CERMIN CEKUNG DAN CERMIN CEMBUNG
a. Pantulan Cahaya
Pemantulan artinya proses memantulkan. Memantul artinya
bergerak balik karena membentur sesuatu. Jadi, pemantulan dapat
diartikan sebagai peristiwa dimana arah gerak suatu benda berubah
karena cahaya mengenai suatu penghalang.
Pemantulan cahaya adalah peristiwa dimana cahaya
mengenai suatu penghalang sehingga arah gerak cahaya berubah;
arah gerakan cahaya setelah membentur benda penghalang berbeda
dengan arah gerak cahaya sebelum membentur benda penghalang.
Dalam pemantulan, berlaku hukum- hukum sebagai berikut:
- Sudut datang sama dengan sudut pantul
- Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada sebuah bidang datar.
Ketika sumber cahaya ditempatkan di depan cermin datar,
sinar yang dipantulkan akan menghambur atau menyimpang. Jika
cermin di bengkokkan berbentuk cekung, sinar pantul yang
terhambur akan lebih sedikit. Dengan bentuk cermin yang tepat,
sinar pantul terbentuk dalam garis-garis sejajar. Bentuk yang tepat
adalah parabola. Bentuk parabola digunakan
untuk membuat obor, lampu besar, dan lampu sorot mobil.
(a) sinar dari sumber cahaya didepan cermin datar dipantulkan
kesegala arah. (b) cermin cekung berbentuk lingkaran
membawa sinar pantul kedalam. (c) ketika cermin cekung
berbentuk parabola, sinar pantul sejajar satu sama lain dan
sumber cahaya berada pada fokus cermin
Cahaya dapat merambat kemana saja sepanjang lintasannya.
Dengan demikian, arah panah dari berkas sinar pada dapat di balik. Artinya semua sinar sejajar dari cahaya yang mengenai cermin cekung akan melewati suatu titik. Titik tersebut sangat penting. Titik ini di sebut focus cermin cekung garis yang melewati pusat cermin dan focus disebut sumbu utama dan jarak dari pusat cermin ke focus disebut jarak focus.
Jejak sinar dapat dimanfaatkan untuk menyelidiki sifat
bayangan pada cermin cekung. Jejak sinar merupakan teknik
penggambaran jalan sinar untuk mencari letak dan ukuran bayang
yang dibentuk cermin.
Seperti di tunjukkan pada, pusat cermin cekung disebut kutub. Titik pusat kelengkungan adalah titik yang jaraknya ke kutub dua kali jarak ke focus. Pernyataan ini berlaku untuk cermin lengkung berukuran kecil.Untuk cermin kecil, bentuk lingkaran atau sferis (bagian dari bola) lebih mudah dibuat daripada bentuk parabola. Perbedaan kedua bentuk itupun (sferis dan parabola) kecil. Untuk cermin khusus, seperti pada teleskop hubble bentuk yang digunakan adalah parabola.
Untuk cermin kecil, jarak fokus adalah setengah dari jarak titik
pusat kelengkungan dan kutub cermin.
Cermin lengkung atau sferis dapat dibayangkan sebagai bagian
dari bola utuh. Titik pusat kelengkungan ada di pusat bola
tersebut
b. Sinar-sinar Istimewa
Ketika sinar-sinar datang yang melalui titik fokus yang
mengenai permukaan cermin cekung, ternyata semua sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Akan tetapi, jika sinar datang dilewatkan melalui titik (titik kelengkungan lensa), sinar pantulnya akan dipantulkan ke titik itu juga.
Proses terbentuknya bayangan akibat pemantulan pada
cermin cekung dapat dipelajari dengan memperhatikan pemantulan
beberapa sinar istimewa berikut:
a) Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan
melalui titik fokus.
Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan
dipantulkan melalui titik fokus
utama.
Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan
sejajar sumbu utama.
c) Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan
dipantulkan ke titik itu juga.
Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan
cermin akan dipantulkan ke titik itu juga
c. Pembentukan Bayangan
Jika kita bercermin pada cermin cekung, kita tidak akan
mendapatkan bayangan selalu dibelakang cermin. Untuk melukis
bayangan benda pada cermin diperlukan paling sedikit dua sinar
istimewa.
Bayangan benda diletakkan pada jarak >2F atau dibelakang M.
Ketika kita meletakkan sebuah benda dengan jarak lebih
besar daripada titik fokus (diantara M dan F) cermin cekung,
bayangan benda yang terjadi selalu nyata karena merupakan
perpotongan langsung sinar- sinar pantulnya (didepan cermin cekung). Akan tetapi, ketika benda kita letakkan pada jarak diantara titik fokus dan cermin, kita tidak akan mendapatkan bayangan didepan cermin. Bayangan benda akan kelihatan dibelakang cermin cekung, diperbesar dan tegak.
Bayangan benda yang diletakkan antara M dan F memiliki
sifat nyata, terbalik dan diperbesar.
Benda diletakkan pada jarak antara M dan F.
Jarak antara pusat optis dan titik fokus disebut jarak fokus (f),
jarak benda ke cermin adalah S, jarak antara bayangan dan cermin
adalah S’.
Bayangan benda yang diletakkan diantara titik fokus dan cermin, memiliki sifat maya, sama tegak dan diperbesar.
Bayangan benda yang diletakkan diantara titik fokus
dan cermin.
d. Penyelesaian Perhitungan
Diagram jejak sinar dapat digunakan untuk menentukan
hubungan matematis antara letak benda dan baying, relative
tetrhadap cermin. Perhatikan gambar:
Deskripsi bayangan dapat ditentukan dengan
menggunakan persamaan.
𝒖 = Jarak benda ke cermin
𝒗 = Jarak bayangan ke cermin
𝒇 = Jarak fokus
𝑯𝒐 = Tinggi beda (objek)
𝑯𝒊 = Tinggi bayangan (image)
Sinar-sinar dari benda menyebar setelah mengenai cermin.
Dengan demikian, tidak mungkin membentuk bayangan nyata
dengan cermin cembung.
Pada gambar 1d.1, segitiga BAO dan EGO yang diwarnai
sebangun. Oleh karena itu 𝑯𝒊 / 𝑯𝒐 = 𝒗 / 𝒖
Dengan 𝑯𝒊 / 𝑯𝒐 sama dengan perbesaran, M, pada cermin.
Segitiga DOF dan EGF juga sebangun. Oleh karena itu
Karena bayangan dapat berada didepan cermin (disebut
bayangan nyata) atau berada di belakang cermin (disebut bayangan
maya) diperlukan keseragaman tanda untuk membedakan kedua
kemungkinan tersebut.
Dalam menggunakan persamaan cermin cekung, perlu diperhatikan aturan-aturan tanda berikut ini.
2 Cermin Cembung
a. Pantulan Cahaya
Lengkungan cermin cembung lebih mengarah keluar
daripada kedalam. Jika kita melihat melalui cermin cembung, kita
memiliki ruang pandang yang lebih luas. Cermin cembung
digunakan sebagai cermin pengaman disupermarket dan membantu
penglihatan pengemudi dijalan raya.
Sama seperti cermin cekung, cermin cembung memiliki
fokus, tetapi fokusnya maya karena berada dibelakang cermin. Sinar sejajar yang datang menuju sumbu utama dipantulkan seolah-olah datang dari fokus dibelakang cermin. Meskipun demikian, sinar-sinar yang digunakan dalam jejak sinar untuk cermin cekung masih dapat digunakan. Ingatlah bahwa fokus dan titik pusat kelengkungan berada disisi lain dari cermin.
Sinar-sinar dari benda menyebar setelah mengenai cermin.
Dengan demikian, tidak mungkin membentuk bayangan nyata
dengan cermin cembung.
Cermin cembung digunakan ketika pengamat membutuhkan
ruang pandang yang luas.
Cermin cembung melengkung ke arah luar. Orang yang berdiri
didepan cermin cembung akan menerima cahaya yang datang
dengan sudut yang sangat besar.
Sinar 1 menuju fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.
Sinar 2 menuju kutub dipantulkan bebawah sumbu dengan
sudut yang sama. Sinar 3 sejajar dengan sumbu utama
dipantulkan seolah-olah datang dari fokus.
b. Sinar-sinar Istimewa
Sinar – sinar pantul pada cermin cembung seolah-olah
berasal dari titik fokus menyebar ke luar. Seperti halnya pada cermin cekung, pada cermin cembung pun berlaku sinar- sinar istimewa, tetapi dengan sifat yang berbeda. Titik fokus cermin cembung berada dibelakang cermin sehingga bersifat maya dan bernikai negatif. Cermin cembung merupakan kebalikan cermin cekung.
Berikut ini adalah sinar- sinar istimewa pada cermin
cembung:
a. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan
seolah-olah dari titik fokus.
Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan
dipantulkan seolah-olah dari titik fokus.
b. Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu
utama.
Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan
sejajar sumbu utama.
c. Sinar datang menuju titik M (titik pusat kelengkungan) akan
dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga.
Sinar datang menuju titik M (titik pusat kelengkungan)
akan dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga.
c. Pembentukan Bayangan
Bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya
dan berada di belakang cermin. Mengapa demikian? Secara
geometris, kita cukup menggunakan dua berkas sinar istimewa
untuk mendapatkan bayangan pada cermin cembung. Jika sebuah lili didepan cermin cembung maka akan memiliki bayangan maya
dibelakang cermin.
Pembentukan bayangan pada cermin cembung.
Benda yang diletakkan didepan cermin cembung akan selalu
menghasilkan bayangan dibelakang cermin, dengan sifat maya,
sama tegak dan diperkecil. Hubungan antara jarak benda dan jarak
bayangan dan titik fokus memiliki persamaan yang sama dengan
cermin cekung. Perbedaannya, pada cermin cekung nilai jarak fokus selalu negatif (-).
Pembentukan bayangan pada cermin cembung
d. Penyelesaian Perhitungan
Sebelum diulas rumus cermin cembung, terlebih dahulu
dipahami beberapa aturan tanda cermin cembung.
Aturan Tanda Cermin Cembung
- Jarak benda (s)
Apabila benda berada di depan permukaan cermin yang
memantulkan cahaya, di mana cahaya melewati benda tersebut,
maka jarak benda (s) adalah positif.
- Jarak bayangan (s’)
Jika bayangan berada di depan permukaan cermin yang
memantulkan cahaya, di mana cahaya melewati bayangan
tersebut, maka jarak bayangan (s’) adalah positif (bayangan
nyata). Jika bayangan berada di belakang permukaan cermin
yang memantulkan cahaya, di mana cahaya tidak melewati bayangan tersebut, maka jarak bayangan adalah negatif
(bayangan maya).
- Jari-jari kelengkungan (R)
Pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang
permukaan cermin yang memantulkan cahaya, di mana cahaya
tidak melaluinya karenanya jari-jari kelengkungan cermin
cembung adalah negatif. Jari-jari kelengkungan negatif maka
panjang fokus (f) juga negatif.
- Tinggi benda (h)
Jika benda berada di atas sumbu utama cermin cembung maka
tinggi benda (h) adalah positif (benda tegak). Sebaliknya apabila
benda berada di bawah sumbu utama cermin cembung maka
tinggi benda adalah negatif (benda terbalik).
- Tinggi bayangan (h’)
Jika bayangan berada di atas sumbu utama cermin cembung
maka tinggi bayangan (h’) adalah positif (bayangan tegak).
Apabila bayangan berada di bawah sumbu utama cermin
cembung maka tinggi bayangan adalah negatif (bayangan
terbalik).
- Perbesaran bayangan (m)
Apabila perbesaran bayangan > 1 maka ukuran bayangan lebih
besar daripada ukuran benda. Bila perbesaran bayangan = 1
maka ukuran bayangan sama dengan ukuran benda. Jika
perbesaran bayangan < 1 maka ukuran bayangan lebih kecil
daripada ukuran benda.
Terdapat dua berkas cahaya yang digambarkan menuju
cermin cembung lalu berkas cahaya tersebut dipantulkan oleh
22 cermin cembung.
Keterangan gambar :
s = jarak benda,
s’ = jarak bayangan,
h = P P’ = tinggi benda,
h’ = Q Q’ = tinggi bayangan,
F = titik fokus cermin cembung.
Pada berkas cahaya P’AS, segitiga P’AP serupa dengan segitiga
Q’AQ. Dengan demikian:
Pada berkas cahaya P’BR, segitiga BFA serupa dengan segitiga
Q’FQ di mana jarak AB = tinggi benda (h) dan jarak FA = panjang
fokus (f) cermin cembung. Dengan demikian:
Ruas kiri dan ruas kanan persamaan 1 dan 2 sama, karenanya ruas kanan disamakan:
Kalikan kedua ruas persamaan dengan s’:
Berpedoman pada aturan tanda cermin cembung maka
rumus ini dapat diubah menjadi seperti rumus cermin cekung, jika
jarak bayangan (s’) diberi tanda negatif karena bayangan tidak
dilalui berkas cahaya dan panjang fokus (f) juga diberi tanda negatif karena titik fokus cermin cembung tidak dilalui berkas cahaya (bandingkan dengan gambar pembentukan bayangan di atas). Sesuai dengan pernyataan ini maka rumus cermin cembung di atas berubah menjadi:
Keterangan:
s = jarak benda,
s’ = jarak bayangan,
f = panjang fokus.
Ingat selalu aturan tanda cermin cembung ketika
menggunakan rumus ini untuk menyelesaikan soal cermin
cembung, bernilai negatif pada jarak fokus karena fokusnya maya.
Untuk alasan itu, cermin cembung terkadang disebut cermin negatif.
DAFTAR PUSTAKA
Lofts, Graeme, dkk. Jacaranda Fisika 1 (alih bahasa: Dr. Suprijadi). Ganeca Exact. 2008.
Purwoko, Fendi. Fisika 1 SMA kelas X. Jakarta: Yudhistira. 2010.
Suwarna, Iwam Permana. Optik. Bogor: CV. Duta Grafika. 2010.
https://academia.edu/cahaya
https://google.com/gambar/sinar-sinar-istimewa-cermin cekungdancembung
https://fisikasma-online.blogspot.com
https://rumusfisika.com
https://kidnesia.com
https://google.com/gambar/pembentukan-bayangan-pada-cermin-cembung
https://gurumuda.net/rumus-cermin-cembung.htm
Tidak ada komentar:
Posting Komentar