A. CERMIN CEKUNG
Cermin cekung terbuat dari sepotong bola cermin ( concave spherical mirror ) bila disinari maka sinar itu sebagaian besar terpantul melalui titik tertentu. Bola cermin dimaksud merupakan bola gelas yang dilapisi perak nitrat dibagian luarnya. [1]
1. PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN CEKUNG
Ketika sumber cahaya ditempatkan di depan cermin datar, sinar yang dipantulkan akan menghamburkan atau menyimpang. Jika cermin dibengkokkan 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 (lihat gambar 1.17 c). Bentuk parabola digunakan untuk membuat obor, lampu besar, dan lampu sorot mobil.
Gambar 1.17
a) Sinar dari sumber cahaya di daerah cermin datar dipantulkan ke segala arah.
b) Cermin cekung berbentuk lingkaran membawa sinar pantul ke dalam.
c) Ketika cermin cekung berbentuk parabola, sinar pantul sejajar satu sama lain dan sumber cahaya berapa pada fokus cermin. Cahaya dapat merambat ke mana saja sepanjang lintasannya.
Dengan demikian, arah panah dari bekas sinar pada gambar 1.17 dapat dibalik. Artinya, semua sinar sejajar dari cahaya yang mengenai cermin cekung akan melewati suatu titik. Titik tersebut sangat penting. Titik ini disebut fokus cermin cekung. Garis yang melewati pusat cermin dan fokus disebut sumbu utama dan jarak dari pusat cermin ke fokus disebut jarak fokus.
Jejak sinar dapat dimanfaatkan untuk menyelidiki sifat bayangan pada cermin cekung. Jejak sinar merupakan teknik penggambaran jalan sinar untuk mencari letak dan ukuran bayangan yang dibentuk cermin.
Seperti ditunjukkan pada gambar 1.19, pusat cermin cekung disebut kutub. Titik pusat kelengkungan (lihat gambar 1.20) adalah titik yang jaraknya ke kutub dua kali jaraknya ke fokus. pertanyaan ini berlaku untuk cermin lengkung berukuran kecil. Untuk cermin kecil, bentuk lingkaran atau sferis (bagian dari bola) lebih mudah dibuat dari pada bentuk parabola. Perbedaan kedua bentuk itu pun (sferis dan parabola) kecil. Untuk cermin khusus, seperti pada teleskop hubble, bentuk yang digunakan adalah parabola.
Model sinar dapat diterapkan pada cermin cekung. Pada gambar 1.21, berkas sinar merambat dari bagian atas benda, mengenai cermin, dan melewati bayangan. Ini disebut bayangan nyata. (cermin cekung dapat digambarkan sebagai garis lurus karena berkas sinar dekat dengan sumbu utama). Bayangan ini disebut bayangan nyata karena cahaya melewati lokasi bayangan dan bayangan dapat ditangkap oleh layar.
Empat sinar dapat digambarkan untuk menentukan lokasi bayangan.
· Sinar 1 melewati bagian atas benda sejajar dengan sumbu utama, menuju cermin dan dipantulkan kembali ke fokus.
· Sinar 2 melewati fokus sebelum mencapai cermin, dipantulkan dengan sumbu utama.
· Sinar 3 merambat ke arah kutub cermin. Pada titik ini, cermin cekung tegak lurus terhadap sumbu utama sehingga sinar dipantulkan pada sudut yang sama dibawah sumbu dimana benda tepat berada di atasnya.
· Sinar 4 melewati titik pusat kelengkungan sebelum mencapai cermin. Karena titik pusat kelengkungan adalah pusat bola, sinar ini merambat disepanjang jari-jari. Sinar mencapai cermin sferis pada sudut datang nol, kemudian dipantulkan kembali melalui garis yang sama.
Pada gambar 1.22, sinar dari bagian atas benda dipantulkan oleh cermin cekung dan bayangannya muncul di belakang cermin. Bayangan ini disebut bayangan maya karena tidak ada cahaya yang melewatinya dan tidak dapat di tangkap oleh layar. Hanya empat sinar yang digunakan untuk menentukan letak bayangan. Meskipun demikian, setiap sinar dari bagian atas benda yang mengenai cermin seeolah-olah berasal dari bayangan.
Pada gambar 1.21 dan 1.22, sinar-sinar yang meninggalkan bagian bawah benda sepanjang sumbu utama ke arah C dan F dipantulkan kembali sepanjang sumbu. Ini berarti bayangan bagian bawah benda juga berada pada sumbu.
Bagian yang diarsir dalam Gambar 1.21 dan 1.22 menunjukkan bahwa semua sinar dari bagian atas benda yang mencapai cermin akan melewati bagian atas bayangan.[2]
bagaimana sifat cermin cekung?
Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar pantul atau konvergen. Ketika berkas sinar-sinar sejajar mengenai cermin cekung, sinar pantulnya akan berpotongan pada satu titik. Titik perpotongan tersebut dinamakan titik
Cermin cekung bersifat sebagai pengumpul sinar (konvergen).
Ketika sinar-sinar datang yang melalui titik fokus mengenai permukaan cermin cekung, ternyata semua sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Akan tetapi, jika sinar datang dilewatkan melalui titik M (titik kelengkungan lensa), sinar pantulnya akan dipantulkan ke titik itu juga.
2. PANTULAN SINAR-SINAR ISTIMEWA PADA CERMIN CEKUNG
Pada cermin cekung terdapat sinar-sinar istimewa sebagai berikut.
a. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
Gambar : Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
b. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
Gambar : Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
c. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan
Gambar : Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan ke titik itu juga.[3]
3. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA CERMIN CEKUNG
Bayangan dapat dijelaskan sebagai berikut.
· Lokasi : skala diagram dapat digunakan untuk menentukan jarak bayangan dari cermin.
· Ukuran : skala vertikal, yaitu perbandingan ukuran bayangan dengan ukuran benda yang digunakan untuk menghitung tinggi bayangan. Perbesaran adalah tinggi bayangan dibagi tinggi benda.
· Arah : tampilan bayangan menginformasikan arahnya ke atas sesuai benda atau ke bawah. Jika berada pada sisi yang sama dengan sumbu utama, bayangan itu tegak.
· Sifat : bayangan nyata apabila cahaya melewati lokasinya. Artinya, jika layar diletakkan pada titik ini, bayangan akan muncul. Jika sinar hanya terlihat seolah-olah datang dari lokasi bayangan, seperti pada cermin datar maka bayangannya maya.
Sinar sejajar yang mencapai cermin cekung dapat berasal dari benda yang sangat jauh, seperti bintang. Semua cahaya yang mengenai cermin dilewatkan ke titik fokus. Desain seperti ini dipakai pada teleskop yang menggunakan cermin lebih besar agar dapat mengumpulkan cahaya lebih banyak sehingga mempermudah astronom mengamati bintang. Cahaya sejajar dari bintang datang dengan sudut tertentu menuju sumbu utama, lalu dibawa ke arah fokus pada bagian atas atau bawahnya, tetapi dalam bidang fokus yang sama (lihat gambar 1.23)
Jika cahaya datang dari sumber yang dekat dengan cermin cekung sehingga sinar datangnya tidak sejajar, lintasan dari sinar pantul sulit ditentukan. [4]
Bagaimana pembentukan bayangan terjadi?
Ketika kamu meletakkan sebuah benda dengan jarak lebih besar dari pada titik fokus cermin cekung, bayangan benda yang terjadi selalu nyata karena merupakan perpotongan langsung sinar-sinar pantulnya (di depan cermin cekung). Akan tetapi, ketika benda kamu letakkan pada jarak di antara titik fokus dan cermin, kamu tidak akan mendapatkan bayangan di depan cermin. Bayangan benda akan kelihatan di belakang cermin cekung, diperbesar, dan tegak. Jika gambar jalannya sinar yang kamu buat pada percobaan benar, kamu dapat membandingkannya dengan di bawah ini:
Gambar : Benda diletakkan pada jarak antara M dan F
Bayangan benda yang diletakkan antara F dan M memiliki sifat nyata, terbalik, dan diperbesar.
Gambar: Bayangan benda yang diletakkan di antara titik fokus dan cermin
Bayangan benda yang diletakkan di antara titik fokus dan cermin memiliki sifat maya, sama tegak, dan diperbesar.
Bagaimanakah hubungan antara jarak benda, bayangan, dan titik fokus pada cermin cekung? Untuk dapat memahami hubungan antara : hubungan antara titik fokus, jarak benda, dan jarak bayangan pada cermin cekung
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), dan
s' = jarak bayangan (m).
Dalam menggunakan persamaan cermin cekung, perlu diperhatikan aturan-aturan tanda berikut ini.
1. Jarak benda (s) bertanda positif (+) untuk benda nyata (benda terletak di depan cermin) dan bertanda negatif (-) untuk benda maya (benda terletak di belakang cermin).
2. Jarak bayangan (s’) bertanda positif (+) untuk bayangan nyata (bayangan terletak di depan cermin) dan bertanda negatif (-) untuk bayangan maya (bayangan terletak di belakang cermin).
3. Jari-jari kelengkungan (M) dan jarak fokus (f) bertanda positif (+) untuk cermin cekung dan bertanda negatif (- ) untuk cermin cembung.[5]
4. PERHITUNGAN PADA CERMIN CEKUNG
Diagram jejak sinar dapat digunakan untuk menentukan hubungan matematis antara letak benda dan bayangan, relatif terhadap cermin. Perhatikan Gambar 1.25.
Deskripsi bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan.
u = jarak benda ke cermin
v = jarak bayangan ke cermin
Gambar 1.25
f = jarak fokus
Ho = tinggi benda (objek)
Hi = tinggi bayangan (image)
Karena bayangan dapat berada di depan cermin (disebut bayangan nyata) atau berada di belakang cermin (disebut bayangan maya) diperlukan keseragaman tanda untuk membedakan kedua kemungkinan tersebut.
Untuk bayangan nyata yang berada di depan cermin, jarak bayangnnya positif. Untuk bayangan maya yang berada di belakang cermin, jarak bayangannya negatif.
Bayangan maya memiliki jarak bayangan negatif sehingga memberikan nilai negatif pada perbandingan . bagaimana pun, perbesaran merupakan perbandingan dua tinggi. Oleh karena itu, tidak mungkin bernilai negatif. Dalam kasus seperti ini, nilai mutlak perbandingan itu yang diambil.[6]
Penomoran ruang benda dan bayangan pada cermin cekung memudahkan untuk pengecekan sifat-sifat bayangan pada cermin, berikut ini adalah gambar penomoran ruangan benda dan bayangan.
Gambar: penomoran ruangan benda dan bayangan pada cermin cekung
Berikut ini adalah 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.
Ruangan tempat terbentuknya bayangan dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
Ruang Benda + Ruang Bayangan = 5
Jadi ruang bayangan adalah :
Ruang bayangan = 5 - Ruang Benda
Aturan pemakaian untuk penomoran ruang cermin cekung adalah sebagai berikut.
1. Ruang benda dan bayangan menggunakan nomor ruang yang sama.
2. Jumlah nomor ruang benda dan bayangan harus sama dengan lima.
3. Bayangan yang berada di depan cermin selalu nyata dan terbalik dan bayangan di belakang cermin selalu maya dan sama tegak.
4. Jika nomor bayangan lebih besar dari pada nomor benda, bayangan diperbesar.
5. Jika nomor bayangan lebih kecil daripada nomor benda, bayangan diperkecil.
CONTOH APLIKASI
Sebuah benda diletakkan pada jarak 5 cm di depan cermin cekung yang bertitik fokus 4 cm. Terletak di ruang manakah bayangan yang terjadi? Sebutkan sifat-sifatnya.
Penyelesaian:
Ruang benda di antara F dan M atau di ruang II sehingga bayangan harus di ruang III supaya jumlahnya lima. Ruang III berada di depan cermin sehingga sifat bayangannya adalah maya, terbalik, dan diperbesar.[7]
B. CERMIN CEMBUNG
Cermin cembung ( convex mirror ) terbuat dari sepotong permukaan bola gelas yang permukaan bagian dalam bola dilapisi dengan perak nitrat sebagai bahan pemantul cahaya. Jika permukaan cermin memiliki radius R, maka sinar yang dating dari arah luar bola dan sejajar dengan sumbu cermin dipantulkan yang seolah-olah berasal dari fokus cermin itu. Sinar datang yang berarah menuju ke pusat cermin dipantulkan melalui lintasan yang sama dengan ketika sinar datang. Fokus cermin cembung selalu berada dibelakang permukaan cermin dan bersifat memancarkan sinar yang jatuh di cermin.[8]
1. PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN CEMBUNG
Lengkung cermin cembung lebih mengarah ke luar daripada ke dalam. Jika kamu melihat melalui cermin cembung, kamu mempunyai ruang pandang yang lebih luas. Cermin cembung digunakan sebagai cermin pengaman di supermarket dan membantu penglihatan pengemudi di jalan raya.
Sama seperti cermin cekung, cermin cembung memiliki fokus, tetapi fokusnya maya karena berada di belakang cermin. Sinar sejajar yang datang menuju sumbu utama dipantulkan seolah-olah datang dari fokus di belakang cermin. Meskipun demikian, sinar-sinar yang digunakan dalam jejak sinar untuk cermin cekung masih dapat digunakan. Ingatlah bahwa fokus dan titik pusat kelengkungan berada di sisi lain dari cermin.sinar-sinar dari benda menyebar setelah mengenai cermin. Dengan demikian, tidak mungkin membentuk bayangan nyata dengan cermin cembung.
Gambar 1.26 cermin cembung digunakan karena pengamat membutuhkan ruang pandang yang lebih luas.[9]
Bagaimana sifat cermin cembung?
Sifat cermin cembung
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 kamu perpanjang pangkalnya, sinar akan berpotongan di titik fokus (titik api) di belakang cermin. Pada perhitungan, titik api cermin cembung bernilai negatif karena bersifat semu.
Gambar Cermin cembung akan menyebarkan sinar pantul (divergen).
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.
2. PANTULAN SINAR-SINAR ISTIMEWA PADA CERMIN CEMBUNG
Berikut ini adalah sinar-sinar istimewa pada cermin cembung.
1. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus.
Gambar : Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik focus
2. Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
Gambar : 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.
Gambar : Sinar datang menuju titik M (titik pusat kelengkungan) akan dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga
3. PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA CERMIN CEMBUNG
Bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya dan berada di belakang cermin. Mengapa demikian? Secara geometris, kamu cukup menggunakan dua berkas sinar istimewa untuk mendapatkan bayangan pada cermin cembung. Jika sebuah lilin di depan cermin cembung, maka akan memiliki bayangan maya di belakang cermin.
Gambar : Pembentukan bayangan pada cermin cembung
Benda yang diletakkan di depan cermin cembung akan selalu menghasilkan bayangan di belakang cermin dengan sifat maya, sama tegak, dan diperkecil. Hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s' ), dan titik fokus (f) memiliki persamaan yang sama dengan cermin cekung. Perbedaannya, pada cermin cekung nilai jarak fokus selalu negatif.
Gambar: Pembentukan bayangan pada cermin cembung
4. PERHITUNGAN PADA CERMIN CEMBUNG
Persamaan yang digunakan untuk cermin cekung dapat digunakan pada cermin cembung, tetapi jarak fokus bernilai negatif karena fokusnya maya. Untuk alasan itu, cermin cembung terkadang disebut cermin negatif.
Deskripsi bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan.
u = jarak benda ke cermin
v = jarak bayangan ke cermin
f = jarak fokus
Ho = tinggi benda (objek)
Hi = tinggi bayangan (image)
Contoh aplikasi cermin cembung
Sebuah cermin cembung memiliki jari-jari kelengkungan 60 cm. Jika benda diletakkan pada jarak 20 cm di depan cermin, berapakah jarak bayangan benda?
Penyelesaian :
Diketahui :
jari-jari (M) = 60 cm
s = 20 cm
Jawab :
Jarak fokus = ½ M = ½ (60) cm = 30cm
Karena cermin yang digunakan adalah cermin cembung, maka jarak fokus akan bernilai negatif, f = –30 cm. Jarak bayangan benda dapat ditentukan sebagai berikut:
Jadi, jarak benda adalah –12 cm yang terletak di belakang cermin atau maya. Sifat-sifatnya adalah maya, sama tegak, dan diperkecil.
Jadi, jarak benda adalah –12 cm yang terletak di belakang cermin atau maya. Sifat-sifatnya adalah maya, sama tegak, dan diperkecil.
Pernahkah kalian melihat sebuah mobil akan parkir atau menyalip di jalan. Para pengamudi mobil tentunya akan menggunakan kaca spion samping atau dalam. Keduanya menggunakan cermin :
• Jenis cermin apakah yang digunakan di dalam atau di luar sebuah mobil?
• Bisakah kita menukar cermin di luar menjadi di dalam?
• Mengapa cermin-cermin itu kadang-kadang ditempeli dengan suatu peringatan? Apa maksudnya?
Gambar : Kaca yang terpasang pada mobil
Sumber: www.google.com
Cermin-cermin yang dipasang di samping atau di dalam mobil berbeda jenisnya, keduanya sangat penting untuk keamanan dalam mengendarai mobil. Pernahkah kamu memperhatikan cermin-cermin yang ada di samping mobil diberi peringatan:
“Benda-benda yang berada di dalam cermin jarak sesungguhnya lebih dekat daripada jarak yang terlihat di dalam cermin!”
Sebagian besar cermin spion mobil yang dipasang di dalam mobil adalah cermin datar, untuk itu tidak diberi peringatan. Coba saja kamu memperhatikan bentuk cerminnya secara cermat, maka kamu akan melihat bahwa cermin yang ada di dalam mobil adalah cermin datar. Seperti yang kamu ketahui bahwa sifat cermin datar adalah memiliki jarak bayangan sama dengan jarak benda aslinya. Oleh sebab itu peringatan tersebut biasanya dipasang pada cermin-cermin cembung.
Penomoran ruang benda dan bayangan pada cermin cembung memudahkan untuk pengecekan sifat-sifat bayangan pada cermin, berikut ini adalah gambar penomoran ruangan benda dan bayangan.
Gambar : Penomoran ruangan benda dan bayangan pada cermin cembung
Aturan pemakaian untuk penomoran ruang cermin cembung adalah sebagai berikut.
1. Ruang benda dan bayangan menggunakan nomor ruang yang sama.
2. Jumlah nomor ruang benda dan bayangan harus sama dengan lima.
3. Bayangan yang berada di depan cermin selalu nyata dan terbalik dan bayangan di belakang cermin selalu maya dan sama tegak.
4. Jika nomor bayangan lebih besar dari pada nomor benda, bayangan diperbesar.
5. Jika nomor bayangan lebih kecil daripada nomor benda, bayangan diperkecil.
Bayangan dari sebuah bayangan
Mungkinkah sebuah bayangan memiliki bayangan?
Kamu mungkin sering bercermin untuk melihat wajahmu. Pernahkah kamu melihat pantulan bayangan dari bagian belakang kepalamu di cermin? Bagaimana caranya ? Pernahkah kamu melihat bayangan muka kamu banyak?
Lakukan percobaan berikut untuk menghasilkan banyak bayangan
Berikut ini adalah cara untuk menentukan jumlah bayangan yang terbentuk sudut yang dibentuk oleh dua cermin datar. Jika terdapat dua buah cermin datar yang membentuk sudut α, maka banyaknya bayangan yang dibentuk dapat dietentukan dengan persamaan sebagai berikut.
Keterangan:
n = banyaknya bayangan yang terbentuk
α = sudut yang dibentuk oleh kedua cermin[12]
Perbedaannya, pada "cermin cekung"nilai jarak fokus selalu negatif.
BalasHapusMungkin bisa diralat untuk cermin cekung karena seharusnya cermin cembung
Terima kasih,sangat membantu blognya