Modul Ilmu Pengetahuan Alam: Cahaya, Cermin, dan Lensa

Sifat-sifat Cahaya

• Merupakan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik
• Tidak memerlukan medium untuk merambat
• Dapat:
  • Merambat lurus
  • Menembus benda bening
  • Dipantulkan (refleksi)
  • Dibiaskan (refraksi)
  • Dibelokkan (difraksi)
  • Diuraikan (disperse)
  • Dipadukan (interferensi)

A. Pemantulan Cahaya

• Cahaya dapat dipantulkan
• Jenis pemantulan:
  • Pemantulan teratur: terjadi pada permukaan bidang pantul yang rata seperti cermin
  • Pemantulan baur: terjadi pada permukaan bidang pantul yang tidak rata

B. Hukum Pemantulan Cahaya

1. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada bidang datar
2. Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

Contoh Soal

• Sinar datang pada cermin dengan sudut 37° terhadap bidang datar:
  • Sesuai hukum pemantulan: i = r
• Sifat bayangan pada cermin datar:
  • Maya
  • Tegak
  • Jarak benda (So) = jarak bayangan (Si)
  • Tinggi benda (ho) = tinggi bayangan (hi)

Cermin Cembung

• Memantulkan sinar divergen (negatif)
• Bayangan selalu maya, tegak, dan diperkecil
• Contoh: kaca spion
• Tiga sinar istimewa:
  • Sejajar sumbu utama dipantulkan seolah dari titik fokus
  • Menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama
  • Menuju titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali

Cermin Cekung

• Digunakan sebagai reflektor pada lampu kendaraan dan senter
• Sifat bayangan bergantung pada posisi benda relatif terhadap cermin
• Tiga sinar istimewa:
  • Sejajar sumbu utama dipantulkan ke titik fokus
  • Menuju titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali
  • Menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama

C. Rumus Hitung Cermin Lengkung

• Contoh Soal 1:
  • Benda 20 cm di depan cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan 24 cm
  • Tentukan jarak bayangan, perbesaran, dan sifat bayangan
• Contoh Soal 2:
  • Benda 6 cm di depan cermin cembung dengan jarak fokus 6 cm
  • Tentukan jarak bayangan, perbesaran, dan sifat bayangan

D. Pembiasan Cahaya

• Pembelokan arah cahaya karena memasuki medium dengan kerapatan berbeda
• Indeks bias mutlak (n): perbandingan kecepatan cahaya di udara dengan di medium

Contoh Pembiasan

• Pensil dalam air tampak bengkok
• Dasar kolam tampak dangkal
• Intan berkilau

Hukum Snellius

• Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar
• Dari medium rapat ke medium kurang rapat: menjauhi garis normal
• Dari medium kurang rapat ke medium rapat: mendekati garis normal

E. Lensa

Lensa Cembung

• Konvergen (mengumpulkan cahaya)
• Fokus (f) positif

Sifat Bayangan

• Bergantung pada letak benda
• Penerapan: mikroskop, lup, teropong bintang

Lensa Cekung

• Divergen (menyebarkan cahaya)
• Fokus (f) negatif

Rumus Hitung Lensa Lengkung

• Contoh Soal 1:
  • Lilin di depan lensa cembung: bayangan terbalik, sama besar
  • Sifat, jarak, dan perbesaran bayangan
• Contoh Soal 2:
  • Benda di depan lensa cekung: perbesaran kali semula
  • Jika benda digeser, tentukan jarak bayangan

Aturan Tanda

• f (+) untuk lensa cembung
• f (-) untuk lensa cekung