CAHAYA

Bayangkan apa yang terjadi pada bumi seandainya esok Matahari tidak terbit. Dalam waktu beberapa jam saja Bumi akan terasa dingin seperti dinginnya musim dingin. Tidak lama setelah itu sungai-sungai dan waduk-waduk akan membeku, tumbuhan dan hewan akan mati satu persatu. Setelah mesin-mesin tidak dapat hidup karena bahan bakar membeku. Namun apakah ini benar-benar terjadi ? 

Pengertian cahaya adalah
pancaran elektromagnetik yang terlihat oleh mata telanjang manusia. Setiap hari bumi diguyur energi yang banyak sekali dari Matahari, dalam waktu satu tahun, satu meter persegi tanah di bagian dunia yang banyak cahaya mataharinya menerima lebih dari 2.000 kilowatt-jam energi cahaya. Seandainya semua energi ini dapat dikumpulkan dan dapat diubah menjadi listrik, jumlahnya akan cukup membuat satu katel air mendidih tanpa henti selama hampir enam minggu. Di dunia alam, sebagian kecil energi cahaya dikumpulkan oleh daun-daun tumbuhan dan digunakan sebagai bahan bakar untuk pertumbuhannya. Namun kini cahaya matahari sudah banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan kehidupan manusia.

Apabila kita berpergian sambil menikmati beberapa keindahan alam sekitar kita seperti memandang langit biru yang cerah, gunung-gunung yang tampak menjulang tinggi, sawah hijau membentang, dan bunga-bunga yang beraneka warna. Kita dapat menikmati semua keindahan alam tersebut karena ada cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda yang masuk kedalam mata. Cahaya mempunyai peranan penting dalam kehidupan kita. 

A. Cahaya Merupakan Gelombang Elektromagnetik

Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang dapat dipantulkan jika mengenai penghalang atau rintangan. Selain itu gelombang dapat dibiaskan jika masuk pada medium yang berbeda. Salah satu jenis gelombang itu adalah gelombang elektromagnetik dengan mempunyai cepat rambat

Ada satu perbedaan gelombang elektromagnetikdengan gelombang lainya yaitu medium atau zat antaranya. Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium dalam perambatannya. gelombang elektromagnetik dapat merambat di dalam ruang hampa. Menurut teori gelombang dari Christian Huygens (1629-1695), cahaya pada dasarnya sama dengan berbunyi. Perbedaannya hanya terletak pada frekuensi dan panjang gelombangnya. Selain itu, menurut James Clerk Maxwell (1831-1879), cahaya adalah gelombang elektromagnetik. 

B. Cahaya Merambat Lurus

Kita dapat melihat sebuah benda karena ada berkas cahaya yang dipantulkan oleh benda itu masuk ke mata kita. cahaya pada benda berasal dari sumber cahaya. Ada dua sumber cahaya yaitu alami dan buatan. Contoh sumber cahaya alami adalah matahari dan bintang, adapun sumber cahaya buatan misalnya lampu, senter, dan lilin. 

Dari sumber cahaya, gelombang cahaya merambat ke semua arah. Apabila medium yang dilalui gelombang cahaya serba sama di semua bagiannya, gelombang cahaya merambat menurut garis lurus. Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat mengamati cahaya merambat lurus, Misalnya, pagi hari, cahaya matahari yang masuk ke rumah melalui celah yang kecil selalu tampak berupa batang-batang putih yang lurus. Berkas lampu pula jika kita melihat film di bioskop. Berkas cahaya dari lampu proyektor film berupa batang-batang putih yang lurus. 

C. Pemantulan Cahaya

Jika cahaya mengenai suatu permukaan maka cahaya akan dipantulkan. salah satu contoh apabila di dalam ruang gelap dijatuhkan seberkas sinar ketitik S pada keping optik, sinar itu akan dipantulkan, kemudian jika cermin diputar sehingga sudut datangnya berubah maka sudut pantulnyapun berubah. 

Hukum Pemantulan Cahaya

1. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul selalu terletak pada sebuah bidang datar. 

2. Sudut datang selalu sama dengan sudut pantul 

1. Macam-macam Pemantulan Cahaya 

Ada dua jenis pemantulan cahaya, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. 

a. Pemantulan Baurur

Pemantulan baur yaitu pemantulan cahaya yang acak atau tidak teratur. Hal ini disebabkan cahaya mengenai permukaan yang tidak rata, misalnya pada permukaan tembok. Dengan demikian, benda akan tampak lebih jelas.

b. Pemantulan Teratur

Pemantulan teratur yaitu pemantulan cahaya yang teratur. Hal ini disebabkan cahaya mengenai permukaan yang halus dan rata, misalnya permukaan cermin atau kaca. 

Jika kita letakan sebuah lilin yang menyala di depan cermin datar, akan terlihat bayangan lilin itu. Apabila lilin itu digeser ke kanan atau ke kiri, menjauh atau mendekat terhadap cermin tenyata kita akan memperoleh bayangan dan gerak yang sama. hal ini terjadi jika kita berada di depan cermin datar itu. 

Bayangan yang terbentuk karena sinar-sinar dipantulkan secara teratur oleh suatu permukaan. 

2. Pemantulan Pada Cermin 

Ada tiga jenis cermin yang dapat menghasilkan bayangan, yaitu cermin datar, cermin cekung, dan cermin cembung. 

a. Pemantulan pada Cermin Datar 

Cermin datar adalah sebuah cermin yang permukaan pantulannya berupa bidang datar. Apabila kita amati kegiatan tentang pemantulan teratur, kita akan melihat bahwa bayangan pada cermin datar mempunyai sifat tertentu. 

Bayangan yang terbentuk akan selalu sama dengan bendanya baik kedudukannya maupun besarnya. 

Dari penjelasan di atas, kita dapat memperoleh sifat-sifat cermin datar sebagai berikut : 

1. Jarak bayangan ke cermin (s') = jarak benda kecermin (s)

2. Tinggi bayangan yang terbentuk (h') = tinggi bendanya (h)

3. Posisi-bayangan = posisi bendanya 

4. Bayangan bersifat maya karena di belakang cermin dan bentuk oleh potongan dan perpanjangan sinar pantulnya. 

5. Jarak bayangan selalu diberi tanda negatif.

6. Bayangan saling bertukar sisi dengan bendanya.

b. Pemantulan pada Cermin Cekung

Ada tiga jenis berkas cahaya, yaitu berkas cahaya yang sejajar, mengumpul (konvergen), dan menyebar (divergen).

Cermin cekung adalah cermin lengkung yang didalamnya dapat memantulkan cahaya. disamping itu, cermin cekung bersifat konvergen atau mengumpulkan sinar. 

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung ada tiga, yaitu : 

1) Sinar sejajar sumbu utama dapat dipantulkan melalui fokus 

2) Sinar melalui titik pusat dipantulkan kembali melalui titik pusat 

3) Sinar melalui fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama

c. Pemantulan pada Cermin Cembung 

Cermin cembung adalah cermin lengkung yang bagian luarnya dapat memantulkan cahaya. cermin ini bersifat divergen atau menyebar sinar. 

Cermin cembung juga memiliki tiga sinar istimewa yaitu : 

1. Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari fokus 

2. Sinar yang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali melalui titik pusat

3. Sinar Melalui fokus dipantulkan sejajar sumbu utama. 

Berdasarkan sifat pembentukannya, cermin cekung dan cermin cembung dapat dibedakan kegunaannya. Cermin cekung banyak digunakan sebagai reflektor pada lampu mobil, lampu motor, lampu senter, dan lain-lain. Selain itu, digunakan pula pada alat-alat OHP (Overhead Projektor), proyektor film, dan teleskop. Adapun cermin cembung banyak digunakan untuk kaca sepion kendaraan bemotor.