Pemantulan Cahaya pada Cermin

A.    Pengertian

Untuk mengetahui lebih lengkap mengenai pemantulan cahaya kita akan terlebih dahulu mempelajari apa itu cahaya. Dalam sebuah medium yang serbasama, cahaya merambat secara lurus dan garis – garis lurus tempat cahaya itu merambat disebut sinar cahaya. Dan jika terdapat lebih dari satu sinar cahaya maka sinar – sinar tersebut disebut berkas cahaya.

B.     Jenis – jenis pemantulan cahaya

Pemantulan cahaya dibedakan menjadi 2 berdasarkan permukaan tempat berkas cahaya terpantulkan.

1.      Pemantulan Teratur

Pemantulan yang terjadi jika berkas cahaya jatuh pada permukaan yang datar atau halus seperti cermin datar atau permukaan air tenang. Pemantulan teratur juga disebut specular reflection.

2.      Pemantulan Baur

Pemantulan yang terjadi jika berkas cahaya jatuh pada permukaan kasar seperti kertas, pakaian, dll. Pemantulan baur juga disebut diffuse reflection.

C.     Hukum Pemantulan

1)    Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titk dan terletak pada satu bidang datar.

2)    Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r) 

                                           I.            Pemantulan pada Cermin Datar

Empat Sifat Bayangan pada Cermin Datar

·         Maya

·         Sama besar dengan bendanya

·         Tegak dan mengahadap berlawanan arah terhadap bendanya

·         Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan dari cermin

·         Jumlah bayangan pada cermin datar

Jika sebuah benda ditempatkan pada cermin datar maka perbesaran (M) bayangan = 1 atau sama besar dengan benda. Namun jika dua buah cermin disusun dengan sudut apit α maka jumlah bayangan yang terbentuk adalah sebagai berikut.

n =

Dengan

       n = jumlah bayangan

       α = sudut diantara kedua cermin

       m = 1 j ika  genap

       m = 0 jika  ganjil

Karena tinggi benda (ho) sama dengan tinggi bayangan (hi) maka perbesaran bayangan yang terjadi adalah satu kali. Ada dua macam bayangan, yaitu bayangan nyata dan bayangan semu.

1.      Bayangan nyata (sejati, riil) adalah bayangan yang dapat ditangkap layar. Hal ini terjadi jika sinar-sinar pantul langsung berpotongan, misalnya gambar pada layar gedung bioskop. Bayangan nyata dapat dilihat jika menggunakan layar (penerima).

2.      Bayangan semu (maya, virtual) adalah bayangan yang tidak dapat ditangkap layar. Hal ini terjadi jika sinar-sinar pantul tidak langsung berpotongan, tetapi berpotongan di perpanjangannya, misalnya bayangan kita pada cermin datar. Bayangan maya dapat langsung dilihat tanpa menggunakan layar. Selain untuk bercermin, cermin datar dalam kehidupan sehari-hari dapat digunakan untuk bahan membuat periskop cermin datar.

Dua buah cermin datar membentuk sudut 90  satu sama lain. Jika sebuah benda ditempatkan di antara kedua cermin, tentukan jumlah bayangan yang terbentuk!

Diketahui

α = 90

 = 4 (genap)

Maka m = 1

Ditanya

Jumlah bayangan yang terbentuk (n)

Penyelesaian

n =  – m

   =  – 1

   = 4 – 1

   = 3

Jadi bayangan yang terbentuk sebanyak 3.

                                        II.            Pemantulan pada Cermin Cekung

Sinar – sinar istimewa

·         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.

·         Jumlah nomor ruang benda dan bayangan selalu 5

Jika nomor ruang bayangan < nomor ruang benda maka bayangan diperkecil

Ruang I – antara depan cermin hingga titik fokus (f)

Ruang II – antara titik fokus (f) hingga jari – jari kelengkungan (R)

Ruang II – antara jari jari kelengkungan (R) hingga tak terhingga di depan lensa

Ruang IV – di belakang cermin

*Jari – jari kelengkungan (R) merupakan 2 kali titik fokus. R = 2f

Pembentukan dan Sifat Bayangan

·    Jika benda diletakkan di luar P, bayangan yang dibentuk bersifat nyata, terbalik, diperkecil dan terletak di antara P dan F

·     Jika benda  diletakkan di antara F dan O  bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak dan diperbesar. Letak bayangan di belakang cermin.

·    Jika benda diletakkan di antara P dan F, bayangan yang dibentuk bersifat nyata, terbalik, diperbesar dan terletak di depan titik pusat kelengkungan cermin.

·   Jika benda diletakkan tepat pada F akan membentuk bayangan  maya di tak terhingga.

·      Jika benda diletakkan  tepat di P  bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik dan sama besar. Letak bayangan di depan cermin.

 

Contoh soal:

Sebuah cermin cekung memiliki jari-jari kelengkungan 2 m. Sebuah benda diletakkan pada jarak 1,5 m dari cermin dan tinggi benda 5 cm. Hitunglah letak, tinggi, dan pembesaran bayangan

Jawab:

Diketahui: s = 1,5 m

                h = 5 cm

                R = 2 m

Ditanyakan : s’, h’ dan M = ?

Penyelesaiannya: 1/f = 1/s + 1/s’

                          1/1 = 1/1,5 + 1/s’

                          1/s’ = 1/1 – 1/1,5

                          1/s’ = 1,5/1,5 – 1/1,5

                          1/s’ = 0,5/1,5

                          1/s’ = 1/3

                             s’ = 3 m

                                                        M = s’/s

                                                        M = 3 m/1,5 m

                                                        M = 2

                                                                                        h’/h = 2

                                                                                   h’/5 cm = 2

                                                                                            h’ = 1

Jadi, letak bayangan benda 3 m di depan cermin, dengan tinggi bayangan benda 10 cm dan pembesaran bayangan benda adalah 2 kali.

                                     III.            Pemantulan pada Cermin Cembung

Cermin cembung adalah cermin yang permukaan bidang pantulnya berbentuk cembung (melengkung keluar). Cermin cembung bersifat menyebarkan sinar sehingga disebut juga cermin divergen (negatif). Bayangan yang dibentuk cermin cembung selalu maya dan diperkecil. Oleh karena itu, cermin cembung dimanfaatkan sebagai kaca spion agar kendaraan dan benda-benda di belakang mobil atau sepeda motor dapat terlihat.

Berikut ini adalah bagian-bagian cermin cembung.

Bagian-bagian Cermin Cembung

P = pusat kelengkungan cermin
OP = jari-jari cermin (R)
O = pusat bidang cermin
F = titik api atau fokus cermin
SU = sumbu utama, yaitu garis yang menghubungkan pusat kelengkungan cermin (P) dengan pusat bidang cermin (O)

Sinar – sinar istimewa

·         Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

·         Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

·         Sinar datang  yang  menuju pusat  kelengkungan cermin, akan dipantulkan seolah-olah berasal dari pusat kelengkungan yang sama.

Rumus Cermin Cembung

F  =  R

M = 

 

CATATAN

1.      Fokus F dan jari – jari kelengkungan R cermin cembung harus selalu NEGATIF.

2.      Untuk benda nyata di depan cermin ( s positif) , jarak bayangan s’ harus bertanda negatif dan harga mutlak s’ harus lebih kecil dari benda s.

Contoh soal:

Sebuah cermin cembung memiliki jari-jari kelengkungan 30 cm (R = 0.5f). Sebuah benda diletakkan pada jarak 30 cm di depan cermin. Hitunglah letak bayangan benda, pembesaran bayangan, dan lukis jalannya sinar pada pembentukan bayangan!

Diketahui: s = 30 cm

               R = -30 cm

Ditanyakan : s’, M,  = ?

Penyelesaiannya:     1/f = 1/s + 1/s’

                          1/-15 = 1/30 + 1/s’

                             1/s’ = -1/15 – 1/30

                             1/s’ = -2/30 – 1/30

                             1/s’ = -3/30

                             1/s’ = 1/-10

                                s’ = -10 cm

                                                                  M = |s’/s|

                                                                  M = |-10 cm/30 cm|

                                                                  M = 1/3

Jadi, letak bayangan benda 10 cm di belakang cermin dan pembesaran bayangan benda adalah 1/3 kali.