Rangkuman Materi Optik Geometri dan Teleskop

Berikut ini Rangkuman Materi Optik Geometri. Materi ini mengkaji interaksi antara cahaya dan alat optik tembus cahaya seperti kaca dari tinjauan Geometri bangun ruang.

1. Hukum-Hukum Pemantulan
2. Cermin Datar
3. Cermin Lengkung
4. Hukum-Hukum Pembiasan
5. Lensa Tipis

Sistem Optik

A. Sifat-Sifat Cahaya

1. Berbentuk Gelombang Elektromagentik sehingga dapat merambat di ruang hampa
2. Memiliki arah rambatan yang lurus dan merambat dalam bentuk Transversal
3. Dapat mengalami Pemantulan, Pembiasan, Interferensi, Difraksi, dan Polarisasi.

B. Hukum Snellius Pemantulan

Hukum snellius membahas tentang pemantulan cahaya yang menerpa sebuah bidang pantul. Hukum berisi dua hukum yakni:

1. Sudut datang dan sudut pantul sama besarnya terhadap garis normal
2. Sinar datang, sinar pantul, garis normal dan bidang pantul berada pada satu satu bidang datar yang sama.

Rumus pembentukan Bayangan pada Cermin.

h_{cermin}= \frac{1}{2}h_{benda}

C. Cermin Lengkung

Cermin lengkung adalah cermin yang terbuat dari potongan cermin berbentuk lingkaran yang memiliki jari-jari kelengkungan R dan titik fokus f.

a. Cermin cekung

Pemantulan sinar pada cermin cekung dapat digambarkan dengan sinar-sinar istimewa.

1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan menuju titik fokus.
2. Sinar datang dari titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.
3. Sinar datang melewati titik R dipantulkan kembali ke arah yang sama.

Rumus Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung

\frac{1}{f}=\frac{1}{s_i}+\frac{1}{s_o}

Rumus tinggi benda

M = -|\frac{h'}{h}|=-|\frac{s'}{s}|

b. Cermin Cembung

Cermin cembung adalah cermin yang kelengkungan di belakang cermin. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung :

1. sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan seakan-akan datang dari titik fokus
2. sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
3. sinar datang yang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali melalui lintasan yang sama.
4. sinar datang ke titik titik tengan cermin dipantulkan simetris terhadap sumbu utama

Rumus pembentukan bayangan pada cermin cembung

-\frac{1}{f}=\frac{1}{s_i}+\frac{1}{s_o}

Perhatikan tanda negatif pada nilai fokus. Hal ini menunjukkan titik fokus berada di belakang cermin atau di daerah maya.

D. Hukum Snellius Tentang Pembiasan

Pembiasaan adalah peristiwa pembelokan Cahaya ketika berpindah dari medium ke medium dengan indeks bias berbeda. Contoh Peristiwa Pembiasan :

Pembiasaan mengikuti hukum Snellius tentang pembiasaan yakni:

1. Sinar datang dari medium kurang rapat ke yang lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal dan berlaku sebaliknya.

Hubungan antara sudut datang dan sudut bias adalah :

n_1 \sin \theta_1=n_2 \sin \theta_2

E. Lensa Lengkung

Lensa lengkung adalah lensa yang memiliki bentuk irisan dari lensa lingkaran. Lensa ini terdiri dari dua jenis yang Lensa cembung dan Lensa cekung

a. Lensa Cembung

Lensa cembung adalah lensa yang memiliki fokus bernilai positif. Sinar istimewa pada lensa cembung identik dengan cermin cekung, hanya saja sinarnya tidak dipantulkan tapi dibelokkan ke fokus yang ada di belakang lensa. Bentuk sinar istimewa seperti berikut

1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama dibiaskan menuju titik fokus.
2. Sinar datang dari titik fokus dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.
3. Sinar datang melewati pusat lensa tidak dibelokkan.

Rumus pembentukan bayangan identik dengan rumus pembentukan bayangan pada cermin cekung.

\frac{1}{f}=\frac{1}{s_i}+\frac{1}{s_o}

b. lensa cekung

Lensa cekung adalah lensa yang memiliki kelengkungan berada di depan dari masing-masing permukaan lensa. Sinar istimewa pada lensa cekung adalah :

1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama dibiaskan seolah-olah datang dari titik fokus
2. Sinar dari yang menuju pusat lensa tidak dibiaskan
3. Sinar datang menuju titik fokus dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.

Contoh Kasus

1. Sebuah benda dengan diletakkan 10 cm didepan cermin cekung. Jike cermin cekung memiliki jari-jari kelengkungan sebesar 15 cm. Dimanakah dan berapakah tinggi bayangan dari benda?
2. Mengapa pembuatan teropong bintang lebih memilih menggunakan cermin cekung dibandingkan dengan lensa cembung?
3. Sebuah benda berukuran 10 mm ingin diamati dengan lensa cekung dengan fokus 10 cm. Dimanakah benda diletakkan agar bayangannya 2 kali lebih besar dari bendanya?
4. Jika lensa cembung dan cermin cekung membuat bayangan benda yang jauh (hampir tak terhingga) menjadi dekat namun membuat ukurannya menjadi sangat kecil, mengapa lensa cembung dan cermin cekung dijadikan bahan pembuat teropong?
5. Jika cahaya akan terdispersi ketika memasukan lensa, jelaskan dampaknya yang terjadi jika lensa digunakan sebagai bahan pembuat teropong?