OPTIK : Pendahuluan
OPTIKA
GEOMETRI
Disusun oleh:
Kelompok 6 / Pendidikan Fisika 5B
Gita Verawati
Rhodiatussholihah
Rosita Nur Azmi
A. OPTIK
Kata optik berasal dari bahasa
Latin, yang artinya tampilan. Optika
adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku atau sifat-sifat cahaya dan
interaksi cahaya dengan materi. Intinya optika membahas tentang gejala-
gejala optik (Suwarna,
2010:1).
Optik memiliki dua kajian pokok
yaitu optika geometri dan optika fisis. Optika Geometri merupakan bagian
fisika yang membahas fenomena-fenomena atau
sifat-sifat cahaya dengan menggunakan
alat yang ukurannya
relatif lebih besar dibandingkan
dengan panjang gelombang cahaya. Optika Fisis merupakan bagian fisika
yang membahas fenomena atau
sifat-sifat cahaya dengan
menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif
sama atau lebih
kecil dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya (Surya, 2009:3)
B. SEJARAH OPTIK
1. Periode I (Zaman purbakala – 1500)
a.
Mozi
(476 SM – 486 SM)
Mozi merupakan ilmuwan dari Cina. Mozi menggambarkan
pengetahuan optik dasar, termasuk definisi dan menciptakan visi, propagasi
cahaya dalam garis lurus, lubang jarum pencitraan, hubungan objek dan gambar di
pesawat cermin, cermin cembung dan cermin cekung.
b.
Euclid (275 SM - 330 SM)
Dalam optika, ia mencatat bahwa perjalanan cahaya dalam garis
lurus dan menjelaskan hukum refleksi. Euclid percaya bahwa visi melibatkan
sinar pantul dari mata ke obyek yang dilihat dan dia juga mempelajari hubungan
antara ukuran nyata dari objek dan sudut bahwa mereka subtend.
c.
Clauidius
Ptolemy (90 M - 168 M)
Claudius Ptolemy berasal dari Yunani. Dia membahas sebuah
studi refraksi, termasuk refraksi atmosfer. Disarankan bahwa sudut bias
sebanding dengan sudut insiden.
d.
Al-Kindi
(801 M -
873 M)
Ilmuwan muslim pertama yang mencurahkan pikirannya ke dalam
ilmu optik. Al-Kindi membahas tentang refleksi cahaya serta prinsip-prinsip
persepsi visual. Buah pikiran Al-Kindi tentang optik tercatat dalam kitab
berjudul De Radiis Stellarum. Bukunya
tersebut sangat mempengaruhi sarjana-sarjana barat. Tidak heran apabila teori
yang dicetuskan Al-Kindi tentang optik menjadi hukum-hukum perspektif di era Renaisans
Eropa. Menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan
yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.
e.
Ibnu
Sahl (940 M -
1000 M)
Ibnu Sahl merupakan seorang matematikus yang mendedikasikan
dirinya di Istana Baghdad. Pada tahun 984 M, dia menulis risalah yang berjudul On
Burning Mirrors and Lenses (pembakaran
cermin dan lensa). Dalam risalah itu, Ibnu Sahl mempelajari cermin
membengkok dan lensa membengkok serta titk api cahaya. Ibnu Sahl pun menemukan
hukum refraksi (pembiasan) yang secara matematis setara dengan hukum snell. Dia
menggunakan hukum pembiasan cahaya untuk memperhitungkan bentuk-bentuk lensa
dan cermin yang titik fokus cahayanya berada di sebuah titik poros.
f.
Ibnu
Al-Haitam (965 M -
1040 M)
Ia merupakan ilmuwan muslim di bidang optik. Ia adalah sarjana
pertama yang menemukan berbagai data penting mengenai cahaya. Dalam bukunya
yang berjudul Al-Manazir (Buku Optik), ia menjelaskan beragam fenomena cahaya
termasuk sistem pengelihatan manusia yang pernah di kembangkan oleh Ptolemous
dan Euclides. Ia menyimpulkan bahwa dalam pengelihatan manusia retinalah yang
menjadi pusat pengelihatan dan benda bisa terlihat karena memantulkan
cahaya. Ia juga meyakini bahwa sinar
cahaya keluar dari garis lurus dari setiap titik di permukaan yang bercahaya.
g.
Kamal
Al-Din Al-Farisi (1267 M -
1319 M)
Kamal merupakan ahli fisika muslim yang berasal dari Persia.
Dalam bidang optik ia berhasil merevisi teori pembiasan cahaya dan ia juga
mampu menjelaskan fenomena alam bernama pelangi menggunakan matematika.
h.
Roger
Baconn (1214 M -
1292 M)
Bacon menganggap bahwa kecepatan cahaya yang terbatas dan itu
disebarkan melalui media dengan cara yang analog dengan propagasi suara. Ia
juga menggambarkan sebuah penelitian tentang perbesaran benda kecil menggunakan
lensa cembung. Dan ia juga menghubungkan fenomena pelangi dengan refleksi sinar
matahari dari air hujan.
i.
Leonardo
da Vinci (1452 M – 1519 M)
Leonardo merintis studi tentang anatomi manusia, dia lebih
cenderung pada bidang medis. Ia berbicara pada optik fisiologia mengenai mata.
2. Periode II (1550 - 1800)
a.
Johanes
Kepler (1571 – 1630)
Kepler menyatakan bahwa intensitas cahaya dari sumber titik
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya, cahaya yang dapat
diperbanyak melalui jarak jauh tanpa batas dan bahwa kecepatan propagasi adalah
tak terbatas. Ia juga menjelaskan pembentukan gambar pada retina oleh lensa
pada mata. Kepler menemukan refleksi internal total, tetapi tidak dapat
menemukan hubungan yang memuaskan antara sudut datang dan sudut bias. Ia adalah
orang pertama yang menjelaskan cara kerja mata.
b.
Van
Roijen Willebord Snell (1580 – 1626)
Dalam optika snell menemukan indeks bias sebagai rasio dari
sinus sudut pembiasan.
c.
Francesco Maria Gimaldi (1618 - 1663)
Francesco menggambarkan pengamatan difraksi ketika ia melewati
cahaya putih melalui lubang kecil. Ia menyimpulkan bahwa cahaya adalah cairan
yang menunjukkan gelombang seperti gerakan.
d.
Robert Hooke (1635 – 1703)
Hooke melakukan pengamatan dengan mikroskop senyawa yang
memiliki lensa objektif dan lensa konvergen mata konvergen. Melalui pengamatan
tersebut Hooke mengajukan sebuah teori gelombang untuk propagasi cahaya.
e.
Isaac
Newton (1642 – 1727)
Ia menemukan pemecahan atas cahaya putih menjadi warna
komponennya ketikamelewati sebuah prisma. Newton menyimpulkan bahwa sinar
matahari terdiri dari cahaya warna yang berbeda yang dibiaskan oleh kaca untuk
luasan yang berbeda. ia juga menganggap cahaya adalah sebuah partikel yang
sangat halus.
3. Periode III (1800 – 1890)
a.
Thomas Young (1773 - 1829)
Thomas menyatakan bahwa cahaya terdiri dari gelombang. Ia
menjelaskan bahwa akan ada interaksi ketika dua gelombang cahaya bertemu.
b.
Etiene Louis Malus (1755 - 1812)
Etiene mendapatkan hasil pengamatan dari cahaya yang
dipantulkan dari jendela Luxembourg Palais di paris melalui kristal kalsit.
c.
David Brewster (1781 - 1868)
Brewster menunjukkan bahwa ada hubungan antara sudut kejadian
di mana sinar cahaya yang dipantulkan dari sebuah interface.
d.
Dominique Jean Francois Arago (1786 - 1853)
Menurut Dominique bahwa dua berkas cahaya terpolarisasi dalam
arah tegak lurus, akhirnya menghasilkan perkembangan teori gelombang cahaya
transversal.
e.
Augustin Jean Fresnel (1788 - 1827)
Fresnel menemukan interferensi dan mempelajari teori gelombang
cahaya. Ia juga menunjukkan bahwa fenomena difraksi dijelaskan sepenuhnya oleh
interferensi gelombang cahaya.
4. Periode IV (1887 – 1925)
a.
Albert Eeinstein (1879 -1955)
Ia menjelaskan efek foto listrik dengan dasar bahwa cahaya
adalah terkuantisasi, yang kuanta yang kemudian dikenal sebagai foton. Teori
kuanta cahaya adalah indikasi kuat dari dualitas gelombang partikel.
5. Periode V (1925- sekarang)
a.
Michelson (Amerika, 1852 -1931)
Michelson melakukan percobaan yang dapat menentukan kecepatan
cahaya.
b.
Arthur Schawlow L (1921 – 1999)
Arthur mengusulkan bahwa dari spektrum memunculkan sebuah
laser.
C. CAHAYA
Cahaya merupakan sejenis
energi berbentuk gelombang
elekromagnetik yang bisa
dilihat dengan mata. Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum
pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah
299,792,458 meter per detik
(Suwarna, 2010:7).
Sifat-sifat cahaya yaitu (Suwarna, 2010: 9):
1.
Dapat dilihat oleh mata
2.
Memiliki arah
rambat yang tegak lurus arah getar (transversal)
3.
Merambat menurut
garis lurus
4.
Memiliki energi
5.
Dipancarkan dalam
bentuk radiasi
6.
Dapat mengalami
pembiasan, interfensi, difraksi (lenturan), dan polarisasi (terserap sebagian arah getarnya)
Jenis
berkas cahaya:
1. Berkas cahaya sejajar
------------------------------- ►
------------------------------- ►
------------------------------- ►
------------------------------- ►
2. Berkas cahaya mengumpul (konvergen)
3. Berkas cahaya menyebar (divergen)
Jenis Pemantulan Cahaya:
1.
Pemantulan Teratur (specular
reflection) terjadi karena pemantulan cahaya oleh
permukaan-permukaan halus seperti cermin datar, sehingga berkas-berkas cahaya sejajar
satu dengan yang lainnya
2. Pemantulan Baur (diffuse
reflection) terjadi karena pemantulan cahaya oleh
permukaan yang kasar seperti kertas, sehingga cahaya yang dipantulkan ke segala
arah (berkas-berkas cahaya tidak sejajar satu dengan yang lainnya).
D. Pemantulan
Cahaya pada Cermin
1. Hukum
Pemantulan
Hukum I
Snellius tentang pemantulan adalah (Surya, 2009: 4):
a.
Sinar datang, sinar pantul dan
garis normal berpotongan pada satu titik
dan terletak pada satu bidang.
b.
Sudut datang (/) sama dengan
sudut pantul (r), i = r.
2. Jenis dan
Sifat Cermin
Secara umum cermin terbagi ke dalam
dua jenis, yaitu:
a.
Cermin Datar
b.
Cermin Lengkung (Cermin Cekung
dan Cermin Cembung)
Setiap
jenis cermin memiliki sifatnya masing-masing, yaitu adalah sebagai berikut
(Suwarna, 2010: 34-56):
a.
Cermin datar memiliki sifat:
Maya, Tegak, Sama Tinggi.
b.
Cermin cembung memiliki sifat :
Maya, Tegak, Diperkecil.
c.
Cermin cekung memiliki sifat
tergantung benda berada di ruang I (Maya,
Tegak, Diperbesar) ruang II (Nyata,
Terbalik, Diperbesar) dan ruang III
(Nyata, Terbalik, Diperkecil).
3.
Cermin Datar
Cara melukiskan menbentukan
bayangan pada cermin datar dapat kita lihat pada gambar berikut :
Keterangan : S = Proses jalannya sinar, h = tinggi
benda, h’ = tinggi bayangan
Daftar Pustaka
Giancoli
Dauglas.C. 2001. Fisika edisi
kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Surya,
Yohanes.2009.OPTIKA. Tangerang: PT
Kandel.
Suwarna,
Iwan Permana.2010.OPTIK. Bogor: Duta
Grafika.
Rijool92. Sejarah
Optika setiap Periode.
Komentar
Posting Komentar