Proses pembentukan bayangan pada cermin datar menggunakan hukum

Pembahasan berikut ini adalah tentang sifat bayangan cermin datar, pemantulan bayangan pada cermin datar dan  pembentukan bayangan pada cermin datar serta sinar istimewa pada cermin datar.

Sebuah benda yang terletak di depan cermin akan membentuk bayangan. Cermin adalah benda gelap yang dapat memantulkan seluruh berkas cahaya yang jatuh pada permukaannya.

Sifat Bayangan pada Cermin Datar

Cermin yang dipakai untuk berhias termasuk cermin datar, yaitu cermin yang permukaan pantulnya merupakan bidang datar.

Bagaimana prinsip terbentuknya bayangan pada cermin datar? Bagaimana sifat-sifat bayangan yang terjadi pada cermin datar?

Proses pembentukan bayangan pada cermin datar menggunakan hukum pemantulan cahaya. Untuk mempermudah pembentukan bayangannya, diambil sinar-sinar yang datang dari kedua ujung benda.

Bayangan yang terjadi pada cermin datar memiliki sifat, yaitu

a. maya atau semu karena bayangannya tidak dapat ditangkap layar;

b. jarak benda sama dengan jarak bayangan;

c. tinggi benda sama dengan tinggi bayangan;

d. posisi bayangan berlawanan dengan posisi benda

Gambar: Sifat Bayangan Cermin Datar

Perbesaran bayangan pada cermin datar dirumuskan sebagai berikut.

M = hi : ho

Karena tinggi benda (ho) sama dengan tinggi bayangan (hi) maka perbesaran bayangan yang terjadi adalah satu kali.

Macam-macam Jenis Bayangan

Ada dua macam bayangan, yaitu bayangan nyata dan bayangan semu.

a. Bayangan nyata (sejati, riil) adalah bayangan yang dapat ditangkap layar. Hal ini terjadi jika sinar-sinar pantul langsung berpotongan, misalnya gambar pada layar gedung bioskop. Bayangan nyata dapat dilihat jika menggunakan layar (penerima).

b. Bayangan semu (maya, virtual) adalah bayangan yang tidak dapat ditangkap layar. Hal ini terjadi jika sinar-sinar pantul tidak langsung berpotongan, tetapi berpotongan di perpanjangannya, misalnya bayangan kita pada cermin datar.

Bayangan maya dapat langsung dilihat tanpa menggunakan layar. Selain untuk bercermin, cermin datar dalam kehidupan sehari-hari dapat digunakan untuk bahan membuat periskop cermin datar.

Pembentukan Bayangan pada Cermin bersudut 

Jika dua cermin datar diletakkan sedemikian sehingga membentuk sudut tertentu maka diperoleh cermin sudut. Jika sebuah benda diletakkan di depan cermin sudut maka bayangan dibentuk oleh cermin I.

Bayangan ini merupakan benda untuk cermin II. Bayangan dari cermin II merupakan benda untuk cermin I dan seterusnya sehingga akan terbentuk banyak bayangan. Banyaknya bayangan yang terbentuk dirumuskan sebagai berikut.

N = (360:a) – 1

Keterangan: n = banyaknya bayangan yang terjadi

a = sudut antara dua cermin

HOME FISIKA SMA OPTIKA GEOMETRIS

Edutafsi.com - Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar. Salah satu jenis cermin yang sudah tidak asing lagi dan banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah cermin datar. Cermin datar dimanfaatkan secara luas untuk berbagai keperluan dan biasanya berhubungan dengan penampilan seperti untuk berhias, untuk memastikan kerapian, untuk melihat gerakan misalnya pada sanggar tari, dan sebagainya. Cermin datar merupakan sebuah benda berupa kaca atau medium transparan yang dilapisi dengan lapisan cat logam di salah satu bagian permukaannya. Permukaan cermin datar dapat memantulkan sinar yang jatuh padanya sehingga kita dapat melihat bayangan dari suatu benda. Lalu, bagaimana sebenarnya proses pembentukan bayangan pada cermin datar? Pada kesempatan ini, edutafsi akan memaparkan cara melukis pembentukan bayangan pada cermin datar serta mengenal sifat-sifat bayangan yang dihasilkannya.
Hukum pemantulan cahaya sebenarnya sudah dikenalkan saat di bangku menengah pertama. Di SMP, biasanya akan dilakukan sebuah percobaan pemantulan cahaya menggunakan cermin datar. Percobaan tersebut merupakan salah satu cara sederhana untuk melihat hukum pemantulan cahaya. Melalui percobaan tersebut, diharapkan murid dapat melihat sifat pemantulan cahaya pada permukaan datar yang mengkilap seperti cermin. Hukum pemantulan cahaya dicetuskan oleh Snellius. Hukum ini menjelaskan bagaimana hubungan antara sinar datang dan sinar pantul. Selain itu, hukum pemantulan cahaya juga mengkaji bagaiman hubungan antara sudut datang dan sudut pantul dalam suatu pemantulan cahaya. Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh hukum pemantulan sebagai berikut : 1). Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar 2). Besar sudut datang sama dengan sudut pantul (i = r). Garis normal adalah garis yang tegak lurus dengan permukaan pemantul. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal. Sedangkan sudut pantul adalah sudut yang dibentuk oleh sinar pantul dan garis normal. Pembentukan bayangan yang dihasilkan oleh sebuah cermin umumnya dapat dilihat melalui suatu ilutrasi dengan cara melukis sinar datang dan sinar pantul pada cermin tersebut. Pada ilustrasi tersebut, bayangan yang dihasilkan oleh cermin terbentuk oleh perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul. Untuk melukiskan bayangan yang dihasilkan oleh sebuah cermin, maka kita dapat menggunakan sinar-sinar penting yang berasal dari benda. Umumnya, sinar yang digunakan adalah sinar yang dihasilkan oleh ujung-ujung benda. Selanjutnya, pembentukan bayangan dilukis berdasarkan hukum pemantulan cahaya. Saat melukis pembentukan bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar, maka kedua poin hukum pemantulan di atas harus diperhatikan. Dalam hal ini, kita juga harus jeli dalam membedakan mana sudut yang disebut sudut datang dan mana sudut yang disebut sudut pantul. Karena meski sederhana, nyatanya banyak murid yang terkecoh di bagian tersebut. Secara garis besar, melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dapat dilakukan dengan beberapa langkah berikut ini : 1). Dipilih sinar yang dihasilkan oleh ujung benda untuk menentukan bayangan 2). Sinar yang jatuh dengan sudut datang i dipantulkan dengan sudut pantul r (i = r) 3). Sinar yang jatuh tegak lurus cermin dipantulkan dalam arah berlawanan 4). Ditarik perpanjangan sinar-sinar pantul ke belakang cermin 5). Perpotongan perpanjangn sinar pantul inilah yang membentuk bayangan. Ketika melukis sinar datang dan sinar pantul, maka perhatikan bahwa sudut yang dibentuk oleh sinar pantul dengan garis normal harus sama besar dengan sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal (sesuai dengan hukum pemantulan cahaya). Untuk jelasnya perhatikan gambar di bawah. Selain untuk melihat proses pembentukan bayangan pada cermin melalui bukti geometri, melukis pembentukan bayangan biasanya juga digunakan untuk menentukan sifat bayangan yang dihasilkan oleh sebuah cermin. Cermin datar kebetulan menghasilkan bayang dengan sifat yang seragam dimanapun benda diletakkan.

Demikianlah pembahasan singkat mengenai pembentukan bayangan dan sifat-sifat bayangan yang dihasilkan oleh cermin datar. Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini.

MENU FISIKA SMA OPTIKA GEOMETRIS

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.

Pemantulan cahaya dapat dibedakan menjadi dua yaitu pemantulan baur(difus) dan pemantulan teratur. Seberkas cahaya yang jatuh pada benda dengan permukaan kasar akan dipantulkan dengan arah sinar pantul yang tak teratur. Pemantulan ini disebut Pemantulan baur Adapun seberkas cahaya yang jatuh pada permukaan halus, akan  dipantulkan dengan arah yang teratur. Pemantulan inl disebut Pemantulan  teratur.

Pemantulan cahaya pada permukaan  benda tidak sembarang, melainkan memllikl keteraturan sesuai dengan hukum-hukum pemantulan,  yaitu:

a. sudut datang sama dengan sudut pantul

b. sinar datang, garis normal, clan sinar pantul terletak pada satu bidang  datar.

a. Pemantulan pada Cermin Datar

Proses pembentukan bayangan pada cennin datar adalah sebagai benkut.

1. Sinar datang PQ jatuh pada cermin datar kemudian sinar ini dipantulkan. PQ dipantulkan melalui lintasan yang sama.

2. Sinar datang PR jatuh pada cermm dengan sudut datang q, kemudian sinar PQ ini dipantulkan dengan sudut q.

3. Perpanjangan sinar pantul PQ dan sinar pantul PR di belakang cermin  dilukiskan dengan garis terputus-putus dan berpotongan di titik P’.

Sumber : university physics with modern physics

Dengan cara yang sama, bayangan benda tiga dimensl  dapat terbentuk oleh cermin datar. Proses pembentukan bayangannya sama  seperti pada contoh diatas. Hal yang terpenting adalah dalam setiap proses  pembentukan bayangan, hukum pemantulan selalu berlaku.

Pada benda yang bukan berupa titik atau garis, ukuran bayangan benda akan sama persis dengan ukuran bendanya. Benda dan bayangan hanya berbeda dalam hal arah kiri dan kanannya. Bagian kiri benda menjadi bagian kanan bayangan, begitu juga sebaliknya. Peristiwa tersebut biasa dikenal dengan lateral inversion jika diartikan kurang lebih berarti pembalikan sisi.

Sifat bayangan

Sifat bayangan benda yang dibentuk oleh cermin datar adalah sebagai berikut

1.maya

2. tegak

3. ukuran bayangan sama dengan ukuran benda

4. jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin.

Jumlah bayangan oleh dua buah cermin datar

Jika sebuah benda diletakkan di depan dua buah cermin yang membentuk sudut a, satu sama lain, maka akan terbentuk sejumlah bayangan. Jumlah bayangan yang terbentuk pada dua buah cermin datar bergantung pada besar sudut a.

Untuk menghitung jumlah bayangan pada dua buah cermin datar dapat digunakan rumus berikut:

dengan:

n = jumlah bayangan

a = sudut antara dua buah cermin

Silahkan bisa kalian coba sendiri, sangat sederhana hanya membutuhkan 2 buah cermin, busur derajat, sebuah objek untuk diamati. Apakah hasilnya sama dengan rumus diatas?

1. Pembentukan bayangan oleh cermin cekung

Cermin cekung memiliki sifat konvergen, yaitu mengumpulkan sinar. Letak dan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bergantung pada letak benda. Sebuah benda yang diletakkan di depan sebuah cermin cekung akan memiliki bayangan dengan sifat-sifat tertentu.

Sifat sinar-sinar istimewa cermin cekung:

Sumber : university physics with modern physics

1. sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus utama.

2. Sinar datang yang melalui titk fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama

3. sinar datang yang melalui titk pusat kelengkungan cermin kan dipantulkan kembali melalui lintasan yang sama.

4. sinar datang ke titik titik tengan cermin dipantulkan simetris terhadap sumbu utama

cara melukis bayangan benda oleh cermin cekung adalah sebagai berikut:

1. cermin cekung digambar lengkap dengan bagian-bagiannya.

Sumber : university physics with modern physics

2. garis PQ digambar untuk melambangkan tinggi benda

3. gambar sinar istimewanya.

Sumber : university physics with modern physics

4. titik yang merupakan perpotongan antara sinar pantul-1,sinar-2 dan sinar-3 diberi nama Q’. Titik ini merupakan bayangan dari titik Q. Kemudian, garis tegak lurus sumbu utama ditarik dari Q’ ke arah sumbu utama. Titik ini diberi nama A’ yang merupakan bayangan dari titik A sehingga  P’Q’ merupakan bayangan dari PQ

Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bergantung pada letak benda di depan cermin.

Pembagian ruang pada cermin adalah sebagai berikut:

a. ruang I = diantara titik tengah cermin (vortex) dan titik fokus cermin

b. ruang II = diantara titik fokus dan pusat kelengkungan cermin

c. ruang III = diantara pusat kelengkungan cermin dan + tak hingga

d. ruang IV = diantara titik tengah cermin dan – tak hingga

rumus kedudukan bayangan :

ruang benda + ruang bayangan = 5

jika nomor ruang bayangan lebih besar dari pada ruang benda maka bayangan diperbesar, berlaku sebaliknya. Jika nomor ruang bayangan lebih kecil dari nomor ruang benda maka bayangan diperkecil.

Jadi dapat disimpulkan sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin cekung adalah sebagai berikut:

a. jika benda diruang I maka bayangan berada di ruang IV, sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperbesar

b. jika benda diruang II maka bayangan berada di ruang III, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperbesar

c. jika benda pada ruang III maka bayangan berada di ruang II, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan diperkecil

 Gambar yang menunjukkan hubungan letak benda dan letak bayangan:

1. Benda beradap pada Ruang 1, bayangan terletak pada ruang IV

Sumber : university physics with modern physics

Sumber : university physics with modern physics

Sumber : university physics with modern physics

Sumber : university physics with modern physics

1. Pembentukan bayangan oleh cermin cembung

Sumber : university physics with modern physics

Cermin cembung bersifat divergen, yaitu bersifat memancarkan sinar. Bayangan benda yang terbentuk oleh cermin cembung dapat ditentukan dengan cara menggambarkan 2 dari 3 sinar istimewa pada cermin cembung.

Sinar istimewa pada cermin cembung:

Sumber : university physics with modern physics

1. sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan seakan-akan datang dari titik fokus

2. sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama

3. sinar datang yang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan kembali melalui lintasan yang sama.

4. sinar datang ke titik titik tengan cermin dipantulkan simetris terhadap sumbu utama

Sifat bayangan pada cermin cembung

Benda yang diletakkan di depan sebuah cermin cembung selalu menghasilkan bayangan dengan sifat sama. Sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin cembunga adalah maya, tegak, diperkecil.

Rumus-rumus Pada cermin cekung dan cembung

Rumus digunakan dalam perhitungan pada cermin cekung dan cermin cembung adalah sama, hanya berbeda nilai positif dan negatifnya saja.

Rumus-rumus pada cermin cekung dan cembung adalah sebagai berikut:

 Rumus hubungan titik fokus dan Jari-jari kelengkungan cermin

dengan:

f = jarak fokus

R = jari-jari kelengkungan cermin

s = jarak benda ke cermin

s’ = jarak bayangan ke cermin

h = tinggi benda

h’= tinggi bayangan

M = perbesaran bayangan

PENTING:

Hal-hal yang perlu diperlu diperhatikan ketika menggunakan rumus tersebut baik itu untuk menghitung titik fokus, jarak dan sebagainya:

a. jarak fokus pada cermin cembung selalu bernilai negatif.(titik fokus cermin cembung berada di belakang cermin