PEMANTULAN dan Pembiasan

Optika Geometri mempelajari sifat-sifat cahaya sebagai gelombang yang rnengalami pemantulan dan pembiasan.

Sinar dalam optika adalah berkas sempit cahaya yang diidealkan. Sinar digunakan untuk memodelkan pemancaran cahaya melalui sebuah sistem optik, dengan membagi medan cahaya ke dalam sinar diskret (terpisah) yang kemudian dapat disebarkan melalui sistem menggunakan teknik pelacakan sinar. Ini memungkinkan sistem optik yang sangat rumit dianalisis secara matematis atau disimulasikan oleh komputer.

Ada berbagai sinar khusus yang dapat digunakan dalam pemodelan optik untuk menganalisis sistem optik.

Interaksi dengan permukaan

• Sinar datang adalah berkas cahaya yang menyentuh permukaan. Sudut antara sinar ini dan garis tegak lurus dengan permukaan (garis normal) adalah sudut datang

• Sinar pantul, berhubungan dengan suatu sinar datang, adalah sinar yang mewakili cahaya yang dipantulkan oleh permukaan. Sudut antara garis normal dengan sinar pantul disebut sebagai sudut pantul. Hukum pemantulan cahaya menyebutkan untuk permukaan yang tidak menghamburkan cahaya sudut pantul selalu sama dengan sudut datang.
• Sinar bias, berhubungan dengan suatu sinar datang, mewakili cahaya yang diteruskan/ditransmisikan melalui permukaan. Sudut antara sinar ini dengan garis normal dikenal sebagai sudut pembiasan, dan dapat dihitung dari Hukum Snellius.
• Pada bahan tertentu sinar yang terbiaskan dapat terpecah menjadi sinar biasa dan sinar luar biasa, dengan indeks bias berbeda.

PEMANTULAN (REFLEKSI)

Pada proses pemantulan berlaku: • sinar datang d, garis normal N dan sinar pantul p terletak pada bidang datar • sudut datang (a) = sudut pantul (b)

PEMBIASAN (REFRAKSI)

Pada proses pembiasan berlaku Hukum SNELLIUS: • sinar datang dari medium kurang rapat (n1) menuju medium lebih rapat (n2) akan dibiaskan mendekati garis normal, begitu juga sebaliknya. sin i / sin r = n2 / n1 = v1 / v2 = kontanta • karena v = f . l dan f adalah konstan pada saat sinar melalui bidang batas n1 - n2 maka sin i / sin r = l1 / l2

PEMANTULAN SEMPURNA

Syarat terjadinya pemantulan sempurna: • sinar datang dari n2 menuju ke n1, dimana n2 > n1 • sudut datang (i) lebih besar daripada sudut batas (Fb) atau i > Fb sin Fb = n1 / n2

CONTOH-CONTOH PEMBIASAN:

Benda tidak terlihat pada tempat sebenarnya n2 / n1 = Y2 / Y1 Y1 = kedalaman sesungguhnya Y2 = kedalaman semu
Pembiasan Oleh Keping Paralel t = d sin (i - r)/cos r d = tebal keping t = pergeseran sinar ke luar terhadap sinar masuk

PEMBIASAN PADA PRISMA

	Sudut deviasi d adalah sudut antara arah sinar masuk dan arah sinar ke luar prisma. d = i1 + r2 - b Jika BA = BC Þ i1, maka deviasi menjadi sekecil-kecilnya Þ deviasi minimum (dm). sin 1/2 (b + dm) = n2/n1 sin 1/2 b
Jika b (sudut pembias prisma) kecil sekali (b < 15) maka Þ dm = ( n2/n1 - 1)b

PEMANTULAN GELOMBANG BERJALAN

PEMANTULAN GELOMBANG BERJALAN.

Titik P digerakkan ke atas dan kembali ke titik seimbang. karenanya dari P merambat gunung gelombang menuju Q. Bila Q ujung terikat, ternyata yang dipantulkan adalah lembah gelombang.

Jadi oleh ujung terikat gunung gelombang dipantulkan sebagai lembah gelombang, phase gelombang terpantul berupa setengah. Tetapi  bila Q ujung yang bebas, yang dipantulkan adalah gunung gelombang.

Kesimpulan : Pada ujung terikat phase gelombang terpantul berubah , sedangkan pada pemantulan diujung bebas phase gelombang terpantul tidak berubah

PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN

Dari titik P merambat getaran yang amplitudonya A, periodenya T dan cepat rambat getarannya v. Bila titik P telah bergetar t detik, simpangannya :

Dari P ke Q yang jaraknya x getaran memerlukan 7/3 detik, jadi ketika P telah bergetar t detik, titik Q baru bergetar  t-x/v detik. Simpangan Q saat itu :

Jadi persamaan gelombang berjalan adalah :

Perbedaan  phase antara titik P dan Q adalah :

Bila getaran itu merambat dari kanan ke kiri dan P telah bergetar t detik, maka simpangan titik Q :

PANJANG GELOMBANG

Bila sebuah partikel yang bergetar menggetarkan partikel-partikel lain yang berada disekitarnya, berarti getaran itu merambat. Getaran yang merambat disebut Gelombang Berjalan.

 Jarak yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut Panjang Gelombang ( l ).

Bila cepat rambat gelombang V dan periode getarannya T maka :

PENGERTIAN GELOMBANG

Gejala mengenai gerak gelombang banyak kita jumpai sehari-hari. Kita tentu mengenal gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam air, sebab hal itu mudah kita amati.

Di dalam perambatannya ada gelombang yang memerlukan medium perantara, misalnya gelombang air, gelombang bunyi. Tetapi ada juga yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya dan gelombang elektromagnet.

Di dalam bab ini dibahas hanyalah gelombang di dalam medium yang lenting yang disebut : Gelombang Mekanis.

Karena sifat kelentingan dari medium maka gangguan keseimbangan ini dirambatkan ketitik lainnya.

Jadi gelombang adalah usikan yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energi (tenaga).

Sifat umum gelombang , antara lain :

a. dapat dipantulkan (refleksi)

b. dapat dibiaskan (refraksi)

c. dapat dipadukan (interferensi)

d. dapat dilenturkan (defraksi)

e. dapat dipolarisasikan (diserap arah getarnya)

Berdasarkan arah getaran partikel terhadap arah perambatan gelombang dapat dibedakan menjadi Gelombang Transversal  dan Gelombang Longitudinal.

Gelombang Transversal ialah gelombang yang arah perambatannya tegak lurus pada arah getaran partikel.

 misalnya : gelombang pada tali, gelombang permukaan air, gelombang elektromagnetik.

Gelombang Longitudinal ialah gelombang yang arah perambatannya searah dengan arah getaran partikel.

 misalnya : gelombang pada pegas, gelombang bunyi.