< Previous172Kelas VIII SMP/MTsSemester 2KacaUdaraSinar datangGaris normalLJ1LJ2v2v1ABSinar bias(a)(b)Sumber: Dok. KemdikbudGambar 11.7 (a) Pembiasan Berkas Cahaya, (b) Pembiasan pada Sendok di dalam Gelas Berisi AirAyo, Kita PahamiKamu pasti pernah melihat bayang-bayang benda. Apa sebenarnya bayang-bayang itu? Bayang-bayang terjadi sebagai akibat cahaya merambat pada garis lurus. Bayang-bayang merupakan suatu daerah gelap yang terbentuk pada saat sebuah benda menghalangi cahaya yang mengenai suatu permukaan. Jika sumber cahaya cukup besar, bayang-bayang sering terdiri atas dua bagian.Apabila cahaya tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah umbra, yaitu bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra, yaitu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur. d. Cahaya merupakan Gelombang ElektromagnetikBayangkan saat ini kamu sedang berdiri di tepi pantai. Pada saat itu kamu melihat ombak yang sangat besar sedang melaju menuju ke arah kamu. Deburan ombak tersebut hanya memindahkan sejumlah energi dengan memindahkan mediumnya (air laut) karena angin. Hal ini dibuktikan dengan terdengarnya suara ombak (energi gerak menjadi bunyi). Berbeda dengan gelombang laut, cahaya dapat mentransfer energi dari satu tempat ke tempat lainnya tanpa menggunakan 173Ilmu Pengetahuan Alammedium. Gelombang cahaya terbentuk karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik secara periodik, sehingga merupakan gelombang elektromagnet.Salah satu fenomena yang dapat membuktikan bahwa cahaya itu mampu mentransfer energi adalah saat lilin yang dinyalakan di sebuah ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan. Contoh lainnya adalah matahari yang memancarkan gelombang cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium). Gelombang cahaya matahari memancar ke segala arah sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa udara. Hal ini berarti gelombang cahaya dapat merambat pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi. Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam. %erikut klaVifikaVi JelRmEanJ elektrRmaJnetik \anJ dikenal denJan spektrum elektromagnetik.Sinar GammaSinar-XSinar UVInframerahGelombang mikroGelombang radioCahaya tampakPanjang gelombang (nm)38040050060070075010-5 nm10-3 nm1 nm103 nm106 nm1 m103 mPanjang gelombang semakin pendekEnergi semakin besarSumber: Dok. KemdikbudGambar 11.8 Spektrum Elektromagnetik Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik. Agar mudah memahaminya, perhatikan Gambar 11.8 yang menunjukkan spektrum cahaya tampak. Cahaya tampak adalah cahaya yang memiliki panjang 174Kelas VIII SMP/MTsSemester 2gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil daripada lebar rambut manusia. Warna cahaya yang dapat kamu lihat tergantung pada panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata.Misalnya seperti cahaya hijau yang memiliki panjang gelombang sekitar 500 nm akan dapat terlihat apabila benda-benda yang berwarna hijau menyerap semua spektrum cahaya yang memiliki panjang gelombang kurang dari 500 nm dan lebih dari 500 nm, serta hanya memantulkan spektrum cahaya yang memiliki panjang gelombang 500 nm saja. Berdasarkan penjelasan tersebut dapat disimpulkan bahwa sebuah benda hanya akan memantulkan spektrum cahaya yang warnanya sama dengan warna permukaan benda tersebut, sehingga kita dapat mengindrai dengan tepat warna-warna benda tersebut.Ayo, Kita SelesaikanSetelah kamu mengamati Gambar 11.8 tentang spektrum elektromagnetik, berapakah panjang gelombang cahaya merah dan biru?2. Pembentukan Bayangan pada CerminSalah satu kegiatan yang mungkin kamu lakukan sebelum berangkat ke sekolah adalah berdiri di depan cermin, untuk melihat apakah kamu sudah rapi atau belum. Bahkan sering kali dalam perjalanan, kamu ditemani cermin. Tahukah kamu bahwa cermin yang kamu pakai untuk berkaca setiap hari adalah sebuah cermin datar? Jika seberkas cahaya mengenai cermin datar maka cahaya tersebut dipantulkan secara teratur. Peristiwa pemantulan cahaya pada cermin datar menyebabkan pembentukan bayangan benda oleh cermin.175Ilmu Pengetahuan AlamAktivitas 11.3 Pembentukan Bayangan oleh Cermin DatarAyo, Kita LakukanApa yang kamu perlukan?1. Cermin datar minimal berukuran 30 cm × 30 cm.2. Pensil, pulpen, buku, botol kecil, atau benda lainnya yang ada di sekitar kamu. Apa yang harus kamu lakukan?1. Letakkan benda, misal botol kecil 15 cm di depan cermin datar!2. Amati bayangan yang terjadi pada cermin!BendaSinar datangBayanganCermin datarPerpanjangan sinar pantulSinar pantulss'SusuSusuSinar pantulPengamatSumber: Dok. KemdikbudGambar 11.9 Bayangan yang Terbentuk pada Cermin DatarLakukan percobaan ini dengan cermat dan teliti agar kamu dapat memahami pembentukan bayangan pada cermin datar. Selain itu, jangan lupa bekerja sama dan berbagi tugaslah dengan teman satu kelompokmu. Apa yang perlu kamu diskusikan?1. Dimanakah letak bayangan yang dapat kamu amati pada cermin?2. Bagaimanakah ukuran bayangan jika dibandingkan dengan ukuran benda?176Kelas VIII SMP/MTsSemester 23. Bandingkan jarak benda terhadap cermin dan jarak bayangan terhadap cermin! Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?a. Pembentukan Bayangan pada Cermin DatarPada saat menentukan bayangan pada cermin datar melalui diagram sinar, titik bayangan adalah titik potong berkas sinar-sinar pantul. Bayangan bersifat nyata apabila titik potongnya diperoleh dari perpotongan sinar-sinar pantul yang konvergen (mengumpul). Sebaliknya, bayangan bersifat maya apabila titik potongnya merupakan hasil perpanjangan sinar-sinar pantul yang divergen (menyebar).sBendaSinar datangBayanganCermin datarSinar pantulPerpanjangan sinar pantuls'Sinar pantulSinar pantulSumber: Dok. KemdikbudGambar 11.10 Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar dengan:s = Jarak benda terhadap cermins' = Jarak bayangan terhadap cermin Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.177Ilmu Pengetahuan AlamUntuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dengan diagram sinar, ikutilah langkah-langkah berikut ini.1. Lukis sebuah sinar dari benda menuju cermin dan dipantulkan ke mata, sesuai hukum pemantulan cahaya, yaitu sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul.2. Lukis sinar kedua sebagaimana langkah pertama.3. Lukis perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut di belakang cermin sehingga berpotongan. Perpotongan sinar-sinar pantul tersebut merupakan bayangan benda.4. Jika diukur dari cermin, jarak benda terhadap cermin (s) harus sama dengan jarak bayangan terhadap cermin (s').Tahukah Kamu?Pernahkah kamu mendengar istilah “cermin seribu bayangan”? Wahana ini biasanya ada di tempat-tempat wisata. Melalui cermin tersebut kamu dapat melihat secara langsung jumlah bayangan yang begitu banyak ketika kamu berada di antara dua cermin datar saling berhadapan dengan sudut tertentu.Nah, bagaimana hal ini dapat terjadi? Apabila dua buah cermin datar diletakkan saling berhadapan (bagian depan cermin menghadap ke ruang yang sama) dan mengapit besar sudut tertentu, maka kedua cermin ini akan membentuk bayangan yang banyaknya bergantung pada besar sudut antara kedua cermin. Agar kamu dapat memahami penjelasan di atas, perhatikan Gambar 11.11, kemudian lakukan percobaannya!Sumber: Dok. KemdikbudGambar 11.11 Pembentukan pada Dua Buah Cermin Datar178Kelas VIII SMP/MTsSemester 2b. Pembentukan Bayangan pada Cermin LengkungPernahkah kamu mengamati kaca spion yang dipasang di kendaraan? Kaca yang dipasang pada spion adalah contoh dari cermin lengkung. Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung. Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola. Pada subbab ini, kamu hanya akan mempelajari cermin bola (kelengkungannya merupakan bagian dari kelengkungan bola). Khususnya tentang cermin cekung dan cembung.Cermin cekung dan cembung irisan permukaannya berbentuk bola. Cermin yang irisan permukaan bola bagian mengilapnya terdapat di dalam disebut cermin cekung, sedangkan cermin yang irisan permukaan bola bagian mengkilapnya terdapat di luar disebut cermin cembung. Agar dapat memahami unsur-unsur pada cermin cekung dan cembung, perhatikan Gambar 11.12.Bagian M adalah titik pusat kelengkungan cermin, yaitu titik pusat bola. Titik tengah cermin adalah O. Sumbu utama yaitu, OM, garis yang menghubungkan titik M dan O. Sudut POM adalah sudut buka cermin jika titik P dan M adalah ujung-ujung cermin. Berdasarkan Gambar 11.12, maka kita dapat menentukan unsur-unsur cermin lengkung, yaitu sebagai berikut.a) Pusat kelengkungan cerminPusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M.b) VertexVertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan O.c) Titik api (fokus)Titik api adalah titik bertemunya sinar-sinar pantul yang datangnya sejajar dengan sumbu utama (terletak antara vertex dan pusat) dan disimbolkan dengan F.FMSumbu utamaf2 f = RLJOPSumber: Dok. KemdikbudGambar 11.12 Penampang Melintang Cermin Lengkung179Ilmu Pengetahuan Alamd) Jari-jari kelengkungan cerminJari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex (O) ke pusat kelengkungan cermin (M). Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R.e) Jarak fokusJarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f.1) Cermin CekungSebelum kamu mempelajari cermin cekung, ayo lakukan aktivitas berikut terlebih dahulu!Aktivitas 11.4 Pembentukan Bayangan oleh Cermin CekungAyo, Kita Lakukan Apa yang akan kamu lakukan?Mempelajari hubungan antara titik fokus, jarak benda, dan jarak bayangan pada cermin cekung. Apa yang kamu perlukan?1. Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi 5 buah2. 1 buah lampu dengan tiang/1 batang lilin3. 1 buah cermin cekung4. Layar putih5. Bangku optik6. PenggarisKeterangan: Alat-alat untuk percobaan ini dapat diperoleh pada KIT Optika.cerminlilinlayarSumber: Dok. KemdikbudGambar 11.13 Set Percobaan Cermin Cekung180Kelas VIII SMP/MTsSemester 2 Apa yang harus kamu lakukan? 1. Letakkan lilin di bangku optik (rel) di antara cermin cekung dan layar putih. Perhatikan Gambar 11.13!2. Geser-geserlah letak layar sepanjang mistar bangku optika (rel) hingga diperoleh bayangan yang jelas pada layar putih.3. Ukur jarak layar dari cermin (sebagai s') dan jarak lilin dari cermin (sebagai s).4. Catat hasil pengukuran dalam Tabel 11.15. Ulangi langkah-langkah di atas dengan mengubah letak benda (s).Tabel 11.1 Data Jarak Benda dan Bayangan pada Percobaan Cermin Cekungs (cm)s' (cm)1s1s'1s1s'1f+= Apa yang perlu kamu diskusikan?1. Bagaimana hubungan antara titik fokus, jarak benda, dan jarak bayangan pada cermin cekung?2. Berapakah jarak fokus cermin cekung yang digunakan dalam percobaan ini? Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?Hukum pemantulan yang menyatakan besar sudut datang sama dengan sudut pantul, berlaku pula untuk cermin cekung. Pada cermin cekung, garis normal adalah garis yang menghubungkan titik pusat lengkung cermin M dengan titik jatuhnya sinar. Garis normal pada cermin lengkung berubah-ubah, bergantung pada titik jatuh sinar. Misalnya, jika sinar datang dari K mengenai cermin cekung di B, maka garis normalnya adalah garis MB dan sudut datangnya adalah sudut KBM Į. 6eVuai hukum pemantulan maka Vudut pantuln\a adalah sudut MBC Į dan Vinar pantuln\a adalah Vinar BC.181Ilmu Pengetahuan AlamFMSumbu utamaOBKCDDDEESumber: Dok. Kemdikbud Gambar 11.14 Pemantulan pada Cermin CekungSinar datang dari K mengenai cermin cekung di D, maka garis normalnya adalah garis MD dan sudut datangnya adalah sudut KDM ǃ. 6eVuai hukum pemantulan maka Vudut pantuln\a adalah Vudut MDC ǃ VedanJkan Vinar pantuln\a adalah Vinar DC. Hal yang sama berlaku juga pada cermin cembung.a ) Sinar-sinar Istimewa pada Cermin CekungAgar dapat mengetahui pembentukan bayangan pada cermin cekung, kamu dapat menggunakan diagram sinar dan tiga sinar istimewa, seperti pada Tabel 11.2.Tabel 11.2 Sinar Istimewa pada Cermin CekungSinar IstimewaDiagram Sinara. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus. Sinar datangCermin cekungSinar pantulFMSumbu utamaNext >