1. Bila sudut pembias lebih dari 15° , besar sudut deviasi minimum dihitung menggunakan persamaan : n1Sin(Dm + β /2) = n2Sin(β/2)………………………(12) dengan : n1 = indeks bias medium (udara) n2 = indeks bias prisma Dm = sudut deviasi minimum β = sudut pembias prisma Bila sudut pembias kurang dari 15° , besar sudut deviasi minimum dihitung menggunakan persamaan s = (n2−1 −1) β …………………………………..(13)
2. Pembiasan Cahaya
2.1. Pembiasan adalah pembelokan cahaya karena perbedan cepat rambatcahaya dari suatu medium ke medium lain.
2.2. Hukum Pembiasan
2.2.1. definisi yang perlu dipahami sebelum membahas tentang hukum pembiasan, yaitu: 1. Sinar datang adalah sinar yang datang pada bidang batas dua medium. 2. Sinar bias adalah sinar yang dibiaskan oleh bidang batas dua medium. 3. Garis normal adalah garis yang tegak lurus pada bidang batas dua medum. 4. Sudut datang (i) adalah sudut antara sinar datang dengan garis normal. 5. Sudut bias (r) adalah sudut antara sinar bias dengan garis normal.
2.2.2. Indeks bias mutlak suatu medium (n) n = C/V….....…(5) karena kecepatan cahaya di dalam suatu medium selalu lebih kecil daripada di ruang hampa maka indeks bias mutlak suatu medium selalu lebih besar dari (n>1).
2.2.3. Indeks bias relatif suatu medium (n) n1-2= n1/n2 =v1/v2….........………(6) Keterangan: n12 = indeks bias relatif medium 1 terhadap 2 n1 = indeks bias mutlak medium 1 n2 = indeks bias mutlak medium 2 v1 = laju cahaya dalam medium 1 v2 = laju cahaya dalam medium 2 Karena indeks bias relatif adalah perbandingan indeks bias antara dua medium, maka indeks bias relatif ini bisa bernilai lebih besar atau lebih dari satu
2.2.4. Hukum pembias dinyatakan secara matematis sebagai berikut. n1 sin i = n2 sin r……………………………………….(7) Keterangan: n1 = indeks bias mutlak medium 1 n2 = indeks bias mutlak medium 2 i = sudut datang r = sudut bias
2.3. Pembiasan Cahaya pada kaca Planparalel
2.3.1. Jika berkas cahaya datang dengan sudut i dan sudut bias r , maka rumus pergeseran adalah t = d sin (i - r)/ cos r ..................(8)
2.4. Kaca pla pararel adalah benda yang terbuat dari kaca berbentuk kubus dengan 6 sisi yang rata dengan sisi yang berhadapan sejajar ketebalan kaca d. Jika seberkas sinar melewati sebuah kaca plan pararel, maka sinar tersebut akan megalami pergeseran t. Cahaya atau berkas sinar akan mengalmi 2 kali pembiasan oleh dua medium yang berbeda kerapatannya. Pembiasan pertama terjadi ketika berkas cahaya dari udara menuju kaca dan pembiasan kedua terjadi saat berkas cahaya meninggalkan kaca menuju udara.
2.5. Pembiasan Cahaya pada Prisma
2.6. Cahaya yang datang dari udara menuju bidang pembias 1 pada prisma cahaya dibiaskan mendekati garis normal. Selanjutnya cahaya akan sampai pada bidang pembias kedua pada prisma maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal, sebelum pada akahirnya cahaya keluar meninggalkan prisma.
2.7. Persamaan sudut puncak prisma atau sudut pembias prisma, dapat dihitung menggunakan rumus β = r1 + i2…………………………….(9) dengan : β : sudut puncak prisma, sudut pembias r1 = sudut bias pertama udara-prisma i2 = sudut datang akhir batas prisma-udara
2.8. Jika nilai sudut pembias prisma sudah diketahui selanjutnya kita dapt mencari nilai sudut deviasi prisma atau sudut pembias prisma, menggunakan rumus : D = (i1 + r2) – β…………..........(10) dengan : D = sudut deviasi (⁰) i1 = sudut datang pada bidang batas bidang pertama prisma r2 = sudut bias pada bidang kedua prisma β = sudut puncak atau sudut pembias prisma Sudut deviasi minimum terjadi saat i1 = r2 , utuk menentukan nilai deviasi minimum digunakan persamaan : Dm = 2i1 – β…………………………………..(11)
3. Dispersi Cahaya
3.1. Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya putih (polikromatik) menjadi komponen-komponennya karena pembiasan. Komponen-komponen warna yang terbentuk yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dispersi terjadi akibat adanya perbedaan deviasi untuk setiap panjang gelombang, yang disebabkan oleh perbedaan kelajuan masing-masing gelombang pada saat melewati medium pembias.
3.2. deviasi sinar merah δm =(nm −1) β deviasi sinar ungu δu =(nu −1) β Dengan demikian, dispersi sinar merah terhadap ungu sebesar: φ = δm − δu .................…..(14) φ = (nu – 1)β – (nm – 1)β φ = (nu – nm) β ............................... (15) dengan: φ = sudut dispersi nu = indeks bias warna ungu nm = indeks bias warna merah β = sudut pembias prisma
4. Difraksi
4.1. Jika sebuah gelombang permukaan air tiba pada suatu celah sempit, maka gelombang ini akan mengalami lenturan/pembelokan sehingga terjadi gelombang gelombang setengah lingkaran yang melebar di daerah belakang celah tersebut.
4.2. Difraksi Cahaya pada Celah Tunggal
4.3. Dengan Syarat: dSinθ = nλ ………………………..(17)
4.4. Difraksi Cahaya pada Kisi
4.5. Peristiwa terjadinya pola-pola difraksi karena suatu kisi (celah banyak) disinari oleh cahaya monokromatik. Jarak antara dua celah terdekat disebut konstanta kisi (d).
4.6. Di titik P akan terjadi terang jika memenuhi persamaan berikut: dSinθ = nλ atau dY/L = nλ………………..(18) Keterangan: d : konstanta kisi = 1/N , dengan N = jumlah celah/cm
5. Gelombang Elektromagnetik
5.1. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa memerlukan medium dan merupakan gelombang transversal. Gelombang transversal adalah gelombang bergerak yang osilasinya tegak lurus terhadap arah gelombang atau jalur rambat.
5.2. sifat-sifat gelombang eklektromagnetik yang berlaku yakni: 1. Tidak memerlukan media rambat 2. Termasuk gelombang transversal dan memiliki sifat yang sama seperti gelombang transversal 3. Tidak membawa massa, namun membawa energi 4. Enegi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi gelombang 5. Medan listrik (E) selalu tegak lurus terhadap medan magnet (B) dan sefase 6. Memiliki momentum 7. Dibagi menjadi beberapa jenis tergantung frekuensinya (atau panjang gelombangnya)
5.3. maka untuk mendapatkan panjang gelombang elektromagnetik adalah: 𝜆 =𝐶/𝑓………………………………..(21) C = cepat rambat gelombang elektromagnetik/gelombang cahaya ( 3X 108 m/s)
5.4. c = 1/√eμ dengan: e = permivitas listrik medium μ= permeabilitas magnetik medium di ruang hampa. e=e0 = 8,85 × 10^-22 C^2/Nm^2, dan μ=μ0 = 4π × 10^-7 Ns^2/C^2.
5.5. Energi gelombang elektromagnetik adalah : 𝐸 = ℎ 𝑓…………………………...(22) E = energi gelombang elektromagnetik (joule) h = konstanta planck 6,62 x 10 -34 J s f = frekuensi ( herz )
6. Optika Fisis
6.1. diperlukan tinjauan optik fisis yaitu memandang cahaya sebagai gelombang elektromagnetik yang disebut teori moda. Teori mode memandang cahaya sebagai sebuah gelombang datar yang dinyatakan dalam arah,amplitudo dan panjang gelombang dari perambatannya. Gelombang datar adalah sebuah gelombang yang permukaannya (dimana pada permukaan ini fase-nya konstan, disebut muka gelombang) adalah bidang datar tak berhingga tegak lurus dengan arah perambatan.
6.2. Hubungan panjang gelombang, kecepatan rambat dan frekuensi gelombang dalam suatu medium adalah: λ= V/f……………………………….(16)
7. Optika Geometri
7.1. pemantulan cahaya
7.2. Pemantulan pada cermin datar
7.2.1. lima sifat penting bayangan pada cermin datar yaitu:
7.2.2. 1. bayangan sama besar dengan bendanya
7.2.3. 2. bayangan tegak
7.2.4. 3. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin
7.2.5. 4. Bayangan bertukar sisinya
7.2.6. 5. Bayangan bersifat maya atau semu
7.2.7. Apabila sudut apit dua buah cermin datar α besarnya diubah-ubah, maka secara empiris jumlah bayangan yang dihasilkan memenuhi hubungan n = α – 1………(1) keterangan: n = jumlah bayangan α = sudut apit kedua cermin datar
7.3. Pemantulan Pada Cermin lengkung
7.3.1. Cermin Cekung
7.3.2. Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan mengumpul pada suatu titik yang disebut titik fokus (F). Secara geometris dapat dibuktikan bahwa panjang fokus (f), yaitu jarak cermin ke titik fokus besarnya sama dengan setengah panjang jari-jari kelengkungan cermin.
7.3.3. f = 1/2 R………………….(2) f = jarak focus cermin cekung R= jari-jari kelengkungan cermin cekung
7.3.4. Rumus umum cermin cekung 1/S + 1/S = 2/R = 1/f…………………………………..(3) M = |S'/S| = |h'/h| ………………………………………(4) Keterangan: f = jarak fokus cermin S= jarak benda ke cermin S’= jarak bayangan ke cermin h = tinggi benda
7.3.4.1. s bertanda + jika benda terletak di depan cermin (benda nyata) s bertanda – jika benda terletak di belakang cermin (benda maya) s’ bertanda + jika bayangan terletak di depan cermin (banyangan nyata) s’ bertanda – jika benda terletak di belakang cermin (banyangan maya) f bertanda + untuk cermin cekung f bertanda – untuk cermin cekung
7.3.5. Cermin cembung
7.3.6. Cermin cembung bersifat menyebarkan sinar. Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan menyebar seolah-olah berasal dari titik fokus (F). Seperti pada cermin cekung, panjang fokus (f) sama dengan setengah jari-jari kelengkungan cermin.
7.3.7. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung a. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus. b. Sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. c. Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan dipantulkan melalui lintasan yang sama.