Halaman
Cahaya dan Alat Optik
11
Kamu dapat melihat alam sekitar dengan indra
penglihat. Benda-benda di sekitarmu dapat dilihat
karena benda tersebut memantulkan cahaya. Bagaimana
cara matamu dapat melihat benda dan bagaimana cara
benda memantulkan cahaya? Ayo, pelajari pada bab ini
dengan semangat!
S
u
m
b
e
r
:
c
o
v
e
r
s
a
t
i
o
n
.
w
h
i
c
h
.
c
o
.
u
k
166
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Maha Kuasa Tuhan yang telah menciptakan cahaya. Mungkin di
antara kamu masih ada yang bertanya-tanya tentang cahaya, karena
tidak mengetahui wujud dan tidak dapat memegang cahaya bukan?
Cahaya tidak mempunyai wujud, namun cahaya ada di sekitar kamu dan
dapat dirasakan keberadaannya. Cara paling mudah untuk merasakan
cahaya adalah dengan menyalakan dan memadamkan lampu pada
malam hari. Coba rasakan bagaimana pengaruh keberadaan cahaya
terhadap proses penglihatan!
Perhatikan Gambar 11.1! Dengan adanya cahaya kamu dapat
melihat indahnya ciptaan Tuhan, mulai dari wajah teman-temanmu,
berbagai jenis bunga dan hewan, pemandangan alam, atau lukisan
yang dibuat oleh seorang seniman.
(a)
(b)
Sumber: (a) www.gardeningknowhow.com. (b) www.bambaexperience.com
Gambar 11.1
(a) Berbagai Bunga, (b) Pemandangan Alam Gunung Bromo
Bayangkan jika tidak ada cahaya, kita hanya akan mengalami
kegelapan selama kita hidup dan tidak dapat melihat indahnya ciptaan
Tuhan. Kita wajib bersyukur kepada Tuhan atas karunia cahaya yang
diberikan kepada kita. Mengapa cahaya dapat membantu kita melihat?
Bagaimana proses melihat dengan adanya cahaya tersebut? Agar
mengetahuinya, ayo kita pelajari materi ini dengan penuh semangat!
167
Ilmu Pengetahuan Alam
A.
Sifa
t Cahaya dan Proses Pembentukan Bayangan
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Sifat-sifat cahaya
•
Pembentukan bayangan
pada cermin
•
Lensa
•
Hukum
pemantulan
cahaya
•
Gelombang
elektromagnetik
•
Pembiasan
•
Konvergen
•
Divergen
•
Titik fokus
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami sifat cahaya dan proses
pembentukan bayangan pada cermin dan lensa, sehingga kamu dapat memahami
prinsip kerja alat-alat optik.
Mengapa Penting?
1. Sifat-Sifat Cahaya
Kamu perlu mengetahui dan memahami sifat-sifat cahaya agar
dapat mengenali cahaya. Cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu
merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dan merupakan
gelombang elektromagnetik.
a. Cahaya Merambat Lurus
Pernahkah kamu menyalakan lilin atau lampu di tempat gelap?
Jika lilin atau lampu dinyalakan akan dihasilkan cahaya yang dapat
menerangi tempat yang gelap. Tahukah kamu bagaimanakah arah
rambatan cahaya tersebut? Agar mengetahuinya lakukan kegiatan
berikut!
Aktivitas 11.1 Perambatan Cahaya
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Lampu atau lilin
2.
Kertas
3.
Gunting
168
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Lakukan percobaan ini di tempat gelap atau remang-remang.
2.
Lubangi kertas pada bagian tengahnya!
3.
Susunlah
set percobaan seperti pada Gambar 11.2. Mintalah
bantuan temanmu untuk memegang kertas!
4.
Nyalakan lampu/lilin. Amati nyala lilin tersebut
dengan posisi
lubang pada kedua kertas dalam satu garis lurus dengan mata
seperti pada Gambar 11.2!
5.
Apa yang te
rjadi jika kedua lubang pada kertas tersebut dan
mata tidak berada dalam satu garis lurus?
Pengamat
Kertas
Lilin
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.2
Set Percobaan Perambatan Cahaya
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, apa yang
dapat kamu simpulkan?
b. Cahaya dapat Dipantulkan
Apakah kamu dapat membedakan benda-benda berdasarkan
warnanya? Apa yang menyebabkan demikian? Cahaya memiliki
sifat dapat dipantulkan jika menumbuk suatu permukaan bidang.
Pemantulan yang terjadi dapat berupa pemantulan baur dan
pemantulan teratur. Pemantulan baur terjadi jika cahaya dipantulkan
oleh bidang yang tidak rata, seperti aspal, tembok, dan batang kayu.
Pemantulan teratur terjadi jika cahaya dipantulkan oleh bidang yang
rata, seperti cermin datar. Pada pemantulan baur dan pemantulan
teratur, sudut pantulan cahaya besarnya selalu sama dengan sudut
datang cahaya (perhatikan Gambar 11.3).
169
Ilmu Pengetahuan Alam
Pemantulan Baur (Difus)
Pemantulan Teratur
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.3
Pemantulan Baur dan Pemantulan Teratur
Hal tersebut adalah sesuai dengan hukum pemantulan cahaya
yang dikemukakan oleh Snellius. Snellius menambahkan konsep
garis normal yang merupakan garis khayal yang tegak lurus
dengan bidang pantul. Garis normal berguna untuk mempermudah
kamu menggambarkan pembentukan bayangan oleh cahaya. Snellius
mengemukakan bahwa:
(1)
Sinar
datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu
bidang datar.
(2)
Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul (
∠
i
=
∠
r
).
∠
i
∠
r
Garis normal
Sinar datang
Sinar pantul
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.4
Proses Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
Kemampuan kamu untuk membedakan warna, tidak terlepas dari
sifat cahaya. Cahaya yang mengenai benda sebagian akan dipantulkan
ke mata dan sebagian lagi akan diserap benda sebagai energi. Misalnya
170
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
cahaya yang mengenai benda terlihat berwarna merah. Hal ini berarti
spektrum cahaya merah akan dipantulkan oleh benda, sedangkan
spektrum warna lainnya akan diserap oleh benda tersebut.
Ayo, Kita Selesaikan
1.
Pada gambar di bawah ini,
manakah yang menunjukkan sudut
datang dan sudut pantul?
∠
a
∠
b
∠
c
∠
d
Sinar datang
Sinar pantul
Garis normal
Bidang pantul
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.5
Posisi Sudut Datang dan Sudut Pantul
2.
Jika
sudut datang sebesar 30°, berapakah besar sudut pantul
yang terbentuk?
c. Cahaya dapat Dibiaskan
Bagaimana cahaya dapat dibiaskan? Untuk mengetahuinya ayo
lakukan aktivitas berikut.
Aktivitas 11.2 Mengapa Sendok Terlihat Bengkok?
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Sendok
2.
Air
3.
Gelas kimia, jika tidak ada gunakan gelas bening
171
Ilmu Pengetahuan Alam
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Isi gelas dengan air hingga terisi
3
4
gelas!
2.
Masukkan
sendok ke dalam air dengan posisi seperti pada
Gambar 11.6!
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.6
Set Percobaan Pembiasan
3.
Amati bentuk sendok yang berada di atas air dan di dalam air!
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Apa yang terjadi pada sendok? Mengapa
peristiwa tersebut
dapat terjadi? Jelaskan!
2.
Mengapa
cahaya dibiaskan saat melalui medium yang berbeda
kerapatannya?
3.
Gambarkan
diagram yang dapat menjelaskan proses terjadinya
pembiasan pada sendok!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
Cahaya akan dibiaskan ketika melalui dua medium yang memiliki
kerapatan optik yang berbeda. Kecepatan cahaya akan menurun saat
dari udara memasuki air atau medium yang lebih rapat. Semakin besar
perubahan kecepatan cahaya saat melalui dua medium yang berbeda,
akan semakin besar pula efek pembiasan yang terjadi. Namun,
pembiasan tidak akan terjadi saat cahaya masuk dengan posisi tegak
lurus bidang batas kedua medium.
172
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Kaca
Udara
Sinar datang
Garis normal
θ
1
θ
2
v
2
v
1
A
B
Sinar bias
(a)
(b)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.7
(a) Pembiasan Berkas Cahaya, (b) Pembiasan pada Sendok
di dalam Gelas Berisi Air
Ayo, Kita Pahami
Kamu pasti pernah melihat bayang-bayang benda. Apa
sebenarnya bayang-bayang itu? Bayang-bayang terjadi sebagai
akibat cahaya merambat pada garis lurus. Bayang-bayang
merupakan suatu daerah gelap yang terbentuk pada saat sebuah
benda menghalangi cahaya yang mengenai suatu permukaan. Jika
sumber cahaya cukup besar, bayang-bayang sering terdiri atas dua
bagian.
Apabila cahaya tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah
umbra, yaitu bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap.
Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah
penumbra, yaitu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar
umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur.
d. Cahaya merupakan Gelombang Elektromagnetik
Bayangkan saat ini kamu sedang berdiri di tepi pantai. Pada saat itu
kamu melihat ombak yang sangat besar sedang melaju menuju ke arah
kamu. Deburan ombak tersebut hanya memindahkan sejumlah energi
dengan memindahkan mediumnya (air laut) karena angin. Hal ini
dibuktikan dengan terdengarnya suara ombak (energi gerak menjadi
bunyi). Berbeda dengan gelombang laut, cahaya dapat mentransfer
energi dari satu tempat ke tempat lainnya tanpa menggunakan
173
Ilmu Pengetahuan Alam
medium. Gelombang cahaya terbentuk karena adanya perubahan
medan magnet dan medan listrik secara periodik, sehingga merupakan
gelombang elektromagnet.
Salah satu fenomena yang dapat membuktikan bahwa cahaya itu
mampu mentransfer energi adalah saat lilin yang dinyalakan di sebuah
ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan.
Contoh lainnya adalah matahari yang memancarkan gelombang
cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium). Gelombang cahaya
matahari memancar ke segala arah sampai ke bumi meskipun melalui
ruang hampa udara. Hal ini berarti gelombang cahaya dapat merambat
pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi. Berdasarkan
frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam.
Berikut
klasifikasi
gelombang
elektromagnetik
yang
dikenal
dengan
spektrum elektromagnetik.
Sinar
Gamma
Sinar-X
Sinar UV
Inframerah
Gelombang
mikro
Gelombang
radio
Cahaya tampak
Panjang gelombang (nm)
380
400
500
600
700
750
10
-5
nm 10
-3
nm
1 nm
10
3
nm
10
6
nm
1 m
10
3
m
Panjang gelombang semakin pendek
Energi semakin besar
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.8
Spektrum Elektromagnetik
Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian
yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik. Agar mudah
memahaminya, perhatikan Gambar 11.8 yang menunjukkan spektrum
cahaya tampak. Cahaya tampak adalah cahaya yang memiliki panjang
174
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia.
Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai
700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil daripada lebar rambut
manusia. Warna cahaya yang dapat kamu lihat tergantung pada
panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata.
Misalnya seperti cahaya hijau yang memiliki panjang gelombang
sekitar 500 nm akan dapat terlihat apabila benda-benda yang berwarna
hijau menyerap semua spektrum cahaya yang memiliki panjang
gelombang kurang dari 500 nm dan lebih dari 500 nm, serta hanya
memantulkan spektrum cahaya yang memiliki panjang gelombang
500 nm saja. Berdasarkan penjelasan tersebut dapat disimpulkan
bahwa sebuah benda hanya akan memantulkan spektrum cahaya yang
warnanya sama dengan warna permukaan benda tersebut, sehingga
kita dapat mengindrai dengan tepat warna-warna benda tersebut.
Ayo, Kita Selesaikan
Setelah kamu mengamati Gambar 11.8 tentang spektrum elektromagnetik,
berapakah panjang gelombang cahaya merah dan biru?
2. Pembentukan Bayangan pada Cermin
Salah satu kegiatan yang mungkin kamu lakukan sebelum
berangkat ke sekolah adalah berdiri di depan cermin, untuk melihat
apakah kamu sudah rapi atau belum. Bahkan sering kali dalam
perjalanan, kamu ditemani cermin. Tahukah kamu bahwa cermin yang
kamu pakai untuk berkaca setiap hari adalah sebuah cermin datar?
Jika seberkas cahaya mengenai cermin datar maka cahaya tersebut
dipantulkan secara teratur. Peristiwa pemantulan cahaya pada cermin
datar menyebabkan pembentukan bayangan benda oleh cermin.
175
Ilmu Pengetahuan Alam
Aktivitas 11.3 Pembentukan Bayangan oleh Cermin Datar
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Cermin datar minimal berukuran 30 cm
×
30 cm.
2.
Pensil, pulpe
n, buku, botol kecil, atau benda lainnya yang ada
di sekitar kamu.
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Letakkan
benda, misal botol kecil 15 cm di depan cermin datar!
2.
Amati bayangan yang terjadi pada cermin!
Benda
Sinar datang
Bayangan
Cermin datar
Perpanjangan
sinar pantul
Sinar pantul
s
s'
Susu
Susu
Sinar pantul
Pengamat
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.9
Bayangan yang Terbentuk pada Cermin Datar
Lakukan percobaan ini dengan cermat dan teliti agar kamu
dapat memahami pembentukan bayangan pada cermin datar.
Selain itu, jangan lupa bekerja sama dan berbagi tugaslah dengan
teman satu kelompokmu.
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Dimanakah letak
bayangan yang dapat kamu amati pada cermin?
2.
Bagaimanakah
ukuran bayangan jika dibandingkan dengan
ukuran benda?
176
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
3.
Bandingkan jarak benda
terhadap cermin dan jarak bayangan
terhadap cermin!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
a. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
Pada saat menentukan bayangan pada cermin datar melalui
diagram sinar, titik bayangan adalah titik potong berkas sinar-sinar
pantul. Bayangan bersifat nyata apabila titik potongnya diperoleh
dari perpotongan sinar-sinar pantul yang konvergen (mengumpul).
Sebaliknya, bayangan bersifat maya apabila titik potongnya merupakan
hasil perpanjangan sinar-sinar pantul yang divergen (menyebar).
s
Benda
Sinar datang
Bayangan
Cermin datar
Sinar pantul
Perpanjangan
sinar pantul
s'
Sinar pantul
Sinar pantul
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.10
Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
dengan:
s
= Jarak b
enda terhadap cermin
s'
= Jarak b
ayangan terhadap cermin
Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan
dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh
garis putus-putus.
177
Ilmu Pengetahuan Alam
Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dengan
diagram sinar, ikutilah langkah-langkah berikut ini.
1.
Lukis
sebuah sinar dari benda menuju cermin dan dipantulkan ke
mata, sesuai hukum pemantulan cahaya, yaitu sudut sinar datang
sama dengan sudut sinar pantul.
2.
Lukis sinar kedua sebagaimana langkah pertama.
3.
Lukis
perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut di belakang
cermin sehingga berpotongan. Perpotongan sinar-sinar pantul
tersebut merupakan bayangan benda.
4.
Jika
diukur dari cermin, jarak benda terhadap cermin (
s
) harus
sama dengan jarak bayangan terhadap cermin (
s'
).
Tahukah Kamu?
Pernahkah kamu mendengar istilah “cermin seribu bayangan”?
Wahana ini biasanya ada di tempat-tempat wisata. Melalui cermin
tersebut kamu dapat melihat secara langsung jumlah bayangan
yang begitu banyak ketika kamu berada di antara dua cermin datar
saling berhadapan dengan sudut tertentu.
Nah, bagaimana hal ini dapat terjadi? Apabila dua buah
cermin datar diletakkan saling berhadapan (bagian depan cermin
menghadap ke ruang yang sama) dan mengapit besar sudut
tertentu, maka kedua cermin ini akan membentuk bayangan yang
banyaknya bergantung pada besar sudut antara kedua cermin.
Agar kamu dapat memahami penjelasan di atas, perhatikan Gambar
11.11, kemudian lakukan percobaannya!
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.11
Pembentukan pada Dua Buah Cermin Datar
178
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
b. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
Pernahkah kamu mengamati kaca spion yang dipasang di
kendaraan? Kaca yang dipasang pada spion adalah contoh dari cermin
lengkung. Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya
melengkung. Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu
cermin silinder dan cermin bola. Pada subbab ini, kamu hanya akan
mempelajari cermin bola (kelengkungannya merupakan bagian dari
kelengkungan bola). Khususnya tentang cermin cekung dan cembung.
Cermin cekung dan cembung irisan permukaannya berbentuk
bola. Cermin yang irisan permukaan bola bagian mengilapnya terdapat
di dalam disebut cermin cekung, sedangkan cermin yang irisan
permukaan bola bagian mengkilapnya terdapat di luar disebut cermin
cembung. Agar dapat memahami unsur-unsur pada cermin cekung
dan cembung, perhatikan Gambar 11.12.
Bagian
M
adalah titik pusat
kelengkungan cermin, yaitu titik
pusat bola. Titik tengah cermin
adalah
O
. Sumbu utama yaitu,
OM
,
garis yang menghubungkan titik
M
dan
O
. Sudut
POM
adalah sudut
buka cermin jika titik
P
dan
M
adalah
ujung-ujung cermin. Berdasarkan
Gambar 11.12, maka kita dapat
menentukan unsur-unsur cermin
lengkung, yaitu sebagai berikut.
a) Pusat kelengkungan cermin
Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris
menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan
dengan
M
.
b) Vertex
Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama
bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan
O
.
c) Titik api (fokus)
Titik api adalah titik bertemunya sinar-sinar pantul yang datangnya
sejajar dengan sumbu utama (terletak antara vertex dan pusat) dan
disimbolkan dengan
F
.
F
M
Sumbu
utama
f
2
f = R
θ
O
P
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.12
Penampang
Melintang Cermin Lengkung
179
Ilmu Pengetahuan Alam
d) Jari-jari kelengkungan cermin
Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex (
O
) ke pusat
kelengkungan cermin (
M
). Jari-jari kelengkungan cermin biasanya
disimbolkan dengan
R
.
e) Jarak fokus
Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan
disimbolkan dengan
f
.
1) Cermin Cekung
Sebelum kamu mempelajari cermin cekung, ayo lakukan aktivitas
berikut terlebih dahulu!
Aktivitas 11.4 Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang akan kamu lakukan?
Mempelajari hubungan antara titik
fokus, jarak benda, dan jarak bayangan
pada cermin cekung.
Apa yang kamu perlukan?
1.
Penjepit
rel sebagai pemegang alat
di atas rel presisi 5 buah
2.
1 buah lampu dengan tiang/
1 batang lilin
3.
1 buah cermin cekung
4.
Layar putih
5.
Bangku optik
6.
Penggaris
Keterangan: Alat-alat untuk percobaan ini dapat diperoleh
pada
KIT Optika.
cermin
lilin
layar
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.13
Set Percobaan
Cermin Cekung
180
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Letakkan
lilin di bangku optik (rel) di antara cermin cekung dan
layar putih. Perhatikan Gambar 11.13!
2.
Geser-geserlah
letak layar sepanjang mistar bangku optika (rel)
hingga diperoleh bayangan yang jelas pada layar putih.
3.
Ukur jarak layar dari cermin (sebagai
s'
) dan jarak lilin dari
cermin (sebagai
s
).
4.
Catat hasil pengukuran dalam Tabel 11.1
5.
Ulangi langkah-langkah di atas dengan mengub
ah letak benda
(
s
).
Tabel 11.1
Data Jarak Benda dan Bayangan pada Percobaan Cermin Cekung
s
(cm)
s
'
(cm)
1
s
1
s'
1
s
1
s'
1
f
+
=
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Bagaimana
hubungan antara titik fokus, jarak benda, dan jarak
bayangan pada cermin cekung?
2.
Berapakah jarak
fokus cermin cekung yang digunakan dalam
percobaan ini?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
Hukum pemantulan yang menyatakan besar sudut datang sama
dengan sudut pantul, berlaku pula untuk cermin cekung. Pada
cermin cekung, garis normal adalah garis yang menghubungkan titik
pusat lengkung cermin
M
dengan titik jatuhnya sinar. Garis normal
pada cermin
lengkung berubah-ubah, bergantung pada titik jatuh
sinar. Misalnya, jika sinar datang dari
K
mengenai cermin cekung di
B
, maka garis normalnya adalah garis
MB
dan sudut datangnya adalah
sudut
KBM
=
α.
Sesuai
hukum
pemantulan,
maka
sudut
pantulnya,
adalah sudut
MBC
=
α
dan
sinar
pantulnya
adalah
sinar
BC
.
181
Ilmu Pengetahuan Alam
F
M
Sumbu utama
O
B
K
C
D
a
a
b
b
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.14
Pemantulan pada Cermin Cekung
Sinar datang dari
K
mengenai cermin cekung di
D
, maka garis
normalnya adalah garis
MD
dan sudut datangnya adalah sudut
KDM
=
β.
Sesuai
hukum
pemantulan,
maka
sudut
pantulnya,
adalah
sudut
MDC
=
β,
sedangkan
sinar
pantulnya
adalah
sinar
DC
. Hal yang sama
berlaku juga pada cermin cembung.
a ) Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung
Agar dapat mengetahui pembentukan bayangan pada cermin
cekung, kamu dapat menggunakan diagram sinar dan tiga sinar
istimewa, seperti pada Tabel 11.2.
Tabel 11.2
Sinar Istimewa pada Cermin Cekung
Sinar Istimewa
Diagram Sinar
a. Sinar datang sejajar sumbu utama akan
dipantulkan melalui titik fokus.
Sinar datang
Cermin cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu
utama
182
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Sinar Istimewa
Diagram Sinar
b. Sinar datang melalui titik fokus akan
dipantulkan sejajar sumbu utama.
Sinar datang
Cermin cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu
utama
c. Sinar datang melalui titik pusat
kelengkungan cermin akan dipantulkan
melalui titik pusat kelengkungan cermin
pula.
Sinar datang
Cermin cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu
utama
Untuk melukis bayangan pada cermin cekung diperlukan minimal
dua buah sinar istimewa. Akan tetapi, hasil akan lebih baik dan
meyakinkan jika dilukis dengan tiga sinar istimewa sekaligus dengan
langkah-langkah sebagai berikut.
1.
Pilih sebuah
titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua
sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
2.
Setelah
sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan
kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa cermin cekung.
3.
Tandai titik potong sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
4.
Lukis perpotongan sinar-sinar pantul tersebut.
183
Ilmu Pengetahuan Alam
b) Melukis Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung
Benda berada pada jarak lebih dari
R
Benda
Sinar datang
Cermin
cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu utama
Bayangan
R
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.15
Pembentukan Bayangan jika Benda Berada
pada Jarak Lebih dari
R
pada Cermin Cekung
Bagaimana sifat-sifat bayangan yang terbentuk? Berdasarkan
gambar tersebut, bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, dan
diperkecil.
Benda di titik fokus
F
Benda
Sinar datang
Cermin
cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu utama
Sinar datang
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.16
Pembentukan Bayangan jika Benda Berada
pada Titik Fokus pada Cermin Cekung
Dimanakah letak bayangan yang terbentuk? Berdasarkan gambar
tersebut, tidak terbentuk bayangan atau bayangan terletak di tempat
yang jauh tak terhingga.
184
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Benda di antara cermin dan
F
Bayangan
Benda
Sinar datang
Cermin
cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu utama
Sinar datang
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.17
Pembentukan Bayangan jika Benda Berada
di Antara Titik Fokus dan Cermin Cekung
Bagaimana sifat-sifat bayangan yang terbentuk? Berdasarkan
gambar tersebut bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak, dan
diperbesar. Selain penggunaan diagram sinar dan tiga sinar istimewa,
agar lebih mudah memahami letak benda dan letak bayangan, kamu
dapat memahami pembagian nomor ruang pada cermin lengkung
(Dalil Esbach). Pembagian nomor ruang pada cermin cekung, dapat
dilihat pada Gambar 11.18.
Cermin
cekung
F
M
Ruang I
Ruang II
Ruang III
Ruang IV
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.18
Pembagian Ruang pada Cermin Cekung menurut Dalil Esbach
Misalnya benda diletakkan pada jarak lebih dari
M
(ruang III),
bayangan yang terbentuk akan berada pada jarak antara
F
dan
M
(ruang
II). Hal ini disebabkan menurut dalil Esbach jumlah ruang benda dengan
ruang bayangan adalah sama dengan 5 (
R
benda
+
R
bayangan
= 5).
185
Ilmu Pengetahuan Alam
c) Persamaan Cermin Cekung
Persamaan cermin cekung menyatakan hubungan kuantitatif
antara jarak benda ke cermin (
s
), jarak bayangan ke cermin (
s'
), dan
panjang fokus (
f
).
=
1
s
1
f
+
1
s'
dengan :
f
= Jarak fokus (cm)
s
= Jarak benda ke cermin (cm)
s'
= Jarak bayangan (layar) ke cermin (cm)
Selain persamaan
tersebut kamu juga harus mengetahui perbesaran
bayangan yang dihasilkan oleh cermin cekung. Rumus perbesaran
pada cermin cekung adalah
M
=
h'
h
=
s'
s
dengan :
M
= Perbesaran
s
= Jarak benda ke cerm
in
h
= Tinggi benda
s'
= Jarak bayangan (layar) ke cermin
h'
= Tinggi bayangan
Catatan:
h'
positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)
h'
negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)
Ayo, Kita Pahami
Contoh Soal:
Sebuah benda diletakkan 10 cm di depan cermin cekung. Jika
jarak fokus cermin tersebut 6 cm, tentukan jarak bayangan yang
dibentuk, nyatakan sifat-sifatnya dan buatlah gambar diagram
sinarnya!
186
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Diketahui:
Jarak benda (
s
) = 10 cm (di ruang II)
Jarak fokus cermin = 6 cm
Ditanyakan:
jarak bayangan (
s'
), sifat bayangan, dan gambar
diagram
Jawab:
Jarak bayangan
Perbesaran bayanga
n
=
1
s
1
f
+
1
s'
M
=
s'
s
=
15
10
=1,5
=
1
10
1
6
+
1
s’
-
1
10
1
6
=
1
s'
5 - 3
30
=
1
s
’
s'
=
30
2
= 15 cm
Gambar diagram sinar
Sinar datang
Cermin cekung
Sinar pantul
F
M
Sumbu utama
Benda
Bayangan
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.19
Gambar Diagram Sinar pada Cermin Cekung
Berdasarkan hasil perhitungan dan diagram sinar, bayangan
yang diperoleh bersifat nyata (bayangan berada di depan cermin
cekung), terbalik (perhatikan hasil diagram sinar), dan diperbesar
(perhatikan hasil gambar diagram sinar dan hasil perhitungan M).
187
Ilmu Pengetahuan Alam
2) Cermin Cembung
a) Sinar-Sinar Istimewa pada Cermin Cembung
Pada cermin cembung juga berlaku hukum-hukum pemantulan,
yaitu besarnya sudut datang sama dengan besarnya sudut pantul.
Sinar istimewa dan diagram sinar pada cermin cembung dapat dilihat
pada Tabel 11.3.
Tabel 11.3
Sinar Istimewa pada Cermin Cembung
Sinar Istimewa
Diagram Sinar
a) Sinar datang sejajar
sumbu utama dipantul-
kan seolah-olah dari titik
fokus (
F
).
Sinar datang
Sinar pantul
F
M
Cermin cembung
b) Sinar yang datang
menuju titik fokus (
F
) di-
pantulkan sejajar sumbu
utama.
Sinar datang
Sinar pantul
F
M
Cermin cembung
c) Sinar yang datang
menuju titik pusat
kelengkungan cermin
seolah-olah dipantulkan
berasal dari titik pusat
kelengkungan tersebut.
Sinar datang
Sinar pantul
F
M
Cermin cembung
188
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Untuk melukis bayangan pada cermin cembung dibutuhkan
minimal dua buah sinar istimewa dengan langkah-langkah sebagai
berikut.
(1)
Pilih sebuah
titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua
sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
(2)
Setelah
sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan
kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa pada cermin
cembung.
(3)
Tandai titik potong
sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar-
sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
(4)
Lukis
bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar-
sinar pantul tersebut.
Contoh lukisan pembentukan bayangan pada cermin cembung
sebagai berikut.
Bayangan
Benda
Sinar datang
Cermin
cembung
Sinar pantul
F
M
Sumbu utama
Sinar datang
M
F
s
s'
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.20
Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung, Bayangan yang
Terbentuk Bersifat Maya dan Tegak
Jika benda diletakkan di depan cermin cembung, maka bayangan
yang terbentuk akan bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Coba amati
pembentukan bayangan pada kaca spion motor atau mobil! Dapatkah
kamu menjelaskannya?
189
Ilmu Pengetahuan Alam
Ayo, Kita Selesaikan
Setelah memahami cara melukiskan bayangan yang dibentuk
oleh cermin cembung, coba sekarang lukiskan letak bayangan
benda jika:
a.
Benda dil
etakkan pada jarak lebih dari R
b.
Benda dil
etakkan di titik fokus
c.
Benda dil
etakkan di antara cermin dan titik fokus
b) Persamaan Cermin Cembung
Masih ingatkah kamu dengan persamaan pada cermin cekung?
Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung juga berlaku untuk
cermin cembung. Namun, ada hal yang perlu diperhatikan yaitu titik
fokus
F
dan titik pusat kelengkungan cermin
M
untuk cermin cembung
terletak di belakang cermin. Oleh karena itu, dalam menggunakan
persamaan cermin cembung jarak fokus (
f
) dan jari-jari cermin (
R
)
selalu dimasukkan bertanda negatif. Dengan catatan bahwa dalam
cermin cembung harga
f
dan
R
bernilai
negatif
(−).
Ayo, Kita Pahami
Contoh soal:
Sebuah cermin cembung memiliki jari-jari kelengkungan 30 cm.
Jika benda diletakkan pada jarak 10 cm di depan cermin cembung,
tentukan jarak bayangan yang dibentuknya, nyatakan sifat-sifatnya,
dan buatlah gambar diagram sinar!
Diketahui:
Jarak benda (
s
) = 10 cm (di ruang I)
Jarak fokus cermin (
f
) =
1
2
jari-jari kelengkungan =
1
2
× 30 cm
= 15 cm
Ditanyakan:
jarak bayangan, sifat bayangan, dan gambar diagram
sinar
190
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Jawab:
Jarak bayangan
Perbesaran bayanga
n
=
1
s
1
f
+
1
s'
M
=
s'
s
=
−6
10
=0,6
=
1
10
1
−15
+
1
s'
−
1
10
1
−15
=
1
s'
−2
−
3
30
=
1
s'
s'
=
30
−5
=
−6
cm
Gambar diagram sinar
Bayangan
Benda
Sinar datang
Cermin cembung
Sinar pantul
F
M
Sumbu utama
M
F
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.21
Gambar Diagram Sinar pada Cermin Cembung
Berdasarkan hasil perhitungan dan diagram sinar, bayangan
yang diperoleh bersifat maya (bayangan berada di belakang cermin),
tegak (perhatikan hasil diagram sinar), dan diperkecil (perhatikan
hasil diagram sinar dan hasil perhitungan
M
).
191
Ilmu Pengetahuan Alam
Ayo, Kita Diskusikan
1.
Sebuah benda diletakkan di depan cermin cekung pada jarak 4 cm.
Jika titik fokus cermin tersebut adalah 8 cm, berapa jarak
bayangan terhadap benda? Gambar dan sebutkan sifat bayangan
yang terbentuk!
2.
Sebuah benda diletakkan di depan cermin
cembung pada jarak
3 cm. Jika titik fokus cermin tersebut adalah 6 cm, berapa jarak
bayangan terhadap benda? Gambar dan sebutkan sifat bayangan
yang terbentuk!
3. Lensa
a. Pembentukan Bayangan pada Lensa
Pernahkah kamu menggunakan lup? Lup memiliki bagian utama
berupa lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar bayangan
benda yang akan diteliti. Lensa adalah benda bening yang memiliki
permukaan berbentuk cekung atau cembung dan berfungsi untuk
membiaskan cahaya.
Lensa secara umum ada yang berbentuk cembung dan cekung.
Jika dipegang, lensa cembung bagian tengahnya lebih tebal dari
bagian pinggir. Lensa cekung bagian tengahnya lebih tipis dari bagian
pinggirnya. Perhatikan Gambar 11.22!
Lensa cembung
F
1
M
1
F
2
M
2
Lensa cekung
F
2
M
2
F
1
M
1
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.22
Lensa Cembung dan Lensa Cekung
192
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
b. Sinar-Sinar istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa
Cembung
Sebelum mempelajari pembiasan cahaya oleh lensa cembung lebih
lanjut, ayo lakukan aktivitas berikut!
Aktivitas 11.5 Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang akan kamu lakukan?
Mempelajari hubungan antara titik fokus, jarak benda, dan jarak
bayangan pada lensa cembung.
Apa yang kamu perlukan?
1.
Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi 5 buah
2.
1 buah lampu dengan tiang/lilin
3.
1 buah lensa cembung
4.
Layar putih
5.
Bangku optik
Apa yang
harus kamu lakukan?
1.
Letakkan lilin di
bangku optik
(rel) di depan lensa cembung.
Perhatikan Gambar 11.23!
2.
Geser-geserlah
letak layar pada
mistar bangku optik (rel) hingga
didapatkan bayangan yang jelas
pada layar putih!
3.
Ukur jarak layar dari lensa (sebagai
s'
)
dan jarak lilin dari lensa (sebagai
s
)!
4.
Catat hasil pengukuran dalam
Tabel 11.4.
5.
Ulangi langkah-langkah
di atas
dengan mengubah letak benda (
s
).
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.23
Set Percobaan
Lensa Cembung
layar
lensa
cembung
lilin
193
Ilmu Pengetahuan Alam
Tabel 11.4
Data Jarak Benda dan Bayangan pada Percobaan Lensa Cembung
s
(cm)
s
'
(cm)
1
s
1
s'
1
s
1
s'
1
f
+
=
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Bagaimana
hubungan antara titik fokus, jarak benda, dan jarak
bayangan pada lensa cembung?
2.
Berapakah jarak fokus
lensa cembung yang digunakan dalam
percobaan ini?
3.
Berapakah
kekuatan lensa yang digunakan dalam percobaan
ini?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
Penerapan hukum pembiasan cahaya pada benda ternyata
menentukan sinar-sinar istimewa pada pembiasan cahaya oleh lensa
cembung. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung dapat dilihat pada
Tabel 11.5.
Tabel 11.5
Sinar Istimewa pada Lensa Cembung
Sinar Istimewa
Diagram Sinar
a) Suatu sinar datang
sejajar sumbu utama
lensa akan dibiaskan
menuju titik fokus
aktif (
F
1
) di belakang
lensa.
F
1
M
1
F
2
M
2
Sumbu
utama
O
194
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Sinar Istimewa
Diagram Sinar
b) Suatu sinar datang
melalui titik fokus
pasif (
F
2
) di depan
lensa akan dibiaskan
sejajar sumbu utama.
F
1
M
1
F
2
M
2
Sumbu
utama
O
c) Suatu sinar datang
melalui pusat optik
lensa (
O
) akan
diteruskan tanpa
dibiaskan.
F
1
M
1
F
2
M
2
Sumbu
utama
O
Ingatlah kembali tentang peristiwa pembiasan! Saat melalui 2
medium yang berbeda, besar kecepatan cahaya akan berubah, sehingga
cahaya akan tampak dibelokkan, seperti pada peristiwa sendok yang
tampak bengkok bila diletakkan di dalam gelas berisi air.
b. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
M
enggunakan Diagram Sinar
Bagaimanakah cara melukis pembentukan bayangan pada
lensa? Jika sebuah benda diletakkan di depan lensa cembung akan
membentuk bayangan, seperti ditunjukkan pada Gambar 11.24.
F
1
M
1
F
2
M
2
Sumbu
utama
O
s
s'
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.24
Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cembung
Pembentukan bayangan pada lensa cembung membutuhkan
sekurang-kurangnya dua sinar istimewa. Sifat bayangan yang terbentuk
pada lensa cembung bergantung pada posisi benda. Setelah memahami
195
Ilmu Pengetahuan Alam
cara melukiskan bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung, coba
sekarang lukiskan letak bayangan benda jika benda diletakkan di
antara fokus dan lensa cembung!
c. Pembiasan pada Lensa Cekung
Pada pembiasan lensa cekung juga berlaku sinar-sinar istimewa
ketika kita hendak membuat bayangan pada lensa. Sinar-sinar
istimewa pada pembiasan cahaya oleh lensa cekung dapat dilihat pada
Tabel 11.6.
Tabel 11.6
Sinar Istimewa pada Lensa Cekung
Sinar Istimewa
Ilustrasi Sinar
Sinar datang sejajar sumbu
utama lensa seolah-olah
dibiaskan berasal dari titik
fokus aktif (
F
) di depan lensa.
F
2
M
2
F
1
M
1
Sinar datang seolah- olah
menuju titik fokus pasif (
F
) di
depan lensa akan dibiaskan
sejajar sumbu utama.
F
2
M
2
F
1
M
1
Sinar datang melalui pusat
optik lensa (
O
) akan diteruskan
tanpa dibiaskan.
F
2
M
2
F
1
M
1
196
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Jika ketiga sinar istimewa yang berasal dari sebuah benda
dilukiskan pada satu lensa, maka akan terbentuk bayangan benda
seperti Gambar 11. 25.
F
2
M
2
F
1
M
1
Sumbu
utama
Sinar datang
Sinar bias
Benda
Bayangan
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.25
Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cekung
Sifat bayangan yang terbentuk pada lensa cekung bergantung
pada posisi benda. Sifat bayangan pada lensa cekung dapat ditentukan
melalui bantuan diagram sinar dan sinar-sinar istimewa. Selain melalui
kegiatan di atas, sifat-sifat bayangan benda oleh lensa cekung juga
dapat ditentukan melalui Dalil Esbach seperti pada lensa cembung.
Perhatikan kembali Dalil Esbach yang sudah pernah kamu pelajari
sebelumnya, dan perhatikan Gambar 11.25.
Catatan:
Pada lensa cekung, benda yang terletak di depan lensa akan
selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, diperkecil, dan terletak
di depan lensa.
d. Persamaan pada Lensa
Persamaan pada lensa cembung sama dengan persamaan pada
lensa cekung. Hubungan antara jarak fokus (
f
), jarak bayangan (
s'
),
dan jarak benda (
s
) adalah sebagai berikut.
=
s
1
f
+
s'
1
1
Perbesarannya,
M
=
s'
s
=
h'
h
197
Ilmu Pengetahuan Alam
Pada lensa cembung, titik fokus bernilai positif (sama seperti pada
cermin cekung), sedangkan pada lensa cekung, titik fokus bernilai
negatif (sama seperti pada cermin cembung).
Setiap lensa mempunyai kemampuan yang berbeda-beda dalam
mengumpulkan atau menyebarkan sinar. Kemampuan lensa dalam
mengumpulkan atau menyebarkan sinar disebut kuat lensa (
D
) dan
memiliki satuan dioptri. Kuat lensa merupakan kebalikan dari panjang
fokus. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:
=
1
f
D
Dengan syarat
f
harus dinyatakan dalam meter (m). Jika
f
dalam
sentimeter (cm) maka rumusnya menjadi:
=
100
f
D
Ayo, Kita Diskusikan
1.
Sebuah
lensa cembung memiliki titik fokus 10 cm. Jika benda
diletakkan pada jarak 20 cm, dimanakah letak bayangan benda
dan berapakah perbesarannya? Sebutkan pula sifat bayangan
yang terbentuk! Buatlah diagram sinarnya!
2.
Sebuah
lensa cekung memiliki titik fokus 10 cm. Jika benda
diletakkan pada jarak 30 cm, dimanakah letak bayangan benda
dan berapakah perbesarannya? Sebutkan pula sifat bayangan
yang terbentuk! Buatlah diagram sinarnya!
198
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
B.
I
ndra Penglihatan Manusia dan Hewan
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Indra penglihatan
manusia dan
gangguannya
•
Indra penglihatan hewan
•
Kornea
•
Pupil
•
Iris
•
Lensa mata
•
Retina
•
Hipermetropi
•
Miopi
•
Presbiopi
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami bagian-bagian mata,
mekanisme kerja, dan gangguan pada mata sehingga kamu dapat menjaga
matamu agar tetap sehat. Dengan mempelajari indra penglihatan hewan, kamu
dapat membandingkan bagaimana mekanisme kerja keduanya.
Mengapa Penting?
1. Indra Penglihat Manusia
a. Pentingnya Cahaya bagi Indra Penglihat Manusia
Coba sekarang kamu pergi ke halaman sekolah atau ke taman
sekolah! Apa yang dapat kamu lihat dan bagaimana perasaan kamu
ketika berada di tempat tersebut? Sekarang coba kamu tutup mata!
Apa yang dapat kamu lihat dan bagaimana perasaan kamu? Pada saat
kamu menutup mata, kamu tidak dapat melihat apapun yang ada di
sekitar kamu karena tidak ada cahaya yang masuk ke mata kamu. Hal
ini menunjukkan bahwa mata kita dapat melihat benda karena adanya
cahaya yang mengenai benda tersebut kemudian dipantulkan ke mata
kita.
b. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia
Pernahkah kamu berpikir, bagaimana mata kita dapat melihat
benda? Untuk memahaminya lakukan kegiatan berikut.
Aktivitas 11.6 Proses Pembentukan Bayangan pada Mata
Ayo, Kita Lakukan
Pada percobaan kali ini, kita akan mencoba untuk mempelajari
proses yang terjadi pada mata sehingga mata dapat melihat benda.
199
Ilmu Pengetahuan Alam
Apa yang kamu perlukan?
1.
5 buah penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi
2.
1 buah lampu dengan tiang/1 batang lilin
3.
1 buah lensa cembung
4.
1 buah pemegang slide
5.
1 buah slide panah
6.
1 buah layar transparan
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Aturlah
posisi benda-benda yang telah kamu siapkan dengan
posisi seperti Gambar 11.26!
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 11.26
Susunan Alat-alat Percobaan Pembentukan Bayangan pada Mata
2.
Aturlah posisi lensa (gerak-gerakkan
maju atau mundur)
sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar! Bayangan
yang terbentuk adalah bayangan yang memiliki sifat sama
dengan sifat bayangan yang ditangkap oleh mata manusia!
3.
Lakukan
kegiatan ini dengan cermat dan teliti, jangan lupa
bekerja samalah dengan teman satu kelompokmu!
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Bagaimana sifat
bayangan yang terbentuk pada percobaan
tersebut?
2.
Berdasarkan
percobaan yang telah kamu lakukan, analogkan
benda-benda yang digunakan untuk percobaan dengan bagian-
bagian mata manusia!
200
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
3.
Gambarkan
jalannya cahaya pada mata manusia, sehingga
manusia dapat melihat benda!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
c. Bagian-Bagian Mata Manusia
Organ penglihatan yang dimiliki oleh manusia adalah mata. Organ
ini berbentuk bulat. Organ ini tersusun atas beberapa bagian yang
berbeda yang masing-masing bagian memiliki fungsi yang berbeda
pula. Mata kita dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan. Lapisan
luar adalah lapisan sklera, lapisan ini membentuk kornea. Lapisan
tengah adalah lapisan koroid, lapisan ini membentuk iris. Lapisan
ketiga adalah lapisan dalam, yaitu retina. Perhatikan Gambar 11.27!
Kornea
Saraf optik
Pembuluh
darah
Pupil
Lensa
Otot
siliaris
Sklera
Iris
Bintik buta
Aqueous
humor
Vitreous
humor
Retina
Koroid
Sumber: Campbell
et al
. 2008
Gambar 11.27
Bagian-bagian Mata
201
Ilmu Pengetahuan Alam
1) Kornea
Mata memiliki bentuk seperti bola dengan diameter ± 2,5 cm.
Lapisan terluar mata disebut sklera yang membentuk putih mata, dan
bersambung dengan bagian depan yang bening yang disebut kornea.
Cahaya masuk ke mata melewati kornea. Lapisan kornea mata terluar
bersifat kuat dan tembus cahaya. Kornea berfungsi melindungi bagian
yang sensitif yang berada di belakangnya dan membantu memfokuskan
bayangan pada retina.
2) Iris atau Selaput Pelangi
Setelah cahaya melewati kornea, selanjutnya cahaya akan menuju
ke pupil. Pupil adalah bagian berwarna hitam yang merupakan jalan
masuknya cahaya ke dalam mata. Pupil dikelilingi oleh iris, yang
merupakan bagian berwarna pada mata yang terletak di belakang
kornea. Sekarang kamu mengetahui bahwa warna mata sebenarnya
adalah warna iris. Jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata kamu
diatur oleh iris. Besar dan kecilnya iris dan pupil bergantung pada
jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata. Tahukah kamu, kapan
mata kita membutuhkan banyak cahaya serta lebih sedikit cahaya?
Agar kamu dapat mengetahuinya lakukan kegiatan berikut ini!
Aktivitas 11.7 Mengukur Diameter Iris dan Pupil
Ayo, Kita Lakukan
Sebelum melakukan pengamatan ini berkumpullah dengan
teman satu kelompok (1 kelompok terdiri atas 3 orang). Lakukan
pengamatan ini dengan cermat dan teliti.
Apa yang kamu perlukan?
1.
Penggaris
2.
Kertas
3.
Alat tulis
202
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Berbagilah tugas
dengan teman satu kelompokmu! Lakukan
pembagian tugas dengan bijaksana. Pembagian tugas adalah
sebagai berikut, satu orang menjadi peraga yang nantinya
akan diukur diameter iris dan pupilnya, satu orang yang akan
mengukur diameter iris dan pupil, dan satu orang lagi mencatat
hasil pengamatan.
2.
Mintalah temanmu yang bertindak sebagai
peraga untuk keluar
menuju halaman kelas! Mintalah dia berdiam di halaman ± 3
menit!
3.
Ukurlah diameter
iris dan pupil temanmu! Lakukan
pengukuran dengan hati-hati! Jangan sampai penggaris yang
kamu gunakan mengenai mata teman kamu.
4.
Catatlah hasil pengukuranmu pada buku IPA!
5.
Mintalah temanmu yang bertindak sebagai peraga untuk masuk
ke kelas kembali! Mintalah temanmu berdiam di dalam kelas
selama ± 3 menit!
6.
Ukurlah
diameter iris dan pupil temanmu. Lakukan
pengukuran dengan hati-hati! Jangan sampai penggaris yang
kamu gunakan mengenai mata teman kamu!
7.
Catatlah hasil pengukuran pada buku IPA!
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Bagaimanakah
diameter pupil jika berada di tempat terang?
Mengapa demikian?
2.
Bagaimanakah
diameter pupil jika berada di tempat gelap?
Mengapa demikian?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
Tahukah Kamu?
Iris memberi warna pada mata. Seperti sidik jari, iris dapat
digunakan sebagai pengenal pribadi dengan tingkat keakuratan
yang tinggi.
203
Ilmu Pengetahuan Alam
3) Lensa Mata
Setelah melewati pupil, cahaya bergerak merambat menuju ke lensa.
Lensa mata kamu berbentuk bikonvex (cembung depan-belakang),
seperti
lensa
pada
kaca
pembesar.
Lensa
mata
bersifat
fleksibel.
Otot
siliar yang ada dalam mata akan membantu
mengubah kecembungan
lensa mata kamu.
Lensa
Lensa