Loading...

5 Macam Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung dan Cara Menentukannya

Advertisement
Cermin cekung merupakan cermin yang terbentuk dari suatu bola. Dengan lapisan sebelah dalam yang berfungsi sebagai cermin. Jarak cermin terhadap titik pusat bola pembentuknya disebut jari-jari. Setengah dari jari-jari terdapat suatu titik yang merupakan fokus dari cermin tersebut. Titik fokus biasa dilambangkan dengan F sedangkan jari-jari dilambangkan dengan R.

titik pusat bidang, titik fokus dan titik pusat kelengkungan cermin cekung
Titik fokus (F) cermin cekung berada di depan cermin cekung. Oleh karena itu, jarak fokus (f) cermin cekung bernilai positif. Sehingga cermin cekung disebut juga cermin positif. Cermin cekung (konkaf) merupakan cermin konvergen, yakni bersifat mengumpulkan sinar. Perhatikan gambar di bawah ini. Sinar-sinar yang menuju cermin cekung dipantulkan dan berpotongan pada suatu titik. Titik tersebut dinamakan titik fokus.
cermin cekung bersifat konvergen (mengumpulkan sinar)

Pada cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa yang dapat digunakan untuk melukis bayangan benda. Tiga sinar istimewa tersebut adalah sebagai berikut.
 Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus utama (F). Perhatikan gambar (1).
 Sinar datang yang melalui titik fokus utama (F) dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Lihat gambar (2).
 Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin (M) dipantulkan melalui titik M juga. Lihat gambar (3).
sinar istimewa cermin cekung

Sehingga jika kita melukiskan jalannya sinar dari suatu benda yang terletak pada titik M akan tampak seperti gambar di bawah ini. Dari gambar nampak bahwa bayangan terletak pada titik yang sama dengan benda aslinya. Namun posisi bayangan terbalik dan terbentuk dari perpotongan langsung sinar pantul sehingga bayangan merupakan bayangan yang nyata.
melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung untuk benda berada di pusat kelengkungan

Lalu bagaimana sifat bayangan yang dihasilkan jika benda berada pada posisi yang berbeda? Tentu akan dihasilkan sifat bayangan yang berbeda-beda. Benda yang terletak di antara titik pusat bidang dan  titik fokus, sifat bayangan yang dihasilkan akan berbeda apabila benda berada di titik fokus. Begitu halnya jika benda terletak di antara titik fokus dan titik pusat kelengkungan, sifat bayangannya pun akan berbeda jika benda berada di titik pusat kelengkungan cermin. Berdasarkan hal itu, cermin cekung dibagi dalam empat ruang seperti gambar di bawah ini.
bagian-bagian cermin cekung dan keterangan
Keterangan gambar:
M = titik pusat kelengkungan cermin
O = titik pusat bidang cermin (vertex)
F = titik api (titik fokus) cermin
OM = R = jari-jari kelengkungan cermin
OF = f = jarak titik api (jarak fokus), yang panjangnya ½ R
Perpanjangan OM = sumbu utama cermin
PM = sumbu tambahan, yang panjangnya sama dengan R dan dapat berfungsi sebagai garis normal
Nomor-nomor ruang:
 F = ruang I
 M = ruang II
 (-~) = ruang III
 (+~) = ruang IV
Ruang I, II, dan III adalah ruang di depan cermin
Ruang IV adalah ruang di belakang cermin

Sifat-Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung

Bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bisa berupa bayangan nyata atau maya. Hal ini bergantung pada tempat benda semula berada. Nah, pada kesempatan kali ini, kita akan membahas sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung ketika benda berada di ruang I, titik fokus, ruang II, titik pusat kelengkungan cermin dan di ruang III. Simak baik-baik penjelasan berikut ini.

#1 Benda berada di antara O dan F (ruang I)
melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung untuk benda berada di ruang 1
 Dari ujung B, sinar yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.
 Sinar yang melalui titik M dan lewat ujung B dipantulkan kembali ke titik M.
 Perpanjangan sinar pantul yang melalui titik F dan yang melalui titik M berpotongan di titik B. Titik B inilah titik bayangan dari ujung B, kita sebut sebagai bayangan maya.
 Sumbu utama kita perpanjang ke belakang cermin dan dari B kita tarik garis tegak lurus dengan perpanjangan sumbu utama tersebut sehingga kita dapatkan A. Titik A adalah bayangan maya dari A.
 Garis AB adalah bayangan maya garis AB.
Benda di antara O dan F maka sifat bayangannya adalah: mayategakdiperbesar.

#2 Benda berada di titik fokus (F)
melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung untuk benda berada di titik fokus
Jika benda diletakkan tepat pada titik fokus, pembentukan bayangannya ditunjukkan pada gambar di atas. Dari gambar tersebut, terlihat bahwa ketika benda diletakkan tepat di titik fokus cermin (F), maka akan membentuk bayangan maya di tak terhingga sehingga seolah-olah tidak terbentuk bayangan sama sekali. Sifat bayangan yang terbentuk jika benda diletakkan di titik fokus (F) adalah mayategakdiperbesar.

#3 Benda berada di antara F dan M (ruang II)
melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung untuk benda berada di ruang 2
 Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.
 Sinar menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
 Sinar-sinar pantul berpotongan di titik B (di depan cermin). Dalam hal ini terbentuk bayangan AB yang bersifat nyataterbalik dan diperbesar.
 Jarak bayangan (s) > jarak benda (s).

#4 Benda berada di titik pusat kelengkungan cermin (M)
melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung untuk benda berada di pusat kelengkungan
 Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F).
 Sinar melalui titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.
 Sinar pantul berpotongan di depan cermin (bayangan nyata).
 Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyataterbaliksama besar dengan bendanya.
 Benda pada pusat kelengkungan, bayangan juga berada pada pusat kelengkungan cermin.
 Jarak bayangan (s) = jarak benda (s).

#5 Benda berada di antara M dan ~ (ruang III)
melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung untuk benda berada di ruang 3
 Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus (F).
 Sinar melalui titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.
 Sinar pantul berpotongan di depan cermin (sinar pantul konvergen) sehingga menghasilkan bayangan nyata.
 Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyataterbalikdiperkecil.
 Jarak benda (s) > jarak bayangan (s).

Dari kelima pembentukan bayangan pada cermin cekung di atas, apabila kita rangkum, maka sifat-sifat bayangan yang terbentuk ketika benda berada di ruang I, titik fokus, ruang II, pusat kelengkungan cermin dan di ruang III cermin cekung adalah sebagai berikut.
Tabel Posisi Benda, Sifat Bayangan dan Letak Bayangan pada Cermin Cekung
No
Posisi Benda
Sifat Bayangan
Letak Bayangan
1
Ruang I
Maya, tegak, diperbesar
Di belakang cermin
2
Titik Fokus
Maya, tegak, diperbesar
Di belakang cermin
3
Ruang II
Nyata, terbalik, diperbesar
Di depan cermin
4
Pusat Kelengkungan
Nyata, terbalik, sama besar
Di depan cermin
5
Ruang III
Nyata, terbalik, diperkecil
Di depan cermin

Cara Menentukan Sifat Bayangan pada Cermin Cekung

Pada cermin cekung, hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s) akan menghasilkan jarak fokus (f). Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
1
=
1
+
1
f
s
s'
2
=
1
+
1
R
s
s'
Keterangan:
s = jarak benda
s = jarak bayangan
f = jarak fokus
R = jari-jari cermin

Sementara perbesaran bayangan (M) dapat dicari melalui perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau jarak bayangan dengan jarak benda yang dirumuskan sebagai berikut.
M
=
h'
=
s
h
s
Keterangan:
M = perbesaran bayangan
h' = tinggi bayangan
h = tinggi benda
s = jarak bayangan
s = jarak benda

Sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cekung juga dapat ditentukan dengan cara berikut.
 Jika s' bernilai (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik, namun jika s' bernilai () maka bayangan bersifat maya dan tegak.
 Jika M > 1 maka bayangan diperbesar. Jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Jika M < 1 maka bayangan diperkecil.
Untuk dapat lebih memahami materi di atas, simaklah contoh soal berikut!

Contoh Soal
Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm. Jika benda berada pada jarak 4 cm di depan cermin, tentukanlah sifat bayangan yang dihasilkan!
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 1 cm
= 2 cm
s = 4 cm
Ditanyakan: sifat bayangan
Jawab:
Cara Pertama: Metode Menghapal
Dari data di soal, benda berada 4 cm di depan cermin. Sementara itu, jarak fokus cermin (f) adalah 2 cm sehingga jari-jari kelengkungan cermin adalah:
R = 2f
R = 2 × 2 cm = 4 cm
Karena jarak benda = jari-jari kelengkungan cermin, maka benda terletak tepat di titik pusat kelengkungan cermin atau di titik M. Dengan melihat tabel sifat bayangan, maka kita peroleh sifat bayangan benda adalah nyata, terbalik dan sama besar.

Cara Kedua: Metode Perhitungan (Rumus)
Untuk mengetahui sifat bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan metode perhitungan, maka kita tentukan dahulu jarak bayangan (s) dan perbesaran bayangan (M).
 Jarak bayangan
1/f = 1/s + 1/s
1/2 = 1/4 + 1/s
1/2  1/4 = 1/s
1/4 = 1/s
s' = 4 cm
 Perbesaran Bayangan
M = |s/s|
M = |4/4|
M = 1
 Sifat bayangan
1) karena s' bernilai positif (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik.
2) karena M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda.
Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan sama besar.

Post a Comment

Mohon berkomentar secara bijak dengan bahasa yang sopan dan tidak keluar dari topik permasalahan dalam artikel ini. Dan jangan ikut sertakan link promosi dalam bentuk apapun.
Terimakasih.

emo-but-icon

Home item

Materi Terbaru