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?

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).

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).

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 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.

c. Cahaya dapat Dibiaskan

Bagaimana cahaya dapat dibiaskan? 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.

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 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 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 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

1. Pada gambar di bawah ini, manakah yang menunjukkan sudut datang dan sudut pantul?

Jawab: Sudut datang adalah sudut a (∠ a) dan sudut pantul adalah sudut d (∠ d).

2. Jika sudut datang sebesar 30°, berapakah besar sudut pantul yang terbentuk?

Jawab: Hukum pemantulan menyebutkan bahwa besarnya sudut datang sama dengan besarnya sudut pantul, jika sudut datang sebesar 30^o maka sudut pantulnya juga sebesar 30^o.

 

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.

 

Ayo, Kita Selesaikan

Setelah kamu mengamati Gambar 11.8 tentang spektrum elektromagnetik, berapakah panjang gelombang cahaya merah dan biru?

Jawab: Cahaya merah memiliki panjang gelombang antara 700 nm hingga 750 nm, sedangkan cahaya biru memiliki panjang gelombang sekitar 450 nm.

 

Referensi

Buku Guru dan Buku Siswa Ilmu Pengetahuan Alam, untuk SMP/MTs Kelas VIII Semester 2, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017. 

Baca juga:

Cahaya dan Alat Optik  dalam Kehidupan Sehari-hari
01	Cahaya dan Alat Optik
02	Sifat-sifat Cahaya
03	Percobaan Perambatan Cahaya
04	Mengapa Sendok Terlihat Bengkok?
05	Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
06	Percobaan Pembentukan Bayangan oleh Cermin Datar
07	Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
08	Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung
09	Percobaan Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung
10	Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung
11	Lensa
12	Lensa Cekung
13	Lensa Cembung
14	Percobaan Pembentukan Bayangan Lensa Cembung
15	Indra Penglihat Manusia
16	Proses Pembentukan Bayangan pada Mata
17	Mengukur Diameter Iris dan Pupil
18	Gangguan pada Indra Penglihat
19	Mata Faset Serangga
20	Penglihatan Ultraviolet
21	Indra Penglihatan Serangga
22	Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
23	Membuat Kamera Obscura