal adalah 5 + 5 = 10 meter. Benda<br />
bergeser 2 m ke cermin sehingga jarak benda pada kedudukan akhir<br />
adalah 5 m - 2 m = 3 meter.<br />
Jadi jarak benda akhir dan bayangan akhir = 3 + 3 = 6 meter.<br />
71
Dengan beberapa contoh dapat ditarik kesimpulan, bahwa :<br />
1. Jarak benda (s) sama dengan jarak bayangan (s 1 )<br />
s = s 1<br />
2. Panjang benda (h) sama dengan panjang bayangan (h 1 ) atau<br />
h = h 1<br />
3. Jika perbandingan panjang bayangan dengan panjang benda atau<br />
jarak bayangan dengan jarak benda disebut perbesaran M, maka :<br />
M = h 1 / h = 1 atau M = s 1 / s = 1<br />
B. PEMANTULAN PADA CERMIN LENGKUNG<br />
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung. Jika<br />
yang bersifat memantulkan adalah permukaan yang melengkung ke<br />
dalam, cermin itu disebut dengan cermin cekung (concave mirror). Jika<br />
yang bersifat memantulkan adalah permukaan yang melengkung ke<br />
luar, cermin itu disebut cermin cembung (convex mirror).<br />
Cermin sferik (dari bahasa Inggris sphere, yang berarti bola). Tidak<br />
semua cermin melengkung merupakan cermin bola, karena ada yang<br />
permukaannya yang berbentuk parabol, hiperbola dan berbentuk ellips.<br />
a. Sinar-sinar istimewa pada Cermin Cekung<br />
Dikatakan sinar istimewa karena sinar-sinar ini memiliki sifat<br />
pemantulan yang mudah dilukis.<br />
Tiga sinar istimewa pada cermin cekung :<br />
1. Sinar datang sejajar sumbu utama cermin, akan dipantulkan<br />
melalui titik fokus F.<br />
2. Sinar datang melalui titik fokus F, akan dipantulkan sejajar sumbu<br />
utama.<br />
3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali<br />
melalui titik pusat kelengkungan tersebut.<br />
72
Perhatikan gambar 4 :<br />
P F<br />
b. Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cembung<br />
Cermin cembung memiliki tiga sinar istimewa, yaitu sebagai berikut :<br />
1. Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama cermin<br />
dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F).<br />
2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F), dipantulkan sejajar<br />
sumbu utama.<br />
3. Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan cermin (C)<br />
dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan<br />
tersebut.<br />
Perhatikan gambar 5 :<br />
F P<br />
c. Menentukan Letak Bayangan dengan Cara Melukis pada Cermin<br />
Cekung.<br />
73
Letak bayangan dapat ditentukan dengan cara melukis jalannya<br />
sinar-sinar istimewa yang berasal dari satu titik pada benda.<br />
(perhatikan gambar. 6)<br />
Contoh cara menentukan letak bayangan dengan menggunakan 2<br />
sinar istimewa.<br />
P F<br />
d. Menentukan Letak Bayangan dengan Cara Melukis pada Cermin<br />
Cembung.<br />
Dengan menggunakan dua dari tiga sinar istimewa (1 dan 3), dapat<br />
ditentukan letak bayangan yang dibentuk.<br />
Perhatikan gambar 7 :<br />
F P<br />
Benda yang diletakkan di depan sebuah cermin cembung selalu<br />
membentuk bayangan maya, tegak dan diperkecil.<br />
74
Letak dan sifat bayangan pada cermin lengkung dapat pula<br />
ditentukan dengan metode penomoran ruang.<br />
Ruang I, adalah ruang antara pusat optik O (vertek) dan titik fokus<br />
(F)<br />
Ruang II, adalah ruang antara titik fokus (F) dan pusat<br />
kelengkungan (P)<br />
Ruang III, adalah ruang antara pusat kelengkungan (P) sampai ± ∞<br />
Ruang IV, adalah ruang antara pusat optik O (vertek) sampai ± ∞<br />
III II I IV<br />
P F<br />
IV<br />
O<br />
O<br />
I II III<br />
F P<br />
Ketentuan metode penomoran ruang adalah sebagai berikut :<br />
1. Jumlah nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan selalu<br />
sama dengan 5.<br />
2. Benda yang terletak di ruang II atau ruang III selalu menghasilkan<br />
bayangan nyata dan terbalik terhadap bendanya.<br />
3. Benda yang terletak di ruang I atau ruang IV selalu menghasilkan<br />
bayangan maya dan tegak terhadap bendanya.<br />
75
4. Jika nomor ruang bayangan lebih besar daripada nomor ruang<br />
benda maka bayangan diperbesar.<br />
5. Jika nomor ruang bayangan lebih kecil daripada nomor ruang<br />
benda maka bayangan diperkecil.<br />
Rumus umum Cermin Lengkung :<br />
Keterangan :<br />
1/s + 1/s 1 = 1/f =2/r<br />
f = jarak fokus (cm)<br />
s = jarak benda (cm)<br />
s 1 = jarak bayangan (cm)<br />
r = 2f = jari-jari kelengkungan cermin<br />
Rumus ini berlaku untuk cermin cekung dan cermin cembung,<br />
dengan ketentuan sebagai berikut :<br />
s bertanda + jika benda nyata (di depan cermin)<br />
s bertanda – jika benda maya (di belakang cermin)<br />
s 1 bertanda + jika benda nyata (di depan cermin)<br />
s 1 bertanda – jika benda maya (di belakang cermin)<br />
f dan r bertanda positif (+) untuk cermin cekung (konvergen)<br />
f dan r bertanda negatif (-) untuk cermin cembung (divergen)<br />
e. Perbesaran Bayangan<br />
Untuk menyatakan kemampuan suatu alat optik dalam memperjelas<br />
penglihatan, digunakan konsep perbesaran. Ada dua jenis konsep<br />
perbesaran, yaitu perbesaran linier dan perbesaran anguler<br />
(perbesaran sudut)<br />
Perbesaran linier (M = magnification) didefinisikan sebagai<br />
perbandingan antara tinggi bayangan dan tinggi benda. Perbesaran<br />
76
linier tidak memiliki satuan karena diperoleh dari perbandingan dua<br />
besaran yang sama.<br />
Keterangan :<br />
M = s 1 /s = 1 /h<br />
M = Magnification = perbesaran linier.<br />
h 1<br />
= tinggi bayangan (cm)<br />
h = tinggi benda (cm)<br />
s 1<br />
Contoh : 1.<br />
= jarak bayangan (cm)<br />
s = jarak benda (cm)<br />
Jika perbesaran M bertanda positif (+) maka bayangannya maya<br />
dan tegak terhadap bendanya.<br />
Jika perbesaran M bertanda negatif (-) maka bayangannya nyata<br />
dan terbalik terhadap bendanya.<br />
Sebuah benda diletakkan di depan cermin cekung sejauh 10 cm, jarak<br />
fokusnya 7 cm. Hitunglah :<br />
a. letak bayangan.<br />
b. perbesaran linier.<br />
c. sifat-sifat bayangan yang dihasilkan.<br />
Penyelesaian :<br />
a. Cermin cekung maka f = +7 cm.<br />
1/s 1 + 1/s = 1/f<br />
1/s 1 + 1/10 cm = 1/7 cm.<br />
1/s 1 = 1/7 cm –1/10 cm = (10 –7) / 70 cm.<br />
1/s 1 = 3/70 cm.<br />
s 1 = 70 / 3 cm = 23,3 cm.<br />
Jadi letak bayangannya 23,3 cm di depan cermin cekung.<br />
77
. M = - s 1 /s = 23,3 / 10 cm = - 2,33<br />
Jadi perbesaran liniernya adalah 2,33<br />
c. Sifat-sifat bayangan yang dihasilkan :<br />
1. terletak di depan cermin.<br />
2. nyata karena s 1 positif.<br />
3. terbalik karena M negatif.<br />
4. diperbesar karena M lebih besar daripada 1.<br />
Contoh 2.<br />
Sebuah benda setinggi 4 cm diletakkan 16 cm di depan cermin<br />
cembung. Jika jarak fokusnya 12 cm, tentukanlah :<br />
a. letak bayangan.<br />
b. perbesaran bayangan.<br />
c. tinggi bayangan.<br />
Penyelesaian :<br />
a. Karena cermin cembung maka f = - 12 cm, h = 4 cm, s = 16 cm.<br />
1/s 1 + 1/s = 1/f<br />
1/s 1 + 1/ 16 cm = 1/ -12 cm<br />
1/s 1 = (-1/12 cm) – (1/16 cm) = (- 28 / 192 cm)<br />
s 1 = (- 192 cm / 28) = - 6,86 cm. bayangan terletak di belakang cermin<br />
cembung.<br />
b. M = - s 1 / s = (- 6,86) / 16 = 0,43 kali, karena M lebih kecil daripada 1,<br />
maka bayangan diperkecil.<br />
Karena M positif maka bayangan adalah tegak dan maya.<br />
c. M = h 1 / h, 0,43 = h 1 /h<br />
h 1 = 0,43 x 4 cm = 1,72 cm.<br />
h 1 positif berarti bayangan tegak.<br />
78
C. PEMBIASAN CAHAYA<br />
Hukum pembiasan disebut juga hukum snellius. Ada dua hukum<br />
utama pembiasan, yaitu hukum I pembiasan dan hukum II pembiasan.<br />
Hukum I Pembiasan menyatakan : “Sinar datang, sinar bias dan<br />
Perhatikan gambar 9 :<br />
sinar datang<br />
garis normal terletak pada satu<br />
bidang datar.”<br />
i<br />
Garis normal<br />
r sinar bias<br />
Sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal disebut<br />
sudut datang (I). Sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis<br />
normal disebut sudut bias r. Adapun perbandingan sinus sudut datang<br />
dan sinus sudut bias menghasilkan nilai yang konstan, yaitu :<br />
sin i / sin r = C<br />
Hukum II Pembiasan, menyatakan : “Jika sinar datang dari medium<br />
79<br />
kurang rapat menuju medium<br />
lebih rapat maka akan<br />
dibiaskan mendekati garis<br />
normal. Sebaliknya, jika sinar
Indeks Bias<br />
datang dari medium lebih rapat<br />
menuju ke medium kurang<br />
rapat dibiaskan menjauhi garis<br />
normal” .<br />
Indeks bias adalah perbandingan antara cepat rambat cahaya dalam<br />
medium yang satu dengan medium yang lain.<br />
a. Indeks Bias Mutlak<br />
Indeks bias mutlak (absolute refractive index) suatu medium<br />
adalah perbandingan cepat rambat cahaya dalam ruang hampa<br />
(c) terhadap cepat rambat cahaya di dalam medium tersebut (v).<br />
Secara matematis ditulis :<br />
Keterangan :<br />
n = c / v<br />
n = indeks bias mutlak medium .<br />
c = kecepatan cahaya = 3 x 10 8 m s<br />
v = cepat rambat cahaya di suatu medium ( m s −1<br />
)<br />
Cepat rambat cahaya di udara (v) seringkali dianggap sama<br />
dengan cepat rambat cahaya di ruang hampa, sehingga indeks<br />
bias udara (nudara) = 1. Jika cahaya bergerak dari vakum/udara<br />
menuju ke medium tertentu maka nilai konstanta pada persamaan<br />
di atas merupakan indeks bias mutlak medium tersebut, sehingga:<br />
n = sin i / sin r<br />
Medium yang memiliki indeks bias lebih besar adalah medium<br />
yang lebih kuat dalam membelokkan cahaya. Indeks bias mutlak<br />
beberapa medium adalah sebagai berikut :<br />
80<br />
−1
1. Medium Vakum (hampa) indeks biasnya 1,0000.<br />
2. Medium Udara (1 atm 20 0 C) indeks biasnya 1,0003.<br />
3. Medium Air indeks biasnya 1,33.<br />
4. Medium Etil alkohol indeks biasnya 1,36.<br />
5. Medium Leburan kuarsa, indeks biasnya 1,46.<br />
6. Medium Gelas, kaca kerona (crown), indeks biasnya 1,52.<br />
7. Medium Garam dapur (Na Cl), indeks biasnya 1,53.<br />
8. Medium Karbon bisulfida, indeks biasnya 1,63.<br />
9. Medium Intan, indeks biasnya 2,42.<br />
b. Indeks Bias Relatif<br />
Indeks bias relatif medium merupakan perbandingan dari indeks<br />
bias medium tersebut terhadap medium lainnya.<br />
Perhatikan gambar : 10<br />
i<br />
r<br />
Gelas<br />
Udara<br />
Sinar datang dari gelas dengan sudut datang 01 menuju udara.<br />
Selanjutnya, cahaya dari udara dengan sudut datang 0u masuk ke<br />
air. Oleh air, sinar yang berasal dari udara dibelokkan dengan<br />
sudut bias 02.<br />
Secara umum persamaan Snellius untuk dua medium adalah :<br />
Keterangan :<br />
n1 sin θ1 = n2 sin θ2<br />
sin θ1 / sin θ2 = n2 / n1 = n2.1<br />
θ1 = sudut datang dalam medium 1<br />
θ2 = sudut bias dalam medium 2<br />
81<br />
Air
n1 = indeks bias mutlak medium 1<br />
n2 = indeks bias mutlak medium 2.<br />
n2.1 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1.<br />
D. PEMBIASAN CAHAYA PADA LENSA<br />
Lensa adalah benda yang terbuat dari bahan optik tembus cahaya<br />
(transparan) yang dibatasi oleh dua permukaan bidang lengkung atau<br />
satu bidang datar dan satu bidang lengkung.<br />
Jenis-jenis lensa<br />
Berdasarkan ketebalan bagian tengah lensa terhadap bagian tepinya,<br />
lensa dibedakan menjadi dua, yaitu lensa cembung dan lensa cekung.<br />
1. Lensa Cekung (Konkaf)<br />
Disebut juga lensa divergen atau lensa negatif, yaitu lensa yang<br />
memiliki bagian tengah yang lebih tipis daripada bagian ujungnya.<br />
Perhatikan gambar : 11<br />
bi – konkaf plankonkaf konkaf-konveks<br />
Menunjukkan tiga bentuk lensa cembung, yaitu bi-konkaf,<br />
plankonkaf dan konkaf-konveks.<br />
2. Lensa Cembung (Konveks)<br />
Lensa cembung disebut juga lensa konvergen atau lensa positif,<br />
yaitu lensa yang memiliki bagian tengah lebih tebal daripada<br />
bagian ujungnya.<br />
82
Perhatikan gambar : 12<br />
Bi-konveks plankonveks konveks-konkaf.<br />
Menunjukkan tiga bentuk lensa cembung , yaitu bi-konveks,<br />
plankonveks , dan konveks-konkaf.<br />
a. Pembiasan pada Lensa Cembung<br />
Pada lensa, sinar datang bisa berasal dari arah kiri atau dari arah<br />
kanan. Arah datangnya sinar menentukan bagian mana yang disebut<br />
bagian depan lensa dan bagian mana yang disebut bagian belakang<br />
lensa. Lensa memiliki dua titk fokus, yaitu F1 dan F2. Titik fokus F1 di<br />
mana sinar-sinar sejajar dibiaskan disebut fokus aktif, sedangkan titik<br />
fokus F2 disebut fokus pasif.<br />
Perhatikan gambar : 13<br />
F2 F1<br />
Fokus aktif F1, pada lensa cembung diperoleh dari perpotongan<br />
langsung sinar-sinar bias, sehingga fokus aktif F1 disebut juga fokus<br />
nyata. Jarak fokus lensa cembung (f) bertanda positif sehingga lensa<br />
cembung disebut juga lensa positif.<br />
Terdapat tiga sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu :<br />
1. Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik fokus<br />
aktif F1.<br />
2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu<br />
utama.<br />
83
3. Sinar datang melalui titik pusat optik O tidak dibiaskan melainkan<br />
diteruskan.<br />
b. Pembiasan pada Lensa Cekung<br />
Fokus aktif F1 untuk lensa cekung diperoleh dari perpotongan<br />
perpanjangan sinar bias sehingga disebut juga fokus maya. Jarak fokus<br />
lensa cekung bertanda negatif sehingga lensa cekung disebut juga<br />
lensa negatif.<br />
Terdapat tiga sinar istimewa pada lensa cekung, yaitu :<br />
1. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari<br />
titik fokus aktif F1.<br />
2. Sinar datang seolah-olah menuju ke titik fokus pasif F2 dibiaskan<br />
sejajar sumbu utama.<br />
3. Sinar datang melalui pusat optik O diteruskan tanpa dibiaskan.<br />
Perhatikan gambar : 14<br />
c. Penomoran Ruang pada Lensa Lengkung<br />
Penomoran ruang pada lensa memiliki fungsi untuk memudahkan<br />
penentuan letak dan sifat-sifat bayangan pada lensa.<br />
Perhatikan gambar : 15<br />
Penomoran ruang pada lensa cembung<br />
84
III<br />
IV 1<br />
2F2<br />
Perhatikan gambar : 16<br />
II<br />
+<br />
I IV<br />
I 1<br />
Ruang Benda<br />
F2 F1 2F1<br />
Penomoran ruang pada lensa cekung<br />
Ruang Benda<br />
Ruang Bayangan<br />
Keterangan :<br />
-<br />
II 1<br />
Ruang Bayangan<br />
IV I II III<br />
III 1<br />
II 1<br />
I 1 IV 1<br />
2F1 F1 F2 2F2<br />
I, II, III dan IV = nomor ruang benda<br />
I1, II1, III1 dan IV1<br />
= nomor ruang bayangan<br />
Untuk menentukan letak dan sifat bayangan pada lensa cembung dan<br />
lensa cekung dapat digunakan “dalil Esbach”, yaitu sebagai berikut :<br />
1. Jumlah nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan selalu<br />
sama dengan 5.<br />
2. Benda yang terletak di ruang II, atau ruang III selalu menghasilkan<br />
bayangan yang terbalik terhadap bendanya. Benda yang terletak di<br />
ruang I dan ruang IV selalu menghasilkan bayangan yang tegak<br />
terhadap bendanya.<br />
85<br />
III 1
3. Apabila nomor ruang bayangan lebih besar dari nomor ruang benda<br />
maka bayangan selalu lebih besar daripada benda. Apabila nomor<br />
ruang bayangan lebih kecil dari nomor ruang benda maka bayangan<br />
selalu lebih kecil daripada bendanya.<br />
d. Persamaan-persamaan Pembiasan<br />
Frekuensi cahaya di berbagai medium adalah tetap, tetapi tidak<br />
demikian dengan kecepatannya. Artinya, ketika cahaya merambat dari<br />
medium 1 ke medium 2 maka frekuensi cahaya di medium 1 dan<br />
medium 2 adalah sama, yaitu f1 = f2 = f, tetapi kecepatannya berubah,<br />
yaitu :<br />
v1 = f.λ 1 dan v2 = f. λ2<br />
Hubungan antara sudut datang dan sudut bias adalah :<br />
sin i /sin r = n2 / n1<br />
Jika n = c /v maka sin i / sin r = v1 / v2, karena v1 = f. λ1 dan v2 = f. λ2<br />
maka didapatkan :<br />
sin i / sin r = n2 / n1 = v1 / v2 = λ1 / v2<br />
e. Pembiasan pada Kaca Planparalel<br />
Kaca planparalel adalah kaca tebal yang memiliki sisi-sisi yang<br />
berhadapan saling sejajar. Pembiasan pada kaca planparalel<br />
mengakibatkan sinar masuk dan sinar keluar dari kaca mengalami<br />
pergeseran. Adapun besarnya pergeseran sinar tersebut dapat<br />
ditentukan dengan menggunakan persamaan :<br />
t = d sin (i1 – r1) / cos r1<br />
Keterangan :<br />
d = tebal kaca plan paralel<br />
t = besar pergeseran sinar<br />
i1 = sudut datang<br />
86
1 = sudut bias<br />
Perhatikan gambar : 17<br />
f. Rumus Lensa Tipis dan Perbesaran Linier.<br />
Lensa tipis ialah lensa yang tebalnya dapat diabaikan terhadap<br />
diameternya.<br />
t<br />
Persamaan umum cermin lengkung juga berlaku pada lensa tipis :<br />
1 /s + 1 / s’ = 1 / f<br />
Keterangan :<br />
s = jarak benda (cm)<br />
s’ = jarak bayangan (cm)<br />
f = jarak fokus (cm).<br />
i1<br />
Penggunaan persamaan ini harus memperhatikan perjanjian tanda,<br />
yaitu sebagai berikut :<br />
• s bertanda positif (+) jika benda terletak di depan lensa (benda<br />
nyata)<br />
• s bertanda negatif (-) jika benda terletak di belakang lensa (benda<br />
maya)<br />
• s’ bertanda positif (+) jika bayangan terletak di belakang lensa<br />
(bayangan nyata)<br />
• s’ bertanda negatif (-) jika bayangan terletak di depan lensa<br />
( bayangan maya)<br />
• f bertanda positif (+) untuk lensa cembung (konveks atau konvergen)<br />
• f bertanda negatif (-) untuk lensa cekung (konkaf atau divergen)<br />
g. Rumus Perbesaran Linier Lensa Lengkung.<br />
87<br />
r1<br />
d
Perbesaran linier didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi<br />
bayangan dengan tinggi benda atau jarak bayangan dengan jarak<br />
benda itu.<br />
M = h’ / h = - s’ / s<br />
Keterangan :<br />
M = perbesaran bayangan<br />
h’ = tinggi bayangan (cm)<br />
h = tinggi benda (cm)<br />
s’ = jarak bayangan (cm)<br />
s = jarak benda (cm)<br />
Perbesaran linier M bertanda positif (+) mengindikasikan bahwa<br />
bayangannya maya dan tegak.<br />
Perbesaran linier M bertanda negatif (-) mengindikasikan bahwa<br />
bayangan adalah nyata dan terbalik.<br />
Contoh soal 1.<br />
Benda diletakkan di depan lensa cembung yang jarak fokusnya 15 cm.<br />
Tentukanlah :<br />
a. perbesaran bayangan jika benda diletakkan pada jarak 20 cm.<br />
b. sifat bayangan pada jarak tersebut.<br />
Penyelesaian :<br />
a. Letak bayangan (s’) dicari terlebih dahulu<br />
1 / s + 1 / s’ = 1 / f<br />
1 / s’ = 1 / f – 1 / s<br />
1 / s’ = (1 / 60 cm) – ( 1 / 20 cm)<br />
1 / s’ = (4 / 60 cm) – (3 / 60 cm)<br />
1 / s’ = 1 / 60 cm<br />
s’ = 60 cm.<br />
88
Sehingga harga perbesarannya adalah M = - (60 cm / 20 cm) = -3<br />
(tanda negatif menunjukkan bahwa bayangannya adalah nyata dan<br />
terbalik).<br />
b. Sifat bayangannya adalah nyata, terbalik terletak 60 cm di belakang<br />
lensa dan diperbesar.<br />
Contoh soal 2.<br />
Sebuah benda diletakkan di depan lensa cekung yang jarak fokusnya 15<br />
cm. Tentukan :<br />
a. perbesaran bayangan jika benda diletakkan pada jarak 20 cm.<br />
b. sifat bayangan pada jarak teresebut.<br />
Penyelesaian :<br />
Rumus yang dipakai adalah sama dengan rumus lensa cembung.<br />
Pada lensa cekung f bertanda negatif, f = -15 cm.<br />
a. 1 / s’ = 1 / f – 1 /s<br />
1 / s’ = (1 / -15) – (1 / 20)<br />
1 / s’ = (-4 / 60) – (3 / 60)<br />
1 / s’ = -7 / 60<br />
s’ = -60 / 7 = - 8,6 cm.<br />
M = (-s’ / s)<br />
M = - (- 8,6 cm / 20)<br />
M = +6 / 14 = +0,43<br />
Tanda positif menunjukkan bahwa bayangan adalah maya dan tegak.<br />
b. Sifat-sifat bayangannya adalah maya, tegak dan 8,6 cm di depan lensa<br />
dan diperkecil.<br />
h. Kekuatan Lensa.<br />
Dioptri adalah satuan yang menyatakan bahwa kekuatan (daya) suatu<br />
lensa atau cermin sama dengan kebalikan panjang titik apinya (fokus)<br />
89
dalam meter. Kekuatan lensa P menyatakan kemampuan suatu lensa<br />
dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar. Kekuatan lensa<br />
berbanding terbalik dengan jarak fokus f, dan secara matematis<br />
dinyatakan sebagai berikut :<br />
Keterangan :<br />
P = 1 / f<br />
P = kekuatan lensa (dioptri)<br />
f = fokus lensa (meter)<br />
Kekuatan lensa cembung berharga positif dan lensa cekung negatif.<br />
Contoh soal :<br />
Sebuah lensa dibatasi oleh permukaan cembung berjari-jari 10 cm dan<br />
permukaan cekung berjari-jari 20 cm, Tentukan :<br />
a. jarak fokus lensa, jika indeks biasnya 1,50.<br />
b. apa jenis lensa itu.<br />
c. kekuatan lensa tersebut.<br />
Penyelesaian :<br />
R1 = + 10 cm ( permukaan cembung)<br />
R2 = - 20 cm (permukaan cekung)<br />
a. 1 / f = (n2 / n1 – 1)(1 / R1 + 1 / R2)<br />
1 / f = (1,50 /1 – 1)(1 / 10 cm + 1 / ( - 20 cm)<br />
1 / f = (0,5)(2 / 20 cm – 1 / 20 cm)<br />
1 / f = (0,5)(1 / 20 cm)<br />
f = 40 cm.<br />
Jadi fokus lensa tersebut adalah 40 cm.<br />
90
. Jarak fokus lensanya adalah bertanda positif, maka jenis lensanya<br />
adalah konvergen.<br />
c. P = 1 / f (m) = 1 / 0,4 m = 2,5 dioptri.<br />
Jadi kekuatan lensanya adalah 2,5 dioptri.<br />
Soal-soal latihan :<br />
1. Seorang siswa ingin melihat seluruh bayangannya pada sebuah<br />
cermin datar. Jarak antara mata sampai ujung kakinya adalah 160 cm.<br />
Berapakah paling sedikit ukuran tinggi cermin itu ?<br />
2. Dua buah cermin datar dipasang saling membentuk sudut 45 o , sebuah<br />
lilin diletakkan diantara kedua cermin itu.<br />
a. Tentukan jumlah bayangan yang nampak dikedua cermin !<br />
b. Gambarlah jalannya sinar yang terjadi !<br />
3. Sebuah benda terletak di depan cermin cekung yang mempunyai jari-<br />
jari kelengkungan 24 cm. Jika perbesaran bayangan yang terjadi 4 kali<br />
semula, tentukan :<br />
a. Jarak benda ?<br />
b. Jarak bayangan ?<br />
4. Sebuah benda diletakkan pada jarak 24 cm di depan cermin cembung<br />
yang berjari-jari 24 cm. Dimana letak bayangannya dan lukiskan<br />
berkas sinarnya !<br />
5. Sebuah benda yang tingginya 2 cm terletak pada jarak 20 cm di depan<br />
lensa positif. Jika kekuatan lensa 2,5 dioptri, tentukan :<br />
91
a. jarak bayangan !<br />
b. tinggi bayangan !<br />
92
II. ALAT -ALAT OPTIK<br />
A. Mata dan Kaca Mata<br />
Bagian-bagian mata: kornea (zat bening), cairan aquaeoushumor, iris<br />
(berfungsi mengatur banyaknya sinar yang masuk), lensa mata, otot<br />
akomodasi (yang mengubah tebalnya lensa agar bayangan tepat di<br />
retina), cairan vitreous humor, retina dan syaraf mata. Lensa mata<br />
membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil.<br />
otot siliar<br />
iris<br />
pupil<br />
lensa<br />
kornea<br />
mata manusia<br />
retina<br />
saraf optik<br />
Titik jauh (punctum remotum) adalah titik tempat benda paling jauh<br />
yang dapat dilihat dengan jelas. Titik dekat (punctum proksimum)<br />
adalah titik tempat benda paling dekat yang masih dapat dilihat.<br />
1. Mata Normal (Emetropi) : memiliki titik dekat 25 cm, dan titik jauh<br />
tak terhingga.<br />
2. Cacat mata. Jika titik dekat dan titik jauh mata bergeser karena<br />
kurangnya daya akomodasi maka mata dikatakan cacat, misalkan:<br />
a. Rabun dekat (hypermetropi) : titik dekat lebih dari 25 cm, dan<br />
titik jauh lebih dari tak terhingga. Mata rabun dekat tidak dapat<br />
melihat dekat, dapat dibantu dengan lensa positif(lensa<br />
cembung). Besarnya kekuatan lensa :<br />
p = -100 / pr<br />
dimana : p = kekuatan lensa (dioptri)<br />
pr = titik jauh (m)<br />
b. Rabun jauh (myopi) : titik dekat kurang dari 25 cm, dan titik<br />
jauhnya kurang dari tak terhingga. Mata rabun jauh tidak dapat<br />
93
B. Lup<br />
melihat jauh, dapat dibantu dengan lensa negatif (lensa<br />
cekung). Besarnya kekuatan lensa:<br />
P = 4 – 100/pp<br />
dimana : p = kekuatan lensa (dioptri)<br />
pp = titik dekat (m)<br />
c. Mata tua (presbiopi) : titik dekat lebih dari 25 cm, dan titik jauh<br />
kurang dari tak terhingga. Umumnya dialami oleh orang tua,<br />
dapat dibantu dengan kaca mata berlensa rangkap (bifokal)<br />
yaitu bagian atas lensa negatuf dan bagian bawah lensa positif.<br />
d. Astigmatista (silindris) : tidak mampu melihat garis-garis<br />
horisontal dan vertikal secara bersama-sama, terjadi karena<br />
kornea mata tidak berbentuk bola tetapi lebih melengkung pada<br />
salah satu bidang. Perlu menggunakan kacamata silindris.<br />
Lup adalah alat optik untuk mengamati benda-benda kecil sehingga<br />
kelihatan lebih besar. Biasanya digunakan oleh tukang arloji dan ahli<br />
tekstil. Benda diletakkam di ruang I yaitu antara lup dan fokus. Sifat<br />
bayangan yang dihasilkan: diperbesar, maya, dan tegak. Pembesaran<br />
lup yaitu pembesaran linier (m) dan pembesaran sudut (λ).<br />
Pembesaran sudut adalah perbandingan antara sudut lihat dengan alat<br />
(β) dan sudut lihat tanpa alat (α).<br />
a. Pengamatan mata tak berakomodasi: benda diletakkan di titik fokus<br />
lensa . Besarnya pembesaran sudut: M = pp/f , untuk mata normal<br />
pp = 25 cm.<br />
F<br />
β<br />
94<br />
F
. Pengamatan mata berakomodasi pada jarak tertentu (x).<br />
Pembesaran sudutnya : M= pp/f + pp/x<br />
c. Pengamatan mata berakomodasi maksimum: benda diletakkan di<br />
ruang I yaitu antara lensa dan fokus. Pembesaran sudutnya :<br />
M = pp/f + 1<br />
C. Mikroskop<br />
!F<br />
h β<br />
Mikroskop adalah alat untuk mengamati benda-benda renik/ sangat<br />
kecil misalkan bakteri. Mikroskop menggunakan dua lensa positif yaitu<br />
lensa obyektif (ob) dan lensa okuler (ok). Lensa ob terletak di depan<br />
benda dan lensa ok terletak di dekat mata. Besarnya fokus ob lebih<br />
kecil dari fokus ok. Bayangan yang dibentuk mikroskop bersifat<br />
diperbesar, maya, dan terbalik.<br />
a. Pengamatan mata tak berakomodasi. Bayangan dari lensa ob harus<br />
jatuh di fokus ok sehinggga bayangan yang dibentuk oleh lensa ok<br />
berada di jauh tak terhingga. Pembesaran mikroskop untuk mata tak<br />
berakomodasi : M = S'ob / Sob x pp/fok<br />
Jarak antara lensa ob dan lensa ok adalah d = S'ob + fok<br />
Sob<br />
! Fob !<br />
Fob<br />
objektif S”ob<br />
95<br />
L<br />
!F<br />
Sok<br />
!<br />
Fok<br />
okuler<br />
!<br />
Fob
. Pengamatan mata berakomodasi maksimum. Bayangan yang<br />
dibentuk oleh lensa ok harus berada di titik dekat mata (S'ok = - pp =<br />
- 25 cm ). Pembesaran untuk mata berakomodasi : M = S'ob/ Sob x<br />
( pp/fok + 1 ), Jarak antara lensa ob dan lensa ok adalah d = S'ob +<br />
Sok<br />
! Fob<br />
Sob<br />
D. Teropong<br />
objektif<br />
!<br />
Fob<br />
S”ob<br />
L<br />
!<br />
Fok<br />
S’ok<br />
Sok<br />
okuler<br />
Teropong digunakan untuk melihat benda-benda yang jauh seperti<br />
gunung, bintang dan lain-lain agar tampak lebih dekat dan jelas.<br />
Teropong dikelompokkan menjadi : teropong bias (lensa) dan teropong<br />
pantul (cermin)<br />
1. Teropong Bias, meliputi teropong bintang, teropong bumi, teropong<br />
prisma dan teropong pangggung.<br />
a. Teropong bintang, menggunakan dua lensa positif dimana fob<br />
lebih besar dari fok, ditemukan oleh Galileo-Galilei. Bayangan<br />
yang dihasilkan bersifat: diperbesar, maya, dan terbalik.<br />
Biasanya pengamatan dilakukan dengan mata tak<br />
berakomodasi, sehingga bayangan dari lensa ob jatuh di fokus<br />
lensa ok yang berimpit dengan fokus lensa ob. Panjang teropong<br />
(d) = fob + fok<br />
b. Teropong bumi, sering disebut teropong medan atau teropong<br />
Yojana, menggunakan tiga lensa positif yaitu lensa obyektif (ob),<br />
96<br />
!<br />
Fob
lensa okuler (ok), dan lensa pembalik (p). Fokus ob lebih bsar<br />
dari fokus ok. Bayangan yang dibentuk bersifat : diperbesar,<br />
maya, dan tegak. Jika pengamatan tak berakomodasi, benda<br />
terletak di jauh tak terhingga ( Sob = ∞ ). Pembesaran benda<br />
(M)= fob/fok. Dan panjang teropong (d) = fob + 4 fp + fok<br />
c. Teropong Prisma, menggunakan dua buah prisma siku-siku<br />
sama kaki yang disisipkan di antara lensa obyektif dan lensa<br />
okuler.<br />
d. Teropong Panggung, sering disebut teropong sandiwara atau<br />
teropong belanda atau teropong Galilei. Menggunakan dua lensa<br />
yaitu lensa positif sebagai lensa obyektif dan lensa obyektif<br />
sebagai lensa okuler, dimana fokus ob lebih besar dari fokus ok.<br />
Bayangan yang dibentuk bersifat diperbesar, tegak, dan maya.<br />
Biasanya pengamatan tak berakomodasi. Besarnya pembesaran<br />
(M)=fob/-fok<br />
Dan panjang teropong (d) = fob + fok<br />
2. Teropong Pantul (teropong pantul astronomi), terdiri dari sebuah<br />
cermin cekung yang besar, sebuah cermin datar kecil, dan sebuah<br />
lensa cembung sebagai okuler. Teropong astronomi terbesar adalah<br />
teropong pantul, diantaranya adalah Mount Palomar yang<br />
berdiameter 5 m berada di Amerika Serikat.<br />
Soal-soal latihan :<br />
1. Seorang miopi mempunyai titik jauh pada jarak 4 m. Untuk dapat<br />
melihat pesawat di angkasa, orang itu harus memakai kacamata yang<br />
sesuai, yaitu yang jarak fokusnya….<br />
a. – 4 m<br />
b. +4 m<br />
c. –0,25 m<br />
d. +0,25 m<br />
e. –2,5 m<br />
97
2. Seorang nenek memakai kacamata baca yang berukuran 2,5 dioptri,<br />
berarti titik dekat mata nenek berada pada jarak…..<br />
a. 67 cm<br />
b. 40 cm<br />
c. 25 cm<br />
d. 1,5 m<br />
e. 2,5 m<br />
3. Sebuah alat lup mempunyai ukuran 10 dioptri digunakan oleh seorang<br />
dengan mata berakomodasi maksimum dan menghasilkan perbesaran<br />
anguler 5 kali. Titik dekat mata pengamat itu berada pada jarak…..<br />
a. 20 cm<br />
b. 25 cm<br />
c. 40 cm<br />
d. 50 cm<br />
e. 60 cm<br />
4. Pengamat bermata normal bekerja dengan memakai mikroskop. Jarak<br />
fokus okulernya 5 cm. Pada saat mata tak berakomodasi diperoleh<br />
perbesaran sudut 50 kali. Pada saat pengamatnya berakomodasi<br />
maksimum akan diperoleh perbesaran sudut….<br />
a. 49 kali<br />
b. 50 kali<br />
c. 51 kali<br />
d. 55 kali<br />
e. 60 kali<br />
5. Teropong bumi dengan jarak fokus lensa obyektifnya 40 cm, jarak<br />
fokus lensa pembaliknya 5 cm dan jarak fokus okulernya 10 cm.<br />
Supaya mata tidak berakomodasi maka harus dibuat jarak lensa<br />
obyektif ke lensa okulernya….<br />
a. 45 cm d. 70 cm<br />
b. 50 cm e. 75 cm<br />
c. 55 cm<br />
98
Soal essay :<br />
1. Seseorang miopi mempunyai titik jauh 2 m. Dengan kacamata ia ingin<br />
membaca tulisan pada jarak baca normal. Tentukan :<br />
a. Ukuran kacamatanya<br />
b. jarak akomodasinya supaya tulisan terbaca dengan baik<br />
2. Sebuah lup dengan jarak jarak focus 5 cm digunakan oleh seseorang<br />
bermata normal untuk mengamati komponen arloji dengan mata<br />
berakomodasi maksimum, Tentukan :<br />
a. Jarak objek terhadap lup !<br />
b. Perbesaran angulernya !<br />
3. Sebuah mikroskop mempunyai jarak fokus lensa objektif 9 mm dan<br />
jarak fokus lensa okulernya 5 cm. Sebuah benda ditempatkan pada<br />
jarak 10 mm didepan objektifnya dan jarak antara lensa objektif ke<br />
lensa okulernya 12 cm. Tentukanlah :<br />
a. Perbesaran yang dihasilkan !<br />
b. Supaya mata tak berakomodasi berapa jauh lensa objektifnya<br />
harus digeser dan kearah mana !<br />
99
III. <strong>GELOMBANG</strong> ELEKTROMAGNETIK<br />
Teori/Hipotesa Maxwell (1864) tentang gelombang elektromagnetik :<br />
Perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet. Jalan<br />
pikiran Maxwell dapat dijelaskan dengan menggunakan dua bola<br />
isolator bermuatan digetarkan pada pegas untuk menimbulkan<br />
perubahan medan magnet dan medan listrik sehingga dipancarkan<br />
gelombang elektromagnetik. Perambatan medan listrik dan medan<br />
magnetik pada satu arah tertentu selalu saling tegak lurus, dan<br />
keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang. Jadi<br />
setiap muatan listrik yang bergetar akan memancarkan gelombang<br />
elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang<br />
tranversal yang cepat rambatnya ditentukan oleh permeabilitas vakum<br />
dan permitivitas vakum dan besarnya sama dengan cepat rambat<br />
cahaya dalam vakum, maka cahaya merupakan gelombang<br />
elektromagnetik.<br />
Percobaan Hertz tentang gelombang elektromagnetik<br />
Teori Maxwell diuji oleh Heinrich Hertz (1887) dengan peralatan<br />
seperti gambar :<br />
s<br />
A<br />
Dengan menggetarkan sakelar S, kumparan Ruhmkorf akan<br />
menginduksikan pulsa tegangan pada kedua elektroda bola di sisi A<br />
sehinggga terjadi percikan bunga api karena adanya pelepasan<br />
muatan. Ternyata kedua elektroda pada loop kawat kedua di sisi B<br />
100<br />
B
juga menampakkan percikan bunga api yang berarti terjadi<br />
pemindahan energi gelombang elektromagnetik dari sisi A ke sisi B.<br />
Hasil percobaan Hertz :<br />
a. Membuktikan kebenaran teori maxwell.<br />
b. Dapat mengukur radiasi gelombang elektromagnetik frekuensi radio<br />
yaitu 100 MHz,<br />
c. Dapat menunjukkan sifat-sifat gelombang cahaya yaitu pemantulan,<br />
pembiasan, interferensi, difraksi dan polarisasi<br />
Dari uraian di atas dapat disimpulkan beberapa sifat gelombang<br />
elektromagnetik yaitu :<br />
a. Dapat merambat dalam ruang hampa.<br />
b. Merupakan gelombang transversal.<br />
c. Dapat mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi), pembiasan<br />
(refraksi), interferensi, lenturan atau hamburan (difraksi)<br />
d. Merambat dalam arah lurus, tidak dibelokkan oleh medan listrik dan<br />
medan magnet.<br />
Rentang spektrum gelombang elektromagnetik<br />
Gelombang elektromagnetik terdiri dari bermacam-macam gelombang<br />
yang berbeda frekuensi dan panjang gelombangnya tetapi<br />
kecepatannya di ruang hampa sama yaitu c = 3.10 m/s.<br />
Perhatikan tabel spektrum gelombang elektromagnetik di bawah ini :<br />
Spektrum Frekwensi (Hz) Panjang Gelombang (m)<br />
Sinar gamma 10 22<br />
Sinar X 10 19<br />
Ultraviolet 10 17<br />
Cahaya tampak 10 15<br />
Inframerah 10 13<br />
Radar dan TV 10 10<br />
Gelombang radio 10 3<br />
101<br />
10 -14<br />
10 -10<br />
10 -8<br />
10 -6<br />
10 -5<br />
10 -2<br />
10 5
Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi terkecil<br />
hingga frekuensi terbesar serta manfaatnya :<br />
a. Gelombang radio, berfungsi sebagai alat telekomunikasi<br />
Gelombang radio dapat dihasilkan oleh rangkaian elektronika yang<br />
disebut isolator. Gelombang radio dipancarkan oleh antena,<br />
diterima oleh antena pula dan radio penerima merubah energi<br />
gelombang menjadi energi bunyi. Gelombang radio tidak<br />
dipantulkan oleh lapisan atmosfir sehingga luas daerah<br />
jangkauannya sempit. Pengelompokan gelombang radio :<br />
1. Low Frekuency (LF) dengan frekuensi 30 kHz-300kHz, panjang<br />
gelombang 1500 m, digunakan pada radio gelombang panjang<br />
dan komunikasi melalui jarak jauh.<br />
2. Medium Frekuency (MF), dengan frekuensi 300kHz - 30kHz,<br />
panjang gelombang 300m, digunakan pada gelombang lokal<br />
dan radio jarak jauh.<br />
3. High Frekuency (HF), dengan frekuensi 3MHz-30MHz, panjang<br />
gelombang 30m (Short wave), digunakan pada radio gelombang<br />
pendek dan komunikasi radio amatir dan CB.<br />
4. Very High Frekuency(VHF), dengan frekuensi 30MHz - 300MHz,<br />
panjang gelombang 3 m, digunakan pada radio FM, polisi dan<br />
pelayanan darurat.<br />
5. Ultra High Frekuency (UHF), dengan frekuensi 300 MHz-3 GHz,<br />
panjang gelombang 30 cm, digunakan pada TV.<br />
6. Super High Frekuency (SHF), dengan frekuensi diatas 3 GHz,<br />
panjang gelombang 3 cm, digunakan pada Radar, komunikasi<br />
satelit telepon dan saluran TV.<br />
b. Gelombang televisi, mempunyai frekuensi sedikit lebih tinggi dari<br />
gelombang radio, tidak dapat dipantulkan oleh laposan atmosfir<br />
bumi, berfungsi sebagai alat telekomunikasi<br />
c. Gelombang mikro(radar), mempunyai frekuensi 3 GHz, berfungsi<br />
sebagai alat telekomunikasi, memasak dan Radar.<br />
102
d. Gelombang inframerah, mempunyai frekuensi 10 11 Hz – 10 14 Hz ,<br />
dihasilkan oleh elektron dalam molekul yang bergetar karena benda<br />
panas, berfungsi untuk analisa struktur molekul , memasak,<br />
membuat potret permukaan bumi dari satelit, menyembuhkan<br />
penyakit cacar dan encok.<br />
e. Sinar tampak (cahaya), mempunyai frekuensi 10 14 Hz – 3.10 15 Hz,<br />
mempunyai spektrum warna mulai dari panjang gelombang<br />
terbesar adalah merah, jingga, kunung, hijau, biru, nila, dan ungu,<br />
berfungsi untuk membantu penglihatan, menentukan spektrum<br />
benda<br />
f. Sinar ultraviolet, mempunyai frekuensi 10 15 Hz- 10 16 Hz, sumber<br />
utamanya matahari tetapi hanya sedikit yampai sampai ke bumi<br />
karena diserap lapisan ozon berfungsi untuk membunuh<br />
kuman/sterilisasi, untuk mengetahui unsur-unsur pada suatu bahan<br />
dengan teknik spektroskopi, menghitamkan pelat foto yang berlapis<br />
perak bromida.<br />
g. Sinar X, mempunyai frekuensi 10 16 Hz – 10 20 Hz, ditemukan oleh<br />
Wilhelm K. Rontgen (1895), bersifat dapat menghitamkan film, daya<br />
tembusnya besar, dapat merusak jaringan tubuh pada dosis besar,<br />
digunakan untuk mendiagnosa penyakit dengan mendeteksi organ<br />
tubuh, memotret posisi tulang dalam tubuh, analisa atom<br />
h. Sinar Gamma, mempunyai frekuensi 10 14 Hz – 10 14 Hz, daya<br />
tembusnya sangat besar, radiasi gamma dapat dideteksi dengan<br />
alat Geiger Muller, sinar gamma dapat digunakan untuk membunuh<br />
sel kanker, sterilisasi, mendeteksi keretakan pada logam<br />
Hubungan antara frekuensi, panjang gelombang dan cepat rambat<br />
gelombang elektromagnetik :<br />
c = f λ<br />
dimana : c = cepat rambat gelombang (m/s)<br />
F = frekuensi (Hz)<br />
λ = panjang gelombang (m)<br />
103
a. Soal essay<br />
1. Jelaskan terjadinya gelombang elektromagnetik yang diawali oleh<br />
perubahan medan listrik.<br />
2. Sebutkan spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi<br />
terkecil hingga frekuensi terbesar.<br />
3. Sebutkan sifat-sifat gelombang elektromagnetik.<br />
4. Perhatikan macam-macam gelombang berikut: infra merah,<br />
ultraviolet, bunyi, sinar X dan radio<br />
a. Manakah yang tidak termasuk gelombang elektromagnetik<br />
b. Gelombang elektromagnetik mana yang memiliki panjang<br />
gelombang terpendek.<br />
c. Gelombang elektromagnetik mana yang memiliki frekuensi<br />
terkecil.<br />
5. Sebutkan manfaat dari gelombang elektromagnetik dibawah ini<br />
a. sinar gamma<br />
b. sinar inframerah<br />
c. gelombang mikro<br />
b. Soal cekpoint<br />
1. Gelombang elektromagnetik dibawah ini yang mempunyai panjang<br />
gelombang paling besar adalah<br />
a. sinar X<br />
b. gelombang radio<br />
c. sinar gamma<br />
d. sinar ultraviolet<br />
e. sinar inframerah<br />
2. Perubahan medan listrik akan dapat menimbulkan perubahan<br />
medan magnet, merupakan hipotesa :<br />
a. Faraday<br />
b. Maxwell<br />
c. Biot-Savart<br />
104
d. Coulomb<br />
e. Wien<br />
3. Urutan gelombang-gelombang elektromagnetik yang panjang<br />
gelombangnya dari kecil ke besar adalah<br />
a. sinar X, sinar ultra violet, sinar infra merah, sinar tampak<br />
b. sinar infra merah, sinar ultra violet, sinar X, sinar tampak<br />
c. sinar infra merah, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar X<br />
d. sinar X, sinar ultraviolet, sinar tampak, sinar inframerah<br />
e. sinar X, sinar inframerah, sinar tampak, sinar ultraviolet<br />
4. Seberkas sinar X dengan panjang gelombang 1,5 A mempunyai<br />
frekuensi ……..x10 18 Hz.<br />
a. 1<br />
b. 2<br />
c. 3<br />
d. 4<br />
e. 5<br />
5. Gelombang elektromagnetik dapat merambat pada :<br />
a. udara<br />
b. tanpa medium<br />
c. tali<br />
d. medium apa saja<br />
e. medan magnet dan medan listrik<br />
105