PEMANTULANKELOMPOK IV

HADI L MANURUNGNORA FIKA SITUMORANG

RISKA FATIMAHSADIMAH M ARMYS

BAB I PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang

Tidak dapat dipungkiri bahwa dalam kehidupan sehari-hari terdapat peristiwa-peristiwa yang dalam ruang lingkup fisika, salah satunya adalah pemantulan. Sebelum kita mengetahui bagaimana terjadinya peristiwa pemantulan berbagai pertanyaan timbul dalam benak kita seperti mengapa kita dapat melihat benda di sekitar kita? Bagaimanakah proses terjadinya? Mengapa pada siang hari saat matahari bersinar terang, permukaan air kolam atau air laut tampak berkilat-kilat.

Jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut dapat dijelaskan oleh konsep fisika mengenai pemantulan dimana kita dapat melihat benda di sekitar kita karena benda tersebut memantulkan cahaya ke mata kita. Hal serupa juga terjadi pada saat kita bercermin di depan cermin. Kita dapat melihat bayangan kita di dalam cermin, karena cermin memantulkan cahaya yang dipantulkan oleh tubuh kita.

Dan peristiwa pemantulan tidak lepas dari penggunaan cermin maupun lensa. Dalam kehidupan sehari-hari manusia kerap kali menggunakan cermin untuk kebutuhannya baik itu cermin datar, cermin cembung maupun cermin cembung. Maka dari itu disusunlah penulisan makalah ini guna menunjang pembelajaran mengenai pemantulan baik dari segi prinsip, hukum dan kegunaannya.

1.2. Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah pada pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut :1. Apa yang dimaksud prinsip fermat?2. Bagaimana bunyi hukum pemantulan?3. Bagaimana pemantulan pada cermin datar dan sifat bayangan yang dihasilakan?4. Bagaimana pemantulan pada cermin lengkung dan sifat bayangan yang dihasilkan?

1.3. TujuanTujuan dari makalah ini adalah sebagai berikut :1. Menjelaskan tentang prinsip fermat2. Menjelaskan bunyi hukum pemantulan3. Menjelaskan pemantulan pada cermin datar dan sifat bayangan yang dihasilkan4. Menjelaskan pemantulan pada cermin lengkung dan sifat bayangan yang dihasilkan.

BAB II PEMBAHASAN PRINSIP FERMAT

Perambatan cahaya juga dapat dijelaskan oleh prinsip fermat yang pertama kali dinyatakan di abad 17 oleh matematikawan prancis pierre de fermat: “ lintasan dapat di lalui oleh cahaya untuk merambat dari satu titik ke titik lain adalah sebagian rupa sehingga wakti perjalanannya minimum”

Pernyataan ini tidak mencakup semua kasus. Waktu perjalanan untuk lintasan yang diambil (dilalui) oleh cahaya tidak selalu minimum. Kadang-kadang (bahkan) maksimum. Prinsip fermat yang lebih lengkap dan lebih umum adalah : “ lintasan yang dilalui oleh cahaya untuk merambat dari sati titik kr itik lain adalah sedemikian rupa sehingga waktu perjalanan itu tidak berubah sehubungan dengan variasi variasi dalam lintasan tersebut.”

Pierre de Fermat (1601-1665) mengembangkan sebuah prinsip umum yang dapat digunakan untutk menentukan lintasan cahaya sewaktu merambat dari satu titik ke titik lain. Prinsip Fermat menyatakan bahwa ketika sinar cahaya merambat antara dua titik, lintasannya pastilah yang membutuhkan selang waktu terkecil. Akibat yang jelas dari prinsip ini adalah bahwa lintasan-lintasan dari sinar cahaya yang merambat dalam medium yang homogeny adalah garis lurus, karena suatu garis lurus adalah jarak terpendek antara dua titik.

Prinsip Fermat dapat digunakan untuk menurunkan hukum pembiasan Snellius. Misalkan berkas sinar merambat dari titik P di medium 1 ke titik Q di medium 2, dimana P dan Q, masing-masing berada pada jarak-jarak yang tegak lurus a dan b, dari perbatasan. Kelajuan cahaya adalah c/n1 di medium 1 dan c/n2 di medium 2.  

Gambar Geometri untuk menurunkan hukum pembiasan Snellius menggunakan prinsip Fermat.

2.2. PEMANTULAN CAHAYAApabila cahaya mengenai suatu permukaan maka cahaya akan dipantulkan. Arah rambatan cahaya digambarkan sebagai garis lurus yang disebut berkas cahaya. Sedangkan berkas cahaya adalah kelompok sinar-sinar cahaya. Berkas cahaya dikelompokkan tmenjadi iga macam, yaitu : Berkas cahaya sejajar, berkas cahaya divergen (menyebar), Berkas cahaya konvergen (mengumpul) 

2.2.1. Hukum Pemantulan Cahaya Dari pengamatan, kita peroleh hukum pemantulan cahaya, yaitu:1) Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.2) Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r).

Gambar: Hukum Pemantulan Cahaya

Ada tiga macam pemantulan cahaya yang terjadi pada benda tidak tembus cahaya, yaitu :1. Pemantulan Cahaya TeraturMengapa ada benda yang jika disinari tampak menyilaukan dan ada yang tidak? Apabila benda-benda seperti cermin datar, perak datar, air yang tenang disinari dengan sinar matahari, maka sinar-sinar dipantulkan dalam arah yang sama sehingga tampak berkilauan. Pemantulan demikian dinamakan pemantulan teratur.

Gambar Pemantulan Cahaya Teratur

Pemantulan teratur umumnya terjadi pada permukaan yang rata seperti pada cermin yang bersih. Pemantulan beraturan terjadi pada benda yang permukaannya rata, seperti pada cermin datar. Berkas cahaya sejajar yang datang menuju cermin datar dipantulkan secara sejajar.

2. Pemantulan Cahaya BaurKemudian, coba sinarilah kertas putih, apakah kertas tampak berkilauan? Ternyata tidak, berarti tidak semua sinar pantul sama arahnya. Pemantulan demikian disebut pemantulan baur atau difus (tidak teratur).

Gambar Pemantulan Cahaya Baur

Sedangkan pemantulan baur umumnya terjadi pada permukaan yang tidak rata seperti pada cermin yang kotor. Pemantulan baur terjadi pada benda yang permukaannya tidak rata. Berkas cahaya sejajar yang mengenai permukaan tidak teratur akan dipantulkan baur.

Pemantulan beraturan menyebabkan penglihatan mata silau, sedangkan pemantulan baur membuat penglihatan menjadi nyaman. Sebuah benda yang terletak di depan cermin akan membentuk bayangan. Cermin adalah benda gelap yang dapat memantulkan seluruh berkas cahaya yang jatuh pada permukaannya.

3. Pemantulan Cahaya Sempurna

Gambar Pemantulan Cahaya Sempurna

Pemantulan sempurna terjadi jika :sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat;sudut datang lebih besar dibandingkan dengan sudut batas.∠CON = sudut batas = sudut datang yang menghasilkan sudut bias sebesar 90o

2.2.2. Pemantulan Cahaya pada Cermin DatarCermin adalah benda yang permukaannya halus mengkilap dan bersifat menatulkan cahaya. Hampir seluruh cahaya yang datang pada cermin dapat dipantulkannya.

Lukisan Pembentukan Bayangan pada Cermin DatarUntuk melukis sebuah bayangan pada cermin datar dapat ditempuh dengan cara

melukis sinar pertama datang dari benda ke cermin, dan dipantulkan sedemikian rupa sehingga sudut datang sama dengan sudut pantul.

Dengan cara yang sama, lukislah sinar kedua dengan sudut datang berbeda, perpanjanglah kedua sinar pantul ke arah belakang cermin dengan garis putus-putus sehingga berpotongan! Perpotongan perpanjangan sinar pantul itulah yang merupakan letak bayangan.

Gambar Pembentukan bayangan pada cermin datar

Sifat bayangan akhir pada cermin datar adalah :1.  Maya2.  Tegak3.  Sama besar4.  Jarak benda ke cermin= jarak bayangan ke cermin5.  Menghadap terbalik dengan benda aslinya Perbesaran bayangan pada cermin datar dirumuskan sebagai berikut :

Jika dua buah cermin datar disusun membentuk sudut tertentu, jumlah bayangan yang terbentuk adalah :

2.2.3. Pemantulan Pada Cermin Lengkung (Sferik)

Cermin sferik adalah cermin lengkung seperti permukaan lengkung sebuah bola dengan jari-jari kelengkungan R. Cemin ini dibedakan atas cermin cekung (konkaf) dan cermin cembung (konveks). Setiap cermin sferik baik itu cermin cekung ataupun cermin cembung memiliki fokus f yang besarnya setengah jari-jari kelengkungan cermin tersebut.

Cermin Cekung dan Cembung

NO CEKUNG CEMBUNG1. Cermin cekung memiliki sifat

mengumpulkan cahayaCermin cembung memiliki sifat divergen (menyebar) cahaya

2. Titik fokus cermin cekung berada di belakang cermin sehingga bersifat nyata dan bernilai negatif.

Titik fokus cermin cembung berada di belakang cermin sehingga bersifat maya dan bernilai negatif.

3. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.

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

4. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

5. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan ke titik yang sama

Sinar datang menuju titik M (titik pusat kelengkungan) akan dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga

Penempatan ruang benda pada cermin cekung

Sifat-sifat bayangan pada cermin cekung berdasarkan ruang penempatan benda.• Benda di ruang I : maya, tegak, diperbesar. • Benda di ruang II : nyata, terbalik, diperbesar. • Benda di ruang III : nyata, terbalik, diperkecil. • Benda tepat di pusat kelengkungan : nyata, terbalik, sama besar.

Pada cermin cekung terdapat sinar-sinar istimewa sebagai berikut.a.    Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.

 

b.    Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

c.    Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan ke titik yang sama

Hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) akan menghasilkan jarak fokus f. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis :

Dengan :f = jarak fokus (m),s = jarak benda (m),s’ = jarak bayangan (m).

 

 

sedangkan perbesaran bayangannya menggunakan rumus :

Dengan : s = jarak benda dari cermins’ = jarak bayanganh’ = tinggi bayanganh = tinggi benda

Manfaat Cermin Cekung di Kehidupan Sehari-hari. Pemanfaatan cermin cekung cukup banyak diantaranya :• Digunakan sebagai pemantul pada lampu mobil atau berbagai lampu sorot yang lain• Pemantul pada lampu senter•Sebagai antena parabola penerima sinyal radio•Sebagai pengumpul sinar matahari pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pemantulan Pada Cermin Cembung

Untuk cermin cembung memiliki sifat bayangan yang dihasilkan sebagai berikut:• Bayangan yang dihasilkan cermin cembung bersifat maya dan tegak.• Ukuran bayangan yang dihasilkan lebih kecil dari ukuran benda sesungguhnya atau memiliki sifat diperkecil, sehingga memungkinkan sudut pandang yang dihasilkan pada cermin cembung bisa lebih lebar.

Cermin cembung memiliki sifat divergen (menyebar) cahaya. Jika sinar datang sejajar sumbu utama mengenai cermin cembung, sinar akan di pantulkan menyebar. Jika sinar-sinar pantul pada cermin cembung maka sinar akan berpotongan di titik fokus (titik api) di belakang cermin. Pada perhitungan, titik api cermin cembung bernilai negatif karena bersifat semu. 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 di belakang cermin sehingga bersifat maya dan bernilai negatif. Cermin cembung merupakan kebalikan cermin cekung.

Pada cermin cembung terdapat sinar-sinar istimewa sebagai berikut. 1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus.

  

2. Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

3. Sinar datang menuju titik M (titik pusat kelengkungan) akan dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga.

Rumus atau persamaan cermin cembung mirip seperti cermin cekung hanya saja nilai fokusnya (F) negatif. Untuk rumus perbesaran cermin cembung sama seperti cermin cekung.

Dengan :f = fokus cermins = jarak benda dari cermins’= jarak bayangan

 Manfaat cermin cembung di kehidupan sehari-hari diantaranya adalah:1. Cermin cembung dipakai sebagai kaca spion berbagai alat transportasi2. Sebagai cermin pencegah tabrakan yang sering dipasang di pertigaan atau di perempatan jalan. 

BAB III PENUTUPA. KESIMPULANSesuai dengan tujuan dibuatnya makalah ini serta pembahasan yang sudah ada maka dapat disimpulkan bahwa:1. Prinsip fermat yang lebih lengkap dan lebih umum adalah : “ lintasan yang dilalui oleh cahaya untuk merambat dari sati titik kr itik lain adalah sedemikian rupa sehingga waktu perjalanan itu tidak berubah sehubungan dengan variasi variasi dalam lintasan tersebut.”

2. Dari pengamatan, kita peroleh hukum pemantulan cahaya, yaitu: 1) Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. 2) Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r).

3. Pemantulan cermin datar menghasilkan sifat bayangan yaitu: 1)  Maya 2)  Tegak 3)  Sama besar 4)  Jarak benda ke cermin= jarak bayangan ke cermin 5)  Menghadap terbalik dengan benda aslinya

4. Pemantulan pada cermin leengkung terbagi atas dua yaitu : pemantulan pada cermin cekung dan pemantulan pada cermin cembung.

Pada cermin cekung semua cahaya yang datang sejajar sumbu utama akan difokuskan sesuai dengan sifatnya yaitu mengumpulkan cahaya. Titik berkumpulnya sinar-sinar pantul disebut titik fokus atau titik api yang terletak di sumbu utama.

Sedangkan pada cermin cembung memiliki sifat divergen (menyebar) cahaya. Jika sinar datang sejajar sumbu utama mengenai cermin cembung, sinar akan di pantulkan menyebar. Jika sinar-sinar pantul pada cermin cembung maka sinar akan berpotongan di titik fokus (titik api) di belakang cermin. Pada perhitungan, titik api cermin cembung bernilai negatif karena bersifat semu.