LEMBAR KERJA SISWA ALAT OPTIK
Nama : …………………………………
PEMANTULAN Hukum Pemantulan: 1) Sinar Datang, sinar pantul dan garis normal normal berpotongan berpotongan pada satu satu titik dan terletak pada satu bidang datar. 2) Sinar datang (i) sama dengan sinar pantul (r)
SIFAT BAYANGAN A) CERMI CERMIN N DATA DATAR R – Maya – Sama Sama besa besarr den denga gan n ben benda dany nya a – Tegak Tegak dan dan berlaw berlawana anan n arah arah ( terbal terbalik) ik) terh terhdap dap bend bendany anya a – Jarak Jarak benda benda ke ke cermi cermin n = jarak jarak bayang bayangan an ke ke cerm cermin in
Untuk mendapatkan seluruh bayangan benda pada cermin datar, kita harus menggunakan cermin yang panjangnya minimal ½ dari tinggi bendanya.
L = panjang minimal cermin (m) h = tinggi benda (m)
Agar bayangan dapat terlihat keseluruhan, maka cermin harus diletakkan dari lantai setinggi;
H = tinggi cermin dari ujung bawah cermin h = tinggi orang / benda (m) x = jarak mata ke ujung kepala A) CERMI CERMIN N CEKU CEKUNG NG • Sifat Bayangan – Makin dekat dekat letak letak benda benda dengan dengan cermin cermin cekun cekung, g, makin makin besar besar bayangann bayangannya ya – Bayangan Bayangan nyata nyata ( di di depan depan cermin) cermin) selalu selalu terbalik, terbalik, bayangan bayangan maya maya ( di di belakang belakang cermin) selalu tegak diperbesar – Jika: s>f : baya bayang nga an nyat nyata, a, terba erbali lik, k, dipe iperbes besar s = 2f : bay bayan anga gan n nya nyata ta,, ter terba bali lik k sam sama a bes besar ar f < s< 2f : bayangan nyata, nyata, terbalik, diperbesar s =f : bay bayan anga gan n ber berad ada a di di tak tak terh terhin ingg gga, a, maya maya dan dan tega tegak k 0 < s < f : bayangan maya, tegak, dan diperbesar diperbesar • Sinar Istimewa 1. Sinar datang datang sejajar sejajar sumbu sumbu utama cermin cermin dipantulka dipantulkan n melalui melalui titik focus focus 2. Sinar datang melalui titik focus, dipantulkan sejajar sumbu utama 3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan M dipantulkan kembali ke titik pusat lengkung tersebut.
CONTOH:
Sifat bayangan NYATA, TERBALIK, DIPERBESAR
Apabila benda berada di ruang 1 :
Sifat bayangan maya, tegak, diperbesar •
Perbesaran bayangan M=h'h=-s's h’ : tinggi bayangan h : tinggi benda s : jarak benda s’ : jarak bayangan RUMUS : 1s+ 1s'= 1f Contoh:
Diberikan sebuah cermin cekung dengan jarak titik fokus f dan jari-jari kelengkungan R, sebuah benda yang tingginya h cm diletakkan pada jarak S didepan cermin.
Tentukan: a) jarak titik fokus cermin b) jari-jari kelengkungan cermin c) tinggi benda d) jarak benda dari cermin e) jarak bayangan yang terbentuk oleh cermin f) apakah bayangan benda bersifat maya ataukah nyata? g) dapatkah bayangan terlihat secara langsung pada cermin atau diluar cermin? h) perbesaran bayangan yang dihasilkan cermin i) tinggi bayangan yang dihasilkan j) apakah bayangan diperbesar ataukah diperkecil? k) rangkum sifat-sifat bayangan l) gambarkan proses terbentuknya bayangan dengan menggunakan sinarsinar istimewa cermin-cekung dan definisikan sinar-sinar yang digunakan Pembahasan
a) jarak titik fokus cermin Dari gambar pada soal jarak titik fokus cermin adalah f = 12 cm
b) jari-jari kelengkungan cermin Jari-jari kelengkungan cermin adalah dua kali jarak fokusnya fokusnya R = 2f R = 24 cm c) tinggi benda Dari gambar terlihat tinggi benda adalah h = 4 cm d) jarak benda dari cermin Dari data pada gambar terlihat bahwa jarak benda dari cermin adalah S = 18 cm e) jarak bayangan yang terbentuk oleh cermin Dengan rumus cermin dan lensa: 1/f = 1/ s + 1/s' 1/12 = 1/18 + 1/s' 1/s' = 1/12 − 1/18 1/s' = 3/36 − 2/36 1/s' = 1/36 s' = 36/1 = 36 cm f) bayangan benda bersifat maya ataukah nyata? Dari perhitungan didapat nilai s' adalah positif, sehingga bayangan adalah nyata g) dapatkah bayangan terlihat secara langsung pada cermin atau diluar cermin? Bayangan tidak dapat dilihat di dalam cermin, atau diluar cermin. Untuk menangkap bayangan yang bersifat nyata dari sebuah cermin diperlukan suatu layar atau tabir, dapat berupa kain atau kertas ataupun bahan-bahan lain yang diletakkan diletakkan pada tempat terbentuknya terbentuknya bayangan (36 cm dari cermin) h) perbesaran bayangan yang dihasilkan cermin Menentukan perbesaran bayangan M = |s'/s| M = |36/18| M = 2 kali i) tinggi bayangan yang dihasilkan h' = M x h h' = 2 x 4 h' = 8 cm j) bayangan diperbesar ataukah diperkecil Nilai mutlak perbesaran lebih besar dari satu, sehingga bayangan adalah lebih besar dari benda aslinya / diperbesar. k) rangkuman sifat-sifat bayangan Sifat bayangan yang dihasilkan: -nyata
-dapat ditangkap oleh layar -terbalik -diperbesar -di depan cermin l) gambar proses terbentuknya bayangan dengan dengan menggunakan sinar-sinar istimewa cermin-cekung Proses terbentuknya bayangan pada cemin cekung, benda diantara f dan 2f:
Gambar di atas menggunakan dua dari tiga sinar-sinar istimewa dari cermin cekung -sinar yang datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus cermin -sinar yang datang melalui titik fokus cermin dipantulkan sejajar sumbu utama -sinar yang datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan kembali (sinar ini tidak digambar dalam jawaban di atas) Soal No. 2 Sebuah benda diletakkan pada jarak 12 cm di depan cermin lengkung sehingga bayangan yang terjadi bersifat maya dan 3 kali diperbesar. Tentukan jarak fokus cermin dan jenis cerminnya! Pembahasan Data dari soal: S = 12 cm S' = − 3 x 12 = − 36 cm (Karena 3x diperbesar, dan maya, sehingga ada tanda minus pada s')
1/f = 1/ s + 1/s' 1/f = 1/12 + 1/−36 1/f = 3/36 + 1/−36 1/f = 2/36 f = 36/2 f = 18 cm A) CERMIN CEMBUNG (conveks mirror) ○
○
Sifat bayangan: Bayangan selalu maya, tegak, diperkecil
Sinar istimewa pada cermin cembung:
1. Sinar datang datang sejajar sejajar sumbu sumbu utama, dipantul dipantulkan kan seakan seakan – akan dari titik titik focus (f) 2. Sinar datang datang menuju menuju titik titik focus focus dipantulkan dipantulkan sejajar sejajar sumbu sumbu utama utama 3. Sinar datang datang menuju menuju pusat titik titik kelengkung kelengkungan an M dipantulkan dipantulkan kembali kembali seakan seakan – akan dari titik pusat lengkung tersebut Contoh:
Sifat bayangan : MAYA, TEGAK, DIPERKECIL Rumus: 1s+ 1s'= 1f “titik focus bertanda negative” Contoh : Jarak focus cermin cermin cembung 10 cm. Benda setinggi 6 cm diletakkan 25 cm di depan cermin. Tentukan: a. Leta Letak k bay bayan anga gan n b. Perb Perbes esar aran an bayan bayanga gan n c. Ting Tinggi gi baya bayang ngan an
TUGAS: 1. Lukislah Lukislah bayangan bayangan benda benda dengan jarak jarak 10 cm dari cermin, cermin, kelengk kelengkungan ungan M = 12 cm dan titik focus (f) = 6 cm, jika : a. Ce Cerm rmin in ceku cekung ng b. Ce Cerm rmin in cem cembu bung ng 1. Cermin Cermin cekung memilik memilikii focus 30 cm. Agar bayangan bayangan diperbesar diperbesar 2 kali, hitung hitung jarak benda dari cermin! 2. Benda Benda setinggi setinggi 8 cm diletakk diletakkan an 15 cm di depan depan cermin cermin cembung cembung dengan dengan kelengkungan 45 cm. Hitung: a. Leta Letak k bay bayan anga gan n b. Perbe erbes saran aran c. Ting Tinggi gi baya bayang ngan an d. Sifa Sifatt baya bayang ngan an:: *(JAWABAN TULIS DIBALIKNYA) ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………… …
………………………………………………………………………………………………………………………… …
PEMBIASAN CAHAYA a) HUKUM SNELL SNELLIUS IUS ( Willbro Willbrord rd Snellius Snellius , 1580 – 1626) 1626) 1) Huku Hukum m Sne Snell llius ius I “ Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar” 2) Huku Hukum m Snel Snelli lius us II II “ Jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat ( missal dari udara ke air/ kaca) maka sinar dibelokkan mendekati garis normal. Jika sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat( misalnya air ke udara) maka dibelokkan menjauhi garis normal”
a) Persam Persamaa aan n Snelli Snellius us Indeks bias mutlak adalah suatu ukuran kemampuan medium untuk membelokkan cahaya. Medium yang memiliki indeks bias lebih besar adalah medium yang lebih kuat membelokkan cahaya. Indeks Bias Mutlak beberapa medium:
n=sin θisinθr
Medium Gelas Intan Gliserin Karbon disulfit
Indeks Bias Medium 1 , 5 – 1 ,9 Air 2 ,4 2 Udara 1 ,4 7 Vakum 1,63
Indeks Bias Relatif Jika sinar melalui 2 medium, maka persamaan Snellius:
n1.sin θi=n1.sinθr
sin θisinθr= n2n1=n21
n1 dan n2
: Indeks bias mutlak
medium 1 dan 2
Indeks Bias 1,33 1,0003 1,0000
dan θ 2 : sudut datang dalam medium 1 dan 2 : Indeks bias medium 2 n21 relatif terhadap medium 1 1
CONTOH: 1. Indek bias kaca nk=32 dan air na=43 . Maka indeks bias relative kaca terhadap air adalah…. Jawab: nka=nkna= 3243= 32×43=98 2. Lapisan air berada di atas lapisan karbin disulfide. Jika sinar datang dari air menuju bidang batas antara air dan karbon disulfide dengan sudut 25 o, berapakah sudut biasnya? Indeks bias air = 1,33 dan indeks bias karbon disulfide = 1,63 Jawab:
LENSA 1. LENSA CEMBUNG (focus positif) a. Sina Sinarr Isti Istime mewa wa 1) Sinar datang sejajar sumbu utama lensa dibiaskan melalui titik focus aktif F1 2) Sinar datang datang melalui melalui titik focus focus pasif F2 dibiaska dibiaskan n sejajar sumbu sumbu utama utama 3) Sinar datang datang melalui melalui titik focus focus optic O diterus diteruskan kan tanpa dibiask dibiaskan an
CONTOH:
Pembentukan bayangan pada lensa positif untuk benda yang diletakkan antara F dan 2F (Ruang II).
Pembentukan bayangan oleh lensa positif untuk benda yang diletakkan pada jarak lebih besar dari jarak antara pusat optik ke titik 2F (Ruang III).
Pembentukan bayangan pada lensa positif bila benda diletakkan antara pusat optik O dan fokus utama F (Ruang I).
LATIHAN: Lukislah pembentukan bayangan pada lensa cembung dengan menggunakan sedikitnya dua sinar istimewa jika benda b enda diletakkan: a) Di depan lensa, di depan 2F 2 b) Di depan lensa, antara F1 dan F2 c) Di depan lensa , antara O dan F 2 Kemudian sebutkan sifat – sifat bayangannya. ( JAWABAN JAWABAN TULIS DI BALIKNYA) BALIKNYA) 1. LENSA CEKUNG (focus negative) Sinar Istimewa: 1) Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seakan – akan berasal dari titik focus aktif F1 2) Sinar datang seakan – akan menuju titik focus pasif F 2 dibiaskan sejajar sumbu utama 3) Sinar datang datang melalui melalui pusat pusat optic O diteru diteruskan skan tanpa tanpa dibiaskan dibiaskan
CONTOH:
Sifat bayangan yang terbentuk terbentuk dari penggambaran lensa cembung (+) dan cekung (-) di atas sebagai berikut :
LATIHAN Lukislah pembentukan bayangan pada lensa cekung dengan menggunakan sedikitnya dua sinar istimewa jika benda b enda diletakkan: a) Di depan lensa, di depan 2F 2
b) Di depan lensa, antara F1 dan F2 c) Di depan lensa , antara O dan F 2 Kemudian sebutkan sifat – sifat bayangannya. JAWABAN TULIS DI BALIKNYA) BALIKNYA) ( JAWABAN
LATIHAN AKHIR: 1. Sebuah Sebuah benda diletakkan diletakkan didepan didepan lensa konver konvergeb geb (cembung) (cembung) dengan dengan jarak focus focus 12 cm. Tentukan letak bayangan, perbesaran, dan sifat bayangan jika benda diletakkan a) 16 cm b) 8 cm 1. Sebuah Sebuah benda diletak diletakkan kan 4 cm di depan depan lensa lensa cekung cekung dengan dengan jarak focus focus 6 cm. Tentukan letak bayangan, bayangan, perbesaran dan sifat sifat bayangan (Gunakan rumus Cermin dengan f (-) untuk lensa cekun dan f(+) untuk lensa cembung)
GETARAN, GELOMBANG DAN BUNYI a) GET ETA ARAN a. Getaran harmonic/ harmonic/ selaras adalah adalah gerak gerak bolak balik di sekitar titik titik setimbang 1 getaran =C–A–B–A–C =A–B–A–C–A =B–A–C–A–B Perio Periode de (T) (T) = waktu waktu untuk untuk satu satu kali kali berg bergeta etarr Frekuensi (f)= (f) = banyaknya getaran persatuan waktu T=1f b. Period Periode e getaran getaran sela selaras ras Ayunan Sederhana
T=2πLg
L g
: panjang tali (m) : pe percepatan gr gravitasi (m (m/s 2)
m k
: massa be beban (kg) : konstanta pegas (N/m)
Ayunan pegas
T=2πmk
CONTOH SOAL: 1. Sebuah Sebuah jam bandul bandul memiliki memiliki bandul bandul yang yang panjangn panjangnya ya 1 m a. Bera Berapa pa peri period ode e bandu bandul? l? b. Berapa Berapa freku frekuens ensii bandu bandul? l? Jawab: L =1m g = 9,8 m/s2
a. Per Periode iode T=2πLg= 2π19,8= 2π5 second b. Frek Frekue uens nsii T=1f=12π5×55=710π5 Hz
1. Ketika Ketika sebuah pegas pegas bebas bebas yang digantung digantung vertic vertical al diberi diberi beban 40 gram di ujungnya pegas bertambah panjang sejauh 20 cm. Kemudian, beban ditarik sejauh 10 cm dan dilepaskan. Tentukan: a. Tet Tetapan apan gay gaya b. Percepat Percepatan an beban beban pada saat dilepaska dilepaskan n c. Peri Period ode e get getar aran an d. Frek Frekue uens nsii geta getara ran n 2 Jika g = 10 m/s Jawab: m = 40 gram = 0,04 kg g = 10 m/s2 s0 = 20 cm = 0,20 m simpangan s = 10 cm = 0,10 m a. Teta Tetapa pan n pega pegas s
k=m gs0 b. Percepatan beban ketika dilepas dari kedudukan terbaawah dapat dihitung dengan menyamakan gaya beban yang diperoleh dari hokum II Newton. a=-k sm
c. Periode getaran T dihitung T dihitung dengan persamaan: T=2πmk
d. Frekuensi f adalah f adalah kebalikan dari periode T T=1f
LATIHAN: 1. Ketika Ketika pada sebuah sebuah pegas yang yang tergantung tergantung vertica verticall diberi beban beban 0,9 kg, panjang panjang pegas meregang 18 cm, Beban kemudian ditarikke bawah sejauh 10 cm kemudian dilepaskan. Tentukan: a. Ampli Amplitu tude de geta getara ran n b. Teta Tetapa pan n pega pegas s c. Percep Percepata atan n benda benda saat saat dilep dilepask askan an d. Peri Period ode e geta getara ran n e. Frek Frekue uens nsii get getar aran an 1. Sebuah pegas memanjang memanjang 10 cm jika massa massa 1,5 kg digantungkan padanya. Jika massa 4 kg digantungkan dig antungkan pada pegas dan pegas tersebut digetarkan, tentukan: a. Teta Tetapa pan n gay gaya a peg pegas as b. Periode c. Frek Frekue uens nsii geta getara ran n (JAWABAN TULIS DIBALIKNYA)
a) GELO GELOMB MBAN ANG G Gambar Gelombang:
○ ○ ○
○
Panjang gelombang(λ ) : Jarak Jarak yang yang ditemp ditempuh uh gelomba gelombang ng dalam dalam satu satu periode periode Amplitudo (A (A) : ni nilai mu mutlak si simpangan te terbesar ya yang di ditempuh pa partikel Periode (T) : selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua puncak/ dua dasar yang berurutan Frekuensi : banyaknya gelombang tiap satu satuan waktu/ detik
RUMUS: v=λ T λ
T=1f
v= λ .f
CONTOH: Gelombang air laut mendekati mercu suar dengan cepat rambat 7 m/s. Jarak antara dua dasar gelombang yang berdekatan 5 m. Tentukan : a) Fre Frekue kuensi nsi b) Peri Period ode e gelom gelomba bang ng
Jawab: Jarak antara dua dasar dasar berdekatan (AB) sama dengan panjang gelombang, jadi λ = 5 m a) v= λ .f ⇒ f=vλ =75=1,4 Hz b) Periode T=1f=11,4= 57
LATIHAN 1. Gelombang air laut melaju di samping kapal dengan kecepatan 40 m/s. Jarak antara puncak dan dasar yang berdekatan. Tentukan: a) Panja Panjang ng gel gelom omba bang ng b) Period iode c) Ce Cepa patt ramba rambatt gelom gelomba bang ng 1. Dalam 30 detik ada 10 gelombang gelombang laut yang melintas. melintas. Jika jarak antara pucak dan dasar gelombang yang berdekatan 6 m, berapa cepat rambat gelombang laut tersebut? ( JAWABAN JAWABAN TULIS DIBALIKNYA) DIBALIKNYA)
a) BUNYI Cepat rambat bunyi : v=sT= jarakwaktu
EFFEK DOPPLER “ Jika pendengar dan sumber bergerak saling ,mendekati, maka frekuensi yang didengar lebih besar daripada frekuensi sumber bunyi, sedangkan jika pendengar dan sumber bunyi bergerak saling menjauhi, maka frekuensi yang didengar pendengar lebih kecil daripada frekuensi sumber bunyi”
fp=v-vpv-vs∙ fs
f p fs v v p v s
: frekuensi yang didengar pendengar(Hz) : frekuensi sumber bunyi(Hz) : Cepat rambat bunyi di udara (m/s) : kecepatan pendengar (m/s) : kecepatan sumber bunyi (m/s)
CONTOH: 1. Kereta bergerak dengan kelajuan 72 km/jam menuju stasiun sambil membunyikan peluitnya. Bunyi peluit kereta api tersebut terdengar oleh kepala stasiun dengan frekuensi 765 Hz. Berapa frekuensi peluit kereta tersebut jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s? Jawab:
2. Ketika berdiri di perempatan jalan, Anda mendengar frekuensi 50 Hz dari sirine mobil polisi yang mendekati Anda. Setelah mobil polisi melewati Anda, anda mendengar frekuensi frekuensi sirine 420 Hz. Berapa kecepatan kecepatan mobil tersebut? Jika Jika cepat rambat bunyi di udara 310 m/s. Jawab:
LATIHAN: 1. Sebuah sumber bunyi dengan kecepatan 85 m/s menuju ke pendengar yang diam. Frekuensi yang diterima oleh pendengar adalah 64 Hz. Berapa frekuensi yang diterima oleh pendengar bila sumber bunyi itu diam dan pendenngar bergerak dengan kecepatan 85 m/s mendekati sumber bunyi jika ji ka cepat rambat di udara adalah 340 m/s? 2. Sebuah Sebuah kereta kereta yang satang satang dengan dengan kecepatan kecepatan 95 km/jam km/jam membunyik membunyikan an peluit yang terdengan oleh orang di stasiun dengan frekuensi 218 Hz. Jika cepat rambat bunyi 331 m/s, berapa frekuensi yang dipancarkan oleh peluit kereta tersebut?
(TULIS JAWABAN DI BALIKNYA)
