Cermin adalah permukaan yang licin dan dapat menciptakan pantulan sehingga membentuk bayangan. Banyak benda-benda lain di sekitar kita yang dapat memantulkan cahaya, misalnya air di kolam dan benda-benda yang terbuat dari logam mengilat seperti emas, perak, dan perunggu.
Cermin terdiri atas cermin datar dan cermin lengkung. Cermin datar memiliki permukaan yang datar, sedangkan cermin lengkung memiliki permukaan yang lengkung. Cermin lengkung terdiri atas cermin silinder dan cermin bola. Cermin lengkung yang akan dibicarakan dalam modul ini adalah cermin bola. Jika permukaan bola bagian dalam yang mengkilap, jenis cermin adalah cermin cekung. Jika permukaan bagian luar bola yang mengkilap, jenis cermin adalah cermin cembung. Ruang di belakang cermin yang dapat dilihat oleh mata disebut dengan medan penglihatan. Medan penglihatan tergantung pada ukuran cermin dan letak mata di depan cermin.
Pemantulan pada cermin Lengkung
Sewaktu di SMP kalian telah dikenalkan tentang cermin lengkung. Cermin lengkung ada dua jenis yaitu cermin cembung dan cemin cekung. Pertama-tama yang perlu kalian ketahui adalah daerah di sekitar cermin lengkung. Daerah ini dibagi menjadi empat ruang. Perhatikan pembagian ruang ini pada Gambar berikut. Coba kalian amati apa persamaan dan perbedaan dari cermin cekung dan cermin cembung.
Pembagian ruang pada cermin cekung itu dibatasi oleh cermin (titik O), titik R (titik pusat kelengkungan) dan titik F (titik fokus). Jarak OF sama dengan FR sehingga berlaku hubungan:
dengan:
f = jarak fokus cermin
R = jari-jari kelengkungan
Ruang-ruang di sekitar cermin ini juga dibagi menjadi dua lagi yaitu daerah di depan cermin bersifat nyata dan di belakang cermin bersifat maya.
Sifat-sifat bayangan
Bayangan-bayangan benda oleh cermin lengkung dapat ditentukan dengan berbagai metode. Metode itu diantaranya adalah dengan percobaan dan penggambaran sinar-sinar istimewa. Ada tiga sinar istimewa yang melalui cermin yaitu:
1. Sinar yang menuju fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
2. Sinar yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan menuju fokus (untuk cermin cekung) atau seolah-olah dari fokus (untuk cermin cembung).
3. Sinar yang menuju atau melalui titik pusat kelengkungan (R) akan dipantulkan kembali.
Contoh:
1. Sebuah benda di tempatkan di ruang kedua cermin cekung. Tentukan sifat-sifat bayangan yang terjadi dengan menggambarkan pembentukan bayangan yang dibentuk dari sinar-sinar istimewanya!
Penyelesaian
Pembentukan bayangan pada cermin lengkung dapat menggunakan dua sinar istimewa. Misalnya kita menggunakan dua sifat sinar istimewa, yaitu:
1. Sifat sinar istimewa 2: Sinar yang menuju fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
2. Sifat sinar istimewa 2: Sinar yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan menuju fokus (untuk cermin cekung) atau seolah-olah dari fokus (untuk cermin cembung).
Jika kedua gambar tersebut digabung akan menjadi:
Sehingga bayangan yang terbentuk adalah:
· Bayangan terjadi di ruang ketiga di depan cermin artinya bayangan bersifat nyata dan terbalik
· Bayangan lebih besar.
Berarti sifat bayangan : nyata, terbalik, diperbesar.
2. Sebuah benda di tempatkan di depan cermin cembung. Tentukan sifat-sifat bayangan yang terjadi dengan menggambarkan pembentukan bayangan yang dibentuk dari sinar-sinar istimewanya!
Penyelesaian
Pembentukan bayangan pada cermin lengkung dapat menggunakan dua sinar istimewa. Misalnya kita menggunakan dua sifat sinar istimewa, yaitu:
1. Sifat sinar istimewa 2: Sinar yang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari fokus (untuk cermin cembung).
2. Sifat sinar istimewa 3: Sinar yang menuju atau melalui titik pusat kelengkungan (R) akan dipantulkan kembali.
Jika kedua gambar tersebut digabung akan menjadi:
Sehingga bayangan yang terbentuk adalah:
· Bayangan terjadi di ruang pertama di belakang cermin artinya bayangan bersifat maya dan tegak
· Bayangan lebih kecil.
Berarti sifat bayangan : maya, tegak, diperkecil.
Hubungan antar besaran
Sifat-sifat bayangan oleh cermin lengkung juga dapat ditentukan secara matematis. Masih ingat hubungan jarak benda ke cermin (S), jarak bayangan ke cermin (S’) dan jarak fokus (f)? Di SMP kalian sudah diajarkan. Hubungan itu dapat dituliskan sebagai berikut.
Dengan ketentuan sebagai berikut:
2. s bertanda (-) jika benda terletak di belakang cermin (benda maya)
3. s’ bertanda (+) jika bayangan terletak di depan cermin (bayangan nyata)
4. s’ bertanda (-) jika bayangan terletak di belakang cermin (bayangan maya)
5. f dan R bertanda (+) jika pusat lengkung cermin terletak di depan cermin (cermin cekung)
6. f dan R bertanda (-) jika pusat lengkung cermin terletak di belakang cermin (cermin cembung)
Hubungan kedua yang perlu kalian mengerti adalah perbesaran bayangan. Perbesaran bayangan oleh cermin lengkung memenuhi:
Dimana:
M = perbesaran bayangan
h’ = tinggi bayangan (m)
h = tinggi benda (m)
Untuk cermin lengkung akan berlaku:
Dalam persamaan ini akan berlaku:
h’ positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)
h’ negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)
Untuk melihat hubungan antara nilai M dengan sifat-sifat bayangan yang terbentuk, dapat dlihat pada tabel berikut ini.
Nilai M | Sifat Bayangan |
M > 1 (positif) 0 < M < 1 (positif) | Maya, tegak, diperbesar Maya, tegak, diperkecil |
M < -1 (negatif) M = -1 (negatif) -1 < M < 0 (negatif) | Nyata, terbalik, diperbesar Nyata, terbalik, sama besar Nyata, terbalik, diperkecil |
Contoh Soal
1. Jarak fokus sebuah cermin cekung 8 cm. Tentukan letak, perbesaran, dan
sifat bayangan dari benda yang terletak di depan cermin sejauh 20 cm!
Penyelesaian
Diketahui:
f = 8 cm
s = 20 cm
Ditanya:
s’ = .... ?
M = .... ?
sifat bayangan = ....?
Jawab:
a. letak bayangan
s’ = 40/3 cm (karena positif berarti di depan cermin)
b. Perbesaran bayangan
c. Sifat bayangan
* terletak
di depan cermin (karena f < s’ < 2f)
* nyata
(karena s’ positif)
* terbalik (karena M negatif)
* diperkecil karena 
2. Jarak fokus sebuah cermin cembung 10 cm.
Sebuah benda setinggi 6 cm diletakkan 25 cm di depan cermin. Tentukanlah letak
bayangan, perbesaran bayangan, dan tinggi bayangan!
Penyelesaian
Diketahui:
f = -10 cm (negatif karena cermin cembung)
h = 6 cm
s = 25 cm
Ditanya:
s’ = .... ?
M = .... ?
h’ = .... ?
Jawab:
a. Jarak bayangan:
s’ = = -7,14 cm (negatif berarti letaknya di belakang cermin cembung)
b. Perbesaran bayangan:
- Materi Besaran dan Satuan
- Materi Pengukuran
- Materi Vektor
- Materi Kinematika Gerak Lurus
- Materi Dinamika Gerak Lurus
- Materi Gerak Melingkar
- Materi Dinamika Rotasi dan Keseimbangan Benda Tegar
- Materi Suhu dan Kalor
- Materi Impuls dan Momentum
- Materi Usaha Energi dan Daya
- Materi Mekanika Fluida
- Materi Optik
- Materi Gelombang Bunyi
- Materi Teori Kinetik Gas dan Termodinamika
- Materi Listrik Statis
- Materi Rangkaian Arus Searah
- Materi Medan Magnet
- Materi Arus dan Tegangan Listrik Bolak-balik
- Materi Fisika Modern dan Radioaktivitas
Posts
No comments:
Post a Comment