E-Modul IPA Etnosains Cahaya dan Alat Optik 2

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan E-Modul IPA berbasis
Etnosains untuk siswa SMP/MTs. E-modul ini bertujuan untuk membantu siswa SMP/MTs
dalam memahami penggunaan dan pengembangan konsep baru agar lebih terarah. Penulis
berharap bahwa E-modul ini dapat menambah referensi bagi siswa SMP/MTs dalam
pembelajaran IPA.

Dalam E-modul ini memuat tentang uraian materi-materi yang berkaitan dengan “Cahaya
dan Alat Optik” yang berbasis Etnosains. E-modul ini juga dilengkapi dengan latihan soal
untuk menguji pemahaman siswa terkait dengan materi yang terdapat pada E-modul. Selain itu
untuk memudahkan pemahaman siswa, penulis juga menyisipkan info-info tentang sains yang
berkaitan dengan materi. Penulis berusaha menyusun E-modul IPA berbasis Etnosains ini
sesuai dengan kebutuhan siswa dan guru sehingga dapat terjadi proses pembelajaran yang lebih
komunikatif dan optimal.

Kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam
proses penyelesaian E-modul ini, semoga E-modul IPA berbasis Etnosains ini dapat
memberikan manfaat dalam pembelajaran IPA.

Padang, Oktober 2021

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................................... i
DAFTAR ISI...................................................................................................................... ii
PETUNJUK BELAJAR .................................................................................................. vii
TINJAUAN KOMPETENSI ........................................................................................... viii
PETA KONSEP ............................................................................................................... xi
ETNOSAINS DALAM PROSES PEMBELAJARAN ................................................. 1
KEGIATAN BELAJAR I
A. URAIAN MATERI ..................................................................................................... 3

1.Sifat Cahaya ........................................................................................................ 3
a. Cahaya Merambat Lurus ........................................................................ 3
b. Cahaya Dapat Dipantulkan ..................................................................... 7
c. Cahaya Dapat Dibiaskan ........................................................................ 10
d. Cahaya Merupakan Gelombang Elektromagnetik ................................. 14

B. LEMBAR KERJA SISWA.......................................................................................... 16
KEGIATAN BELAJAR II
A. URAIAN MATERI ..................................................................................................... 17

1. Pembentukan Bayangan pada Cermin ............................................................... 17
a. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar .......................................... 17
b. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung .................................. 18

2. Lensa .................................................................................................................. 25
a. Pembentukan Bayangan pada Lensa ...................................................... 25
b. Sinar Istimewa pada Lensa Cembung .................................................... 26
c. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung ........................ 27
d. Sinar Istimewa pada Lensa Cekung ....................................................... 27
e. Persamaan Lensa .................................................................................... 29

B. LEMBAR KERJA SISWA ......................................................................................... 30

ii

KEGIATAN BELAJAR III
A. URAIAN MATERI ..................................................................................................... 31

1. Indra Penglihatan Manusia ................................................................................. 31
a. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia ......................................... 31
b. Bagian-Bagian pada Mata Manusia ....................................................... 32
c. Gangguan pada Indra Penglihatan .......................................................... 34

2. Indra Penglihatan Serangga ................................................................................ 36
3. Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari .......................................................... 38

a. Kamera ................................................................................................... 38
b. Kaca Pembesar (Lup) ............................................................................. 39
c. Mikroskop ............................................................................................... 40
d. Teleskop ................................................................................................. 42
B. LEMBAR KERJA SISWA ......................................................................................... 44
LEMBAR EVALUASI .................................................................................................... 45
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 53

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar
1. Pertunjukan Wayang Kulit ..................................................................................... 1
2. Blencong Wayang Kulit ......................................................................................... 2
3. Sumber Cahaya Memancarkan Cahaya ke Segala Arah ........................................ 3
4. Keberadaan Bayang-Bayang Merupakan Bukti Cahaya Merambat Lurus............. 4
5. Bayang-Bayang Gelap (Umbra) dan Bayang-Bayang Tambahan (Penumbra) ..... 5
6. Pertunjukan Wayang Kulit Menggunakan Blencong ............................................ 6
7. Melihat Bayanganmu Sendiri di Cermin ............................................................... 7
8. Hukum Pemantulan Cahaya ................................................................................... 7
9. Pemantulan Teratur ................................................................................................ 8
10. Pemantulan Baur .................................................................................................... 8
11. Cara Berkomunikasi Menggunakan Pantulan Cahaya dengan Cermin ................. 9
12. Set Percobaan Pembiasan ...................................................................................... 10
13. Kelajuan Cahaya .................................................................................................... 11
14. Dispersi Cahaya pada Pelangi ................................................................................ 12
15. Bidadari Turun dari Kayangan Menggunakan Selendangnya Untuk Mandi ......... 13
16. Spektrum Elektromagnetik .................................................................................... 14
17. Anak-Anak Bermain di Sore Hari .......................................................................... 15
18. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar ......................................................... 17
19. Penampang Melintang Cermin Lengkung ............................................................. 18
20. Pemantulan pada Cermin Cekung .......................................................................... 19
21. Pembentukan Bayangan Jika Benda Berada pada Jarak Lebih dari R pada
Cermin Cekung ....................................................................................................... 21
22. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di Titik Fokus Cermin Cekung ........
................................................................................................................................. 21
23. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di Antara Titik Fokus dan Cermin
Cekung .................................................................................................................... 22

iv

24. Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung, Bayangan yang Terbentuk
Bersifat Maya, Tegak serta Diperkecil .................................................................. 24

25. Perbandingan Lensa Cembung dan Lensa Cekung ................................................ 25
26. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung ....................................... 27
27. Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cekung ......................................................... 28
28. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia ........................................................ 31
29. Bagian-Bagian Mata .............................................................................................. 32
30. Perubahan Fokus pada Rabun Dekat ..................................................................... 34
31. Perubahan Fokus pada Rabun Jauh ........................................................................ 35
32. Bentuk dari Mata Serangga .................................................................................... 36
33. Pembentukan Bayangan pada Kamera ................................................................... 38
34. Kaca Pembesar (Lup) ............................................................................................. 39
35. (a) Pengamatan Menggunakan Lup saat Mata Berakomodasi................................ 39

(b) Pengamatan Menggunakan Lup saat Mata Tak Berakomodasi ........................ 40
36. Bagian dari Mikroskop .......................................................................................... 40
37. Pembentukan Bayangan pada Mikroskop .............................................................. 41
38. Bagian-bagian dari Teleskop Bias ......................................................................... 42
39. Bagian-bagian dari Teleskop Pantul ...................................................................... 43

v

DAFTAR TABEL
Tabel

1. Sinar Istimewa pada Cermin Cekung .................................................................... 20
2. Sinar Istimewa pada Cermin Cembung ................................................................. 23
3. Sinar Istimewa pada Lensa Cembung .................................................................... 26
4. Sinar Istimewa pada Lensa Cekung ....................................................................... 28

vi

PETUNJUK BELAJAR
Adapun langkah-langkah belajar dengan menggunakan e-modul (modul
elektronik) ini adalah sebagai berikut :
1. Pastikan perangkat seluler baik berupa handphone (HP), laptop, notebook sudah

tersambung dengan jaringan internet.
2. Selanjutnya silahkan klik link untuk mengakses e-modul secara online.
3. Secara otomatis siswa bisa membuka e-modul layaknya seperti buku.
4. Selanjutnya pahami materi yang ada di e-modul terlebih dahulu.
5. Setelah memahami materi, kerjakan uji kompetensi yang telah diberikan.

Ilmu bukan hafalan, namun memberikan manfaat yang berarti
untuk orang lain

vii

TINJAUAN KOMPETENSI PESERTA DIDIK
A. Kompetensi Inti

 KI 1 dan KI 2: Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya serta

Menghargai dan menghayati perilaku jujur, disiplin, santun,

percaya diri, peduli, dan bertanggung jawab dalam berinteraksi

secara efektif sesuai dengan perkembangan anak di lingkungan

keluarga, sekolah, masyarakat dan lingkungan alam sekitar,

bangsa, negara,dan kawasan regional.

 KI 3: Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual, konseptual,

prosedural, dan metakognitif pada tingkat teknis dan spesifik

sederhana berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu

pengetahuan, teknologi, seni, budaya dengan wawasan

kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, terkait fenomena dan

kejadian tampak mata.

 KI 4: Mencoba, mengolah, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah

abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan

mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber

lain yang sama dalam sudut pandang/teori.

B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi

Kompetensi Dasar Indikator

3.12 Menganalisis sifat-sifat cahaya, 3.12.1. Menjelaskan sifat-sifat cahaya

pembentukan bayangan pada bidang 3.12.2. Menyelidiki arah rambat
datar dan lengkung, serta
cahaya
penerapannya untuk menjelaskan

proses penglihatan manusia, mata 3.12.3. Menyelidiki pembiasan cahaya

serangga, dan prinsip kerja alat optik
3.12.4. Menghitung besar sudut pantul

dari suatu sinar datang

3.12.5. Menjelaskan proses
pembentukan bayangan pada
cermin

viii

3.12.6. Menggambarkan pembentukan
bayangan pada cermin

3.12.7. Menjelaskan pembentukan
bayangan pada lensa

3.12.8. Menggambarkan pembentukan
bayangan pada lensa

3.12.9. Menjelaskan Indra penglihatan
pada manusia

3.12.10. Menjelaskan gangguan pada
mata

3.12.11. Menjelaskan mekanisme
penglihatan pada hewan

3.12.12. Menjelaskan pembentukan
bayangan pada kamera lup,
mikroskop, dan teleskop

4.12 Menyajikan hasil percobaan tentang 4.12.1. Menyusun poster hasil

pembentukan bayangan pada cermin dan penyelidikan pembentukan

lensa bayangan pada cermin cekung

dan cermin cembung

4.12.2. Mempersentasikan poster
tentang pembentukan bayangan
pada lensa cekung dan lensa
cembung

C. Tujuan Pembelajaran

1. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan sifat-sifat cahaya.

2. Melalui penyelidikan siswa mampu menjelaskan arah rambat cahaya.

3. Melalui penyelidikan siswa mampu menjelaskan proses pembiasan cahaya.

4. Melalui diskusi siswa dapat menghitung besar sudut pantul dari sudut sinar datang.

5. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan proses pembentukan bayangan secara
umum.

6. Melalui pengamatan siswa dapat menggambarkan pembentukan bayangan pada
cermin.

7. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan proses pembentukan bayangan pada
lensa.

ix

8. Melalui pengamatan siswa dapat menggambarkan pembentukan bayangan pada
lensa.

9. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan indra penglihatan pada manusia.
10. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan gangguan pada mata.
11. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan mekanisme penglihatan serangga.
12. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan pembentukan bayangan pada kamera lup,

mikroskop, dan teleskop.
13. Siswa dapat menyusun hasil penyelidikan pembentukan bayangan pada cermin

cekung dan cermin cembung.
14. Siswa dapat menyusun hasil penyelidikan pembentukan bayangan pada cermin

cekung dan cermin cembung.

x

Indra Indra Sifat Cahaya
Penglihatan Penglihatan Cahaya Merambat Lurus
Manusia dan
Manusia Cahaya dapat
Hewan Dipantulkan
Indra
Penglihatan Cahaya data
Dibiaskan
Serangga
Cahaya
Merambat Lurus

PETA KONSEP
xi
Cahaya dan
Alat Optik

Kamera Alat Optik Proses Pembentukan
dalam Pembentukan Bayangan pada
Kaca Pembesar
(Lup) Kehidupan Bayangan Cermin
Sehari-hari
Microskop Pembentukan
Bayangan
Teleskop pada Lensa

ETNOSAINS DALAM PROSES PEMBELAJARAN

Pernahkah kamu Etnosains diartikan sebagai
mendengar kata perangkat ilmu pengetahuan yang
Etnosains? Apa dimiliki oleh masyarakat atau suku
itu Etnosains? bangsa tertentu yang menggunakan
metode serta mengikuti prosedur
tersendiri dari tradisi masyarakat
tersebut dan kebenarannya dapat diuji
secara ilmiah.

Tahukah kamu etnosains berperan penting dalam menjaga identitas suatu bangsa.
Dengan kata lain, etnosains menjadi ciri khas dari suatu bangsa. Sebagai perwujudan dari ciri
khas, etnosains dapat meningkatkan nilai suatu bangsa di dunia global. Pembelajaran berbasis
etnosains menjadi tren baru dalam mengembangkan masyarakat yang mampu membuat
keputusan dalam menyelesaikan masalah sehari-hari.

Pernahkah kamu melihat pertunjukan wayang kulit? Wayang kulit merupakan kesenian
tradisional asli Indonesia yang katanya pertama kali berkembang di pulau Jawa. Dalam bahasa
jawa wayang artinya 'bayangan', hal ini dikarena penonton bisa menonton wayang dari
belakang layar atau hanya bayangannya saja. Wayang kulit dimainkan oleh seorang dalang
yang berada dibelakang layar dengan menceritakan dan menggerakan wayang kulit tersebut.

Gambar 1. Pertunjukan Wayang Kulit
Sumber : https://www.google.com

1

Dalam pertunjukan wayang kulit, seorang dalang akan memainkan wayang kulit di balik
layar yang terbuat dari kain putih, sementara di belakangnya disorotkan lampu minyak
(blencong), sehingga para penonton yang berada di depan layar dapat melihat bayangan
wayang yang jatuh ke layar. Tahukah kamu apa itu blencong? Blencong dalam istilah
pedalangan adalah alat penerangan untuk pertunjukan wayang pada masa lampau yang
menggunakan bahan bakar minyak kelapa, berfungsi untuk menghidupkan bayangan wayang
di balik layar.

Gambar 2. Blencong Wayang Kulit
Sumber : https://www.google.com
Mari Kita Pikirkan

Kualitas pertunjukkan wayang kulit tidak hanya dinilai dari ceritanya saja, akan
tetapi juga bayangan dari tokoh-tokoh pewayangan yang muncul pada layar. Jika
kamu menjadi dalang, apa yang akan kamu lakukan untuk mendapatkan
bayangan yang sempurna agar dapat disaksikan dengan jelas oleh para penonton?
Serta apa hubungan Wayang Kulit dengan materi Cahaya dan Alat Optik?
Apakah ada etnosains pada Wayang Kulit dalam materi Cahaya dan Alat Optik?
Sebelum menjawab pertanyaan tersebut kamu akan mempelajari mengenai sifat-
sifat cahaya. Kamu akan memperoleh informasi yang lebih banyak dan menarik
dari materi Cahaya dan Alat Optik serta contoh-contoh penerapan etnosains
lainnya mengenai Cahaya dan Alat Optik.

2

KEGIATAN BELAJAR 1

A Uraian Materi

1 Sifat-Sifat Cahaya

Amatilah alam yang ada sekitarmu. Langit cerah berwarna biru serta berawan, sawah
hijau kekuning-kuningan, hingga bunga-bunga beranekaragam warnanya. Tahukah kamu,
bahwa kita bisa melihat itu semua dikarenakan ada cahaya, sumber cahaya terbesar bagi
manusia yaitu matahari. Cahaya tidak mempunyai wujud, akan tetapi cahaya pasti ada di
sekitarmu. Oleh karena itu, kamu perlu mengetahui dan memahami sifat-sifat cahaya agar
dapat mengenali cahaya tersebut. Cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu merambat lurus, dapat
dipantulkan, dapat dibiaskan, dan merupakan gelombang elektromagnetik. Agar
mengetahuinya lebih lanjut, ayo kita pelajari materi ini dengan penuh semangat!

a. Cahaya Merambat Lurus

Pernahkah kamu merasa takut dengan bayang- Gambar 3. Sumber Cahaya
bayangmu sendiri? Pernahkah kamu membuat bayang- Memancarkan Cahaya ke
bayang di dinding dengan tanganmu? Mengapa bayang- Segala Arah
bayang dapat terbentuk? Bayang-bayang dapat
terbentuk akibat cahaya merambat pada garis lurus. Hal Sumber : Bakalian et al., 1994.
ini tidak sulit untuk dipahami.

3

Jika kamu menyalakan lampu senter atau lilin dalam ruangan yang gelap, kamu melihat
suatu berkas cahaya lurus. Jika sebuah benda memasuki berkas tersebut, maka benda tersebut
menghalangi sebagian cahaya tersebut dan dihasilkan sebuah bayang-bayang. Cahaya tidak
membelok di sekitar benda tersebut. Bayang-bayang adalah suatu daerah gelap yang terbentuk
saat sebuah benda menghalangi cahaya yang mengenai permukaan. Kamu dapat melihatnya
pada Gambar 4.

Gambar 4. Keberadaan Bayang-Bayang
Merupakan Bukti Cahaya
Merambat Lurus
Sumber : Dok. Penulis

Ayo Kerja dan Berkreasi !
Bagaimana cahaya merambat?
A. Alat dan Bahan

1. Lilin
2. Kertas karton
B. Prosedur
1. Ambil sebuah lilin dan nyalakan lilin itu. Ambil pula dua lembar kertas karton.
2. Buatlah sebuah lubang kecil pada masing-masing karton itu. Kemudian lihatlah nyala lilin
itu melalui kedua lubang karton.

Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?

4

Jika sumber cahaya cukup besar, bayang-bayang sering terdiri dari 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, seperti Gambar 5.

Gambar 5. Bayang-Bayang Gelap (Umbra) dan Bayang-Bayang
Tambahan (Penumbra)
Sumber : https://www.google.com

5

Etnosains dan Cinta Budaya Lokal

Sebelumnya kita sudah singgung terkait wayang kulit pada bagian awal, melalui
pertanyaan yang belum terjawab maka akan kita jawab dalam kajian etnosains ini!

Jika anda menjadi dalang dalam pertunjukan wayang kulit, apa yang akan kamu lakukan
untuk mendapatkan bayangan yang sempurna agar dapat disaksikan dengan jelas oleh
para penonton?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kamu harus paham dengan konsep cahaya
merambat lurus yang sudah dijelaskan sebelumnya. Dalam pertunjukan wayang kulit,
untuk mendapatkan bayangan yang sempurna yaitu dengan pencahayaan berupa
blencong. Blencong adalah sumber cahaya yang diletakan di depan wayang kulit,
sedangkan wayang kulit merupakan benda gelap yang tidak bisa di tembus oleh cahaya,
dimana wayang akan diletakan antara blencong dengan layar. Dengan demikian, cahaya
pada blencong akan terhalang oleh wayang, sehingga terbentuk bayang-bayang wayang
pada layar.

Gambar 6. Pertunjukan Wayang Kulit Jika berkas cahaya yang dikeluarkan melalui
Menggunakan Blencong blencong relatif kecil, maka akan terbentuk
bayang-bayang umbra wayang yang akan
Sumber : https://statik.tempo.co terlihat lebih jelas pada layar, akan tetapi jika
berkas cahaya yang dikeluarkan melalui
blencong relatif besar, selain terbentuknya
bayang-bayang umbra wayang, maka akan
terbentuk bayang-bayang kabur atau
penumbra, sehingga bayangan wayang yang
tampak pada layar menjadi kurang jelas.

Kamu bisa melihat pertunjukan wayang kulit
melalui link berikut.

https://youtu.be/zohQPCVaUtk

6

b. Cahaya dapat Dipantulkan

Sebelum kamu berangkat sekolah, kamu mungkin menyempatkan bercermin sejenak
untuk melihat penampilanmu. Tahukah kamu, kenapa kamu bisa melihat dirimu di cermin?
Agar kamu dapat melihat bayanganmu di cermin, cahaya harus terpantul darimu, mengenai
cermin, dan dipantulkan lagi oleh cermin ke dalam matamu. Pemantulan cahaya terjadi saat
cahaya mengenai suatu benda dan dipantulkan kembali oleh benda tersebut. Agar
mengetahuinya lebih lanjut mengenai materi cahaya dapat dipantulkan ini, ayo kita pelajari
dengan penuh semangat!

Gambar 7. Melihat Bayanganmu Sendiri di Cermin
Sumber : McLaughin & Thonson, 1997

Hukum Pemantulan

Perhatikan Gambar 8. Berkas sinar yang Gambar 8. Hukum Pemantulan
mengenai cermin disebut sinar datang. Cahaya
Sedangkan berkas sinar yang meninggalkan
cermin disebut sinar pantul. Sebuah garis putus- Sumber : https://data03.123doks.com
putus yang digambar tegak lurus permukaan
cermin disebut garis normal. Sudut yang
dibentuk oleh sinar datang dan garis normal
disebut sudut datang, yang dilambangkan dengan
i. Sedangkan sudut yang dibentuk oleh sinar
pantul dan garis normal disebut sudut pantul,
yang dilambangkan dengan r.

7

Hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius menyatakan bahwa:
1. Sinar datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r) atau (∠i = ∠r).

Setiap cahaya yang dipantulkan, baik dipantulkan dari sebuah cermin, aluminium foil atau
bulan mengikuti dari hukum pemantulan cahaya tersebut.

Bentuk-Bentuk Pemantulan

Pernahkah kamu terpikirkan mengapa kamu dapat melihat pantulanmu atau bayanganmu
pada cermin? Mengapa kamu tidak dapat melihat pantulanmu atau bayanganmu pada dinding?
Pada kedua kasus tersebut cahaya dipantulkan dari suatu permukaan tertentu. Jawabannya
terletak pada bagaimana cahaya itu dipantulkan. Jenis permukaan yang dikenai cahaya
menentukan jenis pemantulan yang dihasilkan.

Cermin mempunyai permukaan halus. Semua
sinar yang menuju permukaan cermin datang
dengan sudut yang sama sehingga sinar tersebut
juga dipantulkan pada sudut yang sama. Jenis

pemantulan ini disebut pemantulan teratur.

Gambar 9. Pemantulan Teratur

Sumber : Dok. Penulis

Tahukah kamu permukaan suatu dinding tidaklah benar-benar halus. Ini mungkin
mengherankan bagi kamu karena kamu berpikir bahwa kebanyakan dinding memiliki
permukaan halus. Jika kamu memperbesar permukaan suatu dinding, kamu akan melihat
bahwa permukaan itu kasar dan tidak teratur.

Karena permukaan dinding tidak halus, tiap- Gambar 10. Pemantulan Baur
tiap sinar mencapai permukaan tersebut dengan sudut Sumber : Dok. Penulis
yang berbeda. Oleh karena itu, cahaya yang
dipantulkan itu dihamburkan ke segala arah. Cahaya
yang dipantulkan yang tersebar ke banyak arah yang
berbeda dikarenakan suatu permukaan tidak teratur
disebut dengan pemantulan baur, seperti yang
ditunjuk pada Gambar 10. di samping.

8

Etnosains dan Cinta Budaya Lokal

Gambar 11. Cara Berkomunikasi Apakah kamu tahu bagaimana cara orang
Menggunakan Pantulan Cahaya dengan zaman dahulu berkomunikasi saat berperang?
Cermin
Cara orang zaman dahulu berkomunikasi
Sumber : http://pulpen-guru.blogspot.com adalah dengan kode dan isyarat, salah satunya
dengan penggunaan pantulan cahaya sebagai
alat komunikasi.

Proses berkomunikasi saat berperang adalah
mengarahkan cermin ke cahaya matahari,
maka pantulan cahaya matahari akan jatuh di
permukaan kaca cermin. Sehingga dari
pantulan cahaya tersebut sekelompok orang
yang berpencar akan mengetahui kode yang
mereka sepakati sebelumnya untuk
berkomunikasi.

Ayo berkreasi !

Berkomunikasi Menggunakan Cahaya dan Cermin
Langkah-langkah:

1. Siswa dibagi ke dalam beberapa kelompok yang terdiri atas 6 orang.
2. Setiap siswa membawa sebuah cermin kecil.
3. Cermin digunakan untuk memantulkan cahaya matahari.
4. Siswa mendiskusikan kode yang mereka sepakati untuk berkomunikasi beserta

maknanya (misalnya ketika cahaya dipantulkan menggunakan cermin dan
digerakkan melingkar sebanyak 3 kali, itu berarti semua anggota kelompok
berkumpul di tengah halaman sekolah).
5. Setelah berdiskusi, anggota kelompok menyebar ke tempat yang berbeda di
sekitar sekolah.
6. Siswa berdiri di tempat yang terdapat cahaya matahari.
7. Siswa memantulkan cahaya ke tempat yang disepakati.
8. Siswa membuat laporan tentang sifat cahaya di akhir kegiatan.

9

c. Cahaya dapat Dibiaskan

Tahukah kamu gelombang-gelombang cahaya normalnya merambat dalam garis lurus.
Apabila gelombang-gelombang cahaya tersebut bergerak dari satu jenis medium ke jenis
medium lain yang berbeda kerapatan optiknya, seperti dari udara ke air maka kecepatan
gelombang cahaya tersebut akan berubah. Bagaimana arah rambat cahaya, apabila cahaya
merambat dari satu jenis zat ke jenis zat lain, seperti dari udara menuju ke air? Kamu akan
mendapatkan keanehan jika melakukan kegiatan seperti yang ditunjukkan Gambar 12. Cahaya
di dalam gelas terisi air dan pensil mengalami pembelokan atau pembiasan.

Ayo Kita Berkreasi

Mengapa sendok terlihat bengkok di dalam gelas berisi air?
Mari kita berkreasi bersama-sama
Alat dan bahan yang digunakan sebagai berikut:
1. Sendok
2. Air
3. Gelas kimia, jika tidak ada gunakan gelas bening
Langkah-langkah yanng harus dilakukan sebagai berikut:

1. Isi gelas dengan air hingga terisi ¾ gelas!

2. Masukkan sendok ke dalam air dengan posisi seperti pada Gambar 12.!

Gambar 12. Set Percobaan Pembiasan
Sumber : Dok. Kemendikbud

3. Amati bentuk sendok yang berada di atas air dan di dalam air!
Lanjutan

10

Ayo Kita Berkreasi

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?
1. Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
2. Apa yang dapat kamu simpulkan?

Pembelokan disebabkan cahaya itu merambat melewati zat-zat yang berbeda dan
berubah kelajuannya. Pembelokan cahaya itu disebut pembiasan cahaya. Pembiasan cahaya
adalah pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh suatu perubahan dalam kelajuan
gelombang cahaya pada saat gelombang cahaya tersebut merambat dari satu medium ke
medium lainnya yang mempunyai kerapatan optik berbeda.
Perhatikan Gambar 13. dibawah ini:

Gambar 13. Kelajuan cahaya menjadi lambat dan dibiaskan mendekati garis normal pada
saat menuju medium lebih rapat (A). Kelajuan cahaya bertambah saat cahaya menuju ke

medium kurang rapat dan dibiaskan menjauhi garis normal (B).
Sumber : Dok. Penulis

11

Gambar 13 A. menunjukkan bahwa cahaya dibiaskan atau dibelokkan mendekati garis
normal. Hal ini terjadi karena laju cahaya di air lebih kecil daripada laju cahaya di udara.
Kelajuan cahaya akan berkurang ketika cahaya merambat dari medium kurang rapat menuju
medium lebih rapat. Misalnya, dari udara menuju air.

Gambar 13 B. menunjukkan bahwa cahaya dibiaskan menjauhi garis normal. Hal ini
terjadi karena laju cahaya di udara lebih besar daripada laju cahaya di air. Kelajuan cahaya
akan bertambah jika cahaya merambat dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat.
Misalnya, dari air menuju udara.

Indeks Bias
Pernahkah kamu mendengar apa itu Indeks bias? Setiap medium mempunyai suatu
indeks bias tertentu, yang merupakan ukuran seberapa besar suatu bahan yang membiaskan
cahaya. Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan
cahaya di dalam zat tersebut. Kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar daripada di dalam zat
lain. Semakin besar indeks bias suatu zat, semakin besar cahaya dibelokkan oleh zat tersebut.

Dispersi Cahaya

Pernahkah kamu melihat pelangi di langit? Apa saja warna-warna dalam pelangi
tersebut? Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi itu? Jika kamu pernah melihat
pelangi, berarti kamu pernah melihat suatu contoh peristiwa dispersi cahaya. Dispersi cahaya
merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum.
Perhatikan Gambar 14. Berikut :

Gambar 14. Dispersi Cahaya pada Pelangi
Sumber : http://1.bp.blogspot.com

12

Pada Gambar 14. menunjukkan apa yang terjadi saat cahaya putih melalui sebuah
prisma yang membiaskan cahaya sebanyak dua kali. Pertama, pada saat cahaya masuk ke dalam
prisma dan kedua pada saat cahaya keluar dari prisma dan keluar ke udara. Oleh karena itu,
cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan
panjang gelombang lebih panjang, sehingg warna ungu dibelokkan paling besar. Sebagai hasil
dari pembiasan yang berbeda-beda tersebut, warna-warna yang berbeda dipisahkan ketika
keluar dari prisma.

Apakah cahaya yang meninggalkan prisma mengingatkan kamu pada sebuah pelangi?
Sama halnya dengan prisma, titik-titik hujan juga membiaskan cahaya. Pembiasan cahaya
dengan panjang gelombang yang berbeda dapat menyebabkan cahaya putih dari matahari
terurai menjadi warna-warna tunggal spektrum cahaya tampak. Isac Newton mengemukakan
bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada
pelangi. Berdasarkan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang
seharusnya kamu lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau biru, nila, dan ungu.

Etnosains dan Cinta Budaya Lokal

Gambar 15. Bidadari Turun dari Apakah kamu pernah mendengar mitos
Kayangan Menggunakan Selendangnya bahwasanya pelangi muncul karena bidadari
Untuk Mandi di Sungai turun ke bumi untuk mandi?

Sumber : https://www.kbknews.id Menurut cerita orang-orang dahulu,
bahwasanya jika ada pelangi muncul karena
bidadari sedang mandi. Bidadari turun dari
kayangan menggunakan selendangnya untuk
mandi di sungai.

Setiap bidadari menggunakan selendang
dengan warna yang berbeda-beda, warna
tersebut terdapat di warna pelangi. Ketika
bidadari turun dan naik ke kayangan, maka
warna selendang tersebut akan membentuk
warna pelangi yang indah.

Dalam ilmu sains terbentuknya pelangi
dikarenakan adanya dispersi cahaya. Kamu bisa
memahami materi dispersi cahaya yang telah
dijelaskan sebelumnya.

13

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 disebut dengan gelombang elektromagnetik.

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.

Gambar 16. Spektrum Elektromagnetik
Sumber : Dok. Kemendikbud

14

Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian yang sangat kecil dari spektrum
elektromagnetik. 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.

Etnosains dan Cinta Budaya Lokal

Pasti kamu pernah mendengar mitos Gambar 17. Anak-Anak
tentang larangan keluar rumah saat magrib Bermain di Sore Hari
atau pulang sebelum waktu magrib
datang? Para orangtua sering Sumber :
mengingatkan anak-anaknya untuk masuk https://www.google.com
rumah ketika waktu sore hari atau pulang
sebelum waktu sore hari agar tidak diculik Perubahan spektrum yang terjadi saat
hantu. senja menyebabkan terjadinya tumpang
tindih gelombang serta intensitas cahaya
Semua ini tidaklah sebatas mitos saja, akan yang masuk ke mata tidak teratur
tetapi ada konsep sains yang ada dalam sehingga menyebabkan penglihatan
larangan tersebut. kurang jelas dan akan menyebabkan
gelaja fatamorgana. Gejala fatamorgana
Tahukah kamu, berdasarkan mitos ini menyebabkan seseorang berkhayal
larangan diatas ada penjelasan konsep dan berimajinasi tentang hal-hal diluar
sainsnya yang bersumber dari buku batas pikiran manusia.
berjudul The Science of Shalat karya Prof.
Dr. Ir. H. Osly Rachman, MS, beliau
menjelaskan bahwa alam mengalami
perubahan spektrum cahaya, sehingga
memancarkan cahaya berwarna merah.
Pancaran tersebut diketahui sebagai
gelombang elektromagnetik yang
memiliki warna berbeda.

Spektrum cahaya tersebut mengandung
energi, frekuensi serta panjang gelombang
yang berbeda-beda. Maka dari itu, saat
senja atau magrib datang spektrum
warnanya akan selaras dengan frekuensi
warna hantu maupun iblis, yaitu sama-
sama berwarna merah keorenan.

15

B Lembar Kerja Siswa

Setelah membaca materi diatas untuk memperdalam pemahaman ananda, silahkan
kerjakan soal-soal dibawah ini dengan tepat.

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

2. Jika gambar diatas sudut datang sebesar 30°, berapakah besar sudut pantul yang
terbentuk?
3. Sebutkan apa pengertian dari pembiasan cahaya?
4. Jelaskan pengertian dari pemantulan teratur dan pemantulan baur?

16

KEGIATAN BELAJAR 2

A Uraian Materi

1 Pembentukan Bayangan pada Cermin

Cermin terbuat dari kaca yang salah satu permukaannya dilapisi dengan lembaran tipis
aluminium atau perak. Cahaya yang mengenai cermin akan dipantulkan kembali. Ada tiga jenis
cermin, yaitu cermin datar, cekung, dan cembung.

a. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar

Saat menentukan bayangan pada Gambar 18. Pembentukan Bayangan
cermin datar melalui diagram sinar, titik pada Cermin Datar.
bayangan adalah titik potong berkas Sumber : Dok. Kemendikbud
sinar-sinar pantul. Bayangan bersifat
nyata apabila titik potongnya diperoleh dengan:
dari perpotongan sinar-sinar pantul yang
konvergen (mengumpul). Sebaliknya, s = Jarak benda terhadap cermin
bayangan bersifat maya apabila titik
potongnya merupakan hasil perpanjangan s' = Jarak bayangan terhadap cermin
sinar-sinar pantul yang divergen
(menyebar).

Bayangan pada cermin datar
bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan
dari perpotongan sinar-sinar pantul yang
digambarkan oleh garis putus-putus.

17

b. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung

Pernahkah kamu mengamati kaca spion yang dipasang di kendaraan? Kaca yang
dipasang pada spion adalah salah satu contoh dari cermin lengkung. Cermin lengkung adalah
cermin yang permukaannya melengkung. Cermin lengkung terdiri dari dua jenis yaitu cermin
cekung dan cermin cembung. Jika permukaan sebuah cermin melengkung ke dalam cermin
disebut cermin cekung. Sedangkan permukaan sebuah cermin melengkung ke luar cermin
disebut cermin cembung.

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 19, Gambar 19. Penampang Melintang
maka kita dapat menentukan unsur-unsur cermin Cermin Lengkung
lengkung, yaitu sebagai berikut:
Sumber : Dok. Kemendikbud

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.

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.

18

Cermin Cekung
Hukum pemantulan yang menjelaskan besar sudut datang sama dengan sudut pantul,
hukum tersebut berlaku juga 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.

Gambar 20. Pemantulan pada Cermin Cekung
Sumber : Dok. Kemendikbud
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.

19

a) Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung

Agar kamu dapat mengetahui pembentukan bayangan pada cermin cekung, kamu bisa
memahami dari diagram sinar dan tiga sinar istimewa, seperti pada Tabel 1.

Tabel 1. Sinar Istimewa pada Cermin Cekung

Sinar Istimewa Diagram Sinar

a. Sinar datang sejajar sumbu utama akan
dipantulkan melalui titik fokus.

b. Sinar datang melalui titik fokus akan
dipantulkan sejajar sumbu utama.

c. Sinar datang melalui titik pusat
kelengkungan cermin akan dipantulkan
melalui titik pusat kelengkungan cermin
pula.

20

b) Melukis Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung
 Benda berada pada jarak lebih dari R

Gambar 21. Pembentukan Bayangan Jika Benda Berada
pada Jarak Lebih dari R pada Cermin Cekung
Sumber : Dok. Kemendikbud
Bagaimana sifat-sifat bayangan yang terbentuk? Berdasarkan gambar tersebut,
bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil.
 Benda di titik fokus F

Gambar 22. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada
di Titik Fokus pada Cermin Cekung
Sumber : Dok. Kemendikbud
Tahukah kamu dimanakah letak bayangan yang terbentuk? Berdasarkan gambar
tersebut, tidak terbentuk bayangan atau bayangan terletak di tempat yang jauh tak
terhingga.

21

 Benda di Antara Cermin dan F

Gambar 23. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di Antara Titik Fokus dan
Cermin Cekung

Sumber : Dok. Kemendikbud

Bagaimana sifat-sifat bayangan yang terbentuk? Berdasarkan gambar tersebut
bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

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 = 1 + 1
′

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 sebagai
berikut:

M = ℎ′ = ′
ℎ

dengan : h' = Tinggi bayangan h = Tinggi benda
M = Perbesaran
s = Jarak benda ke cermin s' = Jarak bayangan (layar) ke cermin
Catatan :

Jika h' positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)

Jika h' negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)

22

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 2.

Tabel 2. Sinar Istimewa pada Cermin Cembung

Sinar Istimewa Diagram Sinar

a) Sinar datang sejajar sumbu
utama dipantulkan seolah-
olah dari titik fokus (F).

b) Sinar yang datang menuju
titik fokus (F) dipantulkan
sejajar sumbu utama.

c) Sinar yang datang menuju
titik pusat kelengkungan
cermin seolah-olah
dipantulkan berasal dari
titik pusat kelengkungan
tersebut.

23

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 pantul sebagai tempat
bayangan benda.

4. Lukis bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar pantul tersebut.
Contoh lukisan pembentukan bayangan pada cermin cembung sebagai berikut:

Gambar 24. Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung, Bayangan yang
Terbentuk Bersifat Maya, Tegak serta Diperkecil
Sumber : Dok. Kemendikbud

24

b) Persamaan Cermin Cembung
Rumus-rumus untuk cermin cekung berlaku juga pada cermin cembung. Hal yang

perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin
cembung terletak di belakang cermin. 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 (−).

2 Lensa

a.) Pembentukan Bayangan Pada Lensa

Pernahkah kamu menggunakan lup? Tahukah kamu lup memiliki bagian utama
berbentuk lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar bayangan benda yang akan
diteliti. Lensa merupakan benda bening yang memiliki permukaan berbentuk cekung atau
cembung yang berfungsi untuk membiaskan cahaya. Kebanyakan lensa terbuat dari kaca atau
plastik dengan dua permukaan.

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 26!

Gambar 25. Perbandingan Lensa Cembung dan Lensa Cekung
Sumber : Dok. Kemendikbud

25

b.) Sinar Istimewa pada Lensa Cembung
Tahukah kamu apa itu lensa cembung? Lensa cembung yaitu lensa dengan bagian tengah
lebih tebal dibandingkan bagian tepi lensa. Sinar-sinar cahaya yang datang sejajar dengan
sumbu lensa dibiaskan menuju titik fokus. Sinar-sinar cahaya tersebut akan mengumpul pada
titik fokus, sehingga sinar-sinar cahaya tersebut bisa membentuk bayangan nyata yang dapat
diproyeksikan pada layar.

Untuk 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 3.

Tabel 3. Sinar Istimewa pada Lensa Cembung

Sinar Istimewa Diagram Sinar

a) Suatu sinar datang sejajar
sumbu utama lensa akan
dibiaskan menuju titik
fokus aktif (F1) di
belakang lensa.

b) Suatu sinar datang melalui
titik fokus pasif (F2) di
depan lensa akan
dibiaskan sejajar sumbu
utama.

c) Suatu sinar datang melalui
pusat optik lensa (O)
akan diteruskan tanpa
dibiaskan.

26

c.) Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Bagaimanakah cara melukis pembentukan bayangan pada lensa? Jika sebuah benda
diletakkan di depan lensa cembung akan membentuk bayangan, kamu bisa memahaminya
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 27.

Gambar 26. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Sumber : Dok. Kemendikbud

d.) Sinar Istimewa pada Lensa Cekung
Lensa cekung bentuknya lebih berbeda dibandingkan dengan lensa cembung. Lensa
cekung merupakan lensa dengan bagian tengah-tengah lebih tipis dari pada bagian tepi,
sedangkan bagian tepi lensa tebal. 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 4.

27

Tabel 4. Sinar Istimewa pada Lensa Cekung

Sinar Istimewa Diagram Sinar

a) Sinar datang sejajar
sumbu utama lensa
seolah-olah dibiaskan
berasal dari titik fokus
aktif (F) di depan lensa.

b) Sinar datang seolah- olah
menuju titik fokus pasif
(F) di depan lensa akan
dibiaskan sejajar sumbu
utama.

c) Sinar datang melalui
pusat optik lensa (O)
akan diteruskan tanpa
dibiaskan.

Jika ketiga sinar istimewa yang berasal dari sebuah benda dilukiskan pada satu lensa,
maka akan terbentuk bayangan benda seperti Gambar 27.

Gambar 27. Pembentukan
Bayangan oleh Lensa Cekung
Sumber : Dok. Kemendikbud

28

e.) Persamaan Lensa

Apakah kamu tahu untuk 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 :

1 = 1 + 1
′

Untuk perbesarannya adalah :

M=

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 dengan kuat
lensa (D) serta memiliki satuan dioptri. Kuat lensa merupakan kebalikan dari panjang fokus.
Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

D= 1



Dengan syarat f harus dinyatakan dalam meter (m). Jika f dalam sentimeter (cm) maka
rumusnya menjadi:

D= 100


29

B Lembar Kerja Siswa

Setelah membaca materi diatas untuk memperdalam pemahaman ananda, silahkan
kerjakan soal-soal dibawah ini dengan tepat.

Ayo kita kerjakan !
1. Sebuah benda terletak 10 cm di depan lensa cembung. Bila fokus lensa 15 cm, berapa

jarak bayangan ke lensa?
2. Sebuah lensa cekung mempunyai fokus 20 cm. Tentukan kekuatan lensanya!
3. Di dalam sebuah cermin cekung, bayangan kepala saya 3 kali besar kepala saya. Bila

jarak antara saya dengan cermin cekung 15 cm, tentukan jari-jari kelengkungan cermin
tersebut!
4. Sebuah benda dengan tinggi 9 cm berada pada jarak 30 cm dari cermin cembung yang
jari-jari kelengkungannya 30 cm. Berapakah tinggi bayangannya?
5. Sifat-sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar adalah ....

30

KEGIATAN BELAJAR 3

A. Uraian Materi

1 Indra Penglihatan Manusia

Alat indra penglihatan manusia yaitu mata, tahukah kamu bola mata kita berdiameter ±
2,5 cm, dimana 5/6 bagian dari bola mata kita terbenam dalam rongga mata dan hanya 1/6
bagian lainnya tampak dari luar. Agar lebih paham mengenai indra penglihatan manusia, yuk
mari sama-sama kita bahas dari pembentukan bayangan hingga gangguan pada mata manusia.

a. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia

Pernahkah kamu berpikir, bagaimana mata kita dapat melihat benda? Sistem optik yang
paling penting bagi manusia yaitu mata. Pada bagian depan lensa mata terdapat selaput yang
membentuk celah lingkaran. Selaput inilah yang biasa disebut dengan iris, iris berfungsi
sebagai memberi warna pada mata kita.

Untuk jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata kita dikendalikan oleh iris. Cahaya
yang masuk ke mata melalui iris menembus biji mata, sehingga lensa bisa difokuskan agar bisa
jatuh langsung ke retina. Bagaimana proses pembentukan bayangan di retina jika mata kita
melihat suatu benda? Proses pembentukan bayangan di retina ditunjukkan pada Gambar 28.

Gambar 28. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia
Sumber : https://image.slidesharecdn.com

31

b. Bagian-bagian pada Mata Manusia

Mata merupakan organ yang diciptakan Tuhan dan termasuk salah satu organ vital yang
penting nilainya. Apakah kamu tahu, sebenarnya manusia dapat memperoleh informasi
sebanyak 80% hanya dengan melihat. Mata kita berbentuk seperti bola, tetapi ada tonjolan yang
berada didepan mata yaitu tempat masuknya cahaya.

Bagian luar mata terdapat sebuah lapisan putih, kaku serta keras lapisan itu disebut
sklera. Bagian daerah tonjolan mata terdapat lapisan transparan yang dilewati cahaya disebut
dengan kornea. Diameter bola mata manusia ± 2,5 cm. Mata dapat bekerja secara efektif
menerima cahaya dengan rentang intensitas yang sangat lebar sekitar 10 milyar cahaya. Untuk
lebih memahami lagi perhatikan Gambar 29.

Gambar 29. Bagian-Bagian Mata
Sumber : Campbell et al. 2008

a.) Kornea

Kornea merupakan selaput bening pada mata, jika mengalami kekeruhan pada mata maka
akan sangat mengganggu penglihatan. Kornea memiliki ketebalan ± 0,5 mm, kornea tidak
mengandung pembuluh darah. Kornea memfokuskan bayangan dengan membiaskan atau
membelokkan berkas cahaya. Kornea berfungsi melindungi bagian yang sensitif yang berada
di belakangnya dan membantu memfokuskan bayangan pada retina.

32

b.) 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.

c.) Lensa Mata

Lensa adalah organ fokus utama pada mata, lensa dapat membiaskan berkas-berkas
cahaya yang terpantul dari benda-benda yang dilihat menjadi bayangan yang jelas pada retina.
Lensa merupakan elemen terpenting kedua dalam mata kita setelah kornea, dimana lensa
disangga oleh serabut zonula yang berjalan diantara korpus siliaris dan kapsul lensa.

Lensa mata kita 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.

Ayo, Kita Pikirkan
Setelah kamu berada pada tempat yang terang (misalnya halaman rumah) kemudian
kita menuju tempat yang lebih gelap (misalnya masuk rumah), maka selama beberapa
detik semuanya akan terlihat gelap sehingga kamu tidak dapat melihat dengan jelas.
Mengapa hal ini terjadi?

d.) Retina

Retina merupakan sel yang sensitif terhadap cahaya matahari atau saraf penerima
rangsang sinar (fotoreseptor) yang terletak pada bagian belakang mata. Retina terdiri atas dua
macam sel fotoreseptor, yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel kerucut pada retina bertanggung
jawab pada penglihatan di siang hari, sel kerucut akan terkonsentrasi untuk penglihatan detail
seperti saat kita membaca huruf kecil. Sedangkan sel batang berfungsi pada penglihatan di
waktu malam hari, sel batang akan sensitif terhadap cahaya serta tidak seperti sel kerucut yang
memberikan sinyal informasi panjang gelombang (warna).

33

c. Gangguan pada Indra Penglihatan

Apakah kamu pernah melihat orang menggunakan kaca mata? Atau bahkan kamu sendiri
menggunakan kacamata? Perlu di ketahui seseorang yang mempunyai penglihatan yang baik,
dapat melihat benda secara jelas dengan jarak ± 30 cm. Hal ini berarti pada orang yang
memiliki penglihatan normal, bayangan yang dibentuk jatuh tepat pada retina. Beriku beberapa
gangguan pada indra penglihatan.

1) Rabun Dekat (Hipermetropi)

Hipermetropia adalah suatu keadaan gangguan terhadap kekuatan pembiasan mata
dimana sinar sejajar jauh tidak cukup dibiaskan sehingga titik fokusnya terletak dibelakang
retina. Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat
(± 30 cm) dengan jelas. Gejala rabun dekat ini biasanya dijumpai pada anak-anak, keluhan
yang ditemukan adalah penglihatan dekat dan jauh tampak kabur, sakit kepala, silau serta
kadang mata terasa juling atau lihat ganda.

Sedangkan pada usia lanjut atau lebih
diatas 40 tahun dimana daya akomodasinya
berkurang akan memperlihatkan kesukaran
membaca dekat dan menjauhkan kertas yang
dibaca, keadaan ini disebut dengan
presbiopia. Kacamata positif dapat menolong
penderita rabun dekat, sebab lensa cembung
mengumpulkan cahaya sebelum cahaya
masuk ke mata. Dengan demikian, kornea
dan lensa dapat membentuk bayangan yang
jelas pada retina seperti ditunjukkan pada
Gambar 30.

Gambar 30. Perubahan Fokus pada
Rabun Dekat
Sumber : Dok. Kemendikbud

34

Untuk kekuatan lensa kacamata yang diperlukan sesuai dengan rumus berikut:

H = 100 - 100


Dimana : PH = Kekuatan lensa kacamata untuk hipermetropi (dioptri atau D)
s = Jarak benda di depan kacamata (cm)
PP (Punctum Proximum) = titik dekat mata seseorang (cm)

2) Rabun Jauh (Miopi)

Seorang penderita rabun jauh tidak dapat
melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak
hingga) dengan jelas. Hal ini dikarenakan
bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina,
seperti yang ditunjukkan Gambar 31.
Kacamata negatif dapat menolong penderita
rabun jauh karena lensa cekung akan dapat
membuat cahaya menyebar sebelum cahaya
masuk ke mata. Oleh karena itu, bayangan yang
jelas akan terbentuk di retina.

Kekuatan atau daya lensa kacamata yang
diperlukan sesuai dengan rumus berikut:

M = - 100 Gambar 31. Perubahan Fokus pada
Rabun Jauh

Dimana : PM = Daya lensa untuk miopi (dioptri Sumber : Dok. Kemendikbud
atau D)

PR = Punctum Remotum (titik jauh

mata) (cm)
Gejala yang sering dirasakan oleh penderita rabun adalah sering sakit kepala disertai

juling atau celah kelopak yang sempit.

35

3) Astigmatisme
Astigmatisme adalah kelainan refraksi dimana sinar yang masuk ke dalam mata tidak
difokuskan pata satu titik, titik fokus tersebut difokuskan pada 2 titik garis yang saling tegak
lurus akibat kelainan kelengkungan kornea mata. Gejala yang sering ditimbulkan berupa sakit
kepala atau kelelahan mata (silau) serta mengaburkan pandangan kesegala arah. Untuk
mengatasi gangguan ini, penderita Astigmatisme dapat menggunakan lensa silindris.

4) Buta Warna
Buta warna adalah kelainan pada mata karena disebabkan oleh ketidakmampuan sel-sel
kerucut mata untuk menangkap warna tertentu. Buta warna ada yang buta warna total dan buta
warna sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, sedangkan
buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau atau biru.

2 Indra Penglihatan Serangga

Tahukah kamu bahwa lalat, belalang, kumbang, atau serangga mempunyai cara melihat
suatu benda dengan cara yang sangat berbeda dengan manusia? Apabila manusia hanya
memiliki dua buah mata untuk melihat, serangga memiliki banyak sekali mata untuk melihat,
sehingga mata serangga disebut dengan “mata majemuk”. Perhatikan Gambar 32. Kamu bisa
melihat bentuk dari mata serangga.

Gambar 32. Bentuk dari Mata Serangga
Sumber : Campbell et al. 2008

36

Masing-masing mata serangga tersebut disebut dengan omatidium atau omatidia (jamak).
Masing-masing omatidia berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah. Setiap omatidia
terdiri dari beberapa bagian yaitu seperti : 1) Lesa, pada permukaan depan lensa merupakan
satu faset mata majemuk. 2) Kerucut kristalin, yang dapat menembus cahaya ke mata. 3) Sel-
sel penglihatan, yang peka terhadap keberadaan cahaya. 4) Sel-sel yang mengandung pigment,
dapat memisahkan omatidia dari omatidia di sekitarnya.

Pada setiap omatidium memiliki delapan neuron sel saraf reseptor (penerima cahaya)
sehingga secara keseluruhan terdapat sekitar 48.000 sel pengindera di dalam mata serangga.
Oleh karena itu, dengan kelebihannya tersebut mata serangga dapat memproses hingga seratus
gambar per detik.

Untuk lebih paham terkait Indra Penglihatan Manusia dan Hewan kamu
dapat menonton penjelasan tersebut dibawah ini!
https://youtu.be/D_WVYFprJKY

37

3 Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari

a. Kamera

Sebelum memasuki penjelasan mengenai kamera, apakah kamu pernah mengambil
gambar menggunakan kamera? Bagaimana hasil gambar yang kamu ambil? Apakah kamu
tahu bagaimana proses pembentukan bayangan pada kamera? Untuk mengetahui semua itu
mari kita pahami penjelasan mengenai kamera dengan penuh semangat.

Kamera adalah seperangkat alat yang memiliki fungsi untuk mengabadikan suatu objek
menjadi sebuah gambar yang merupakan hasil proyeksi pada sistem lensa. Dalam kamera
memiliki diafragma dan pengaturan cahaya (shutter) untuk mengatur jumlah cahaya yang
masuk ke dalam lensa kamera. Cahaya yang masuk ke dalam lensa akan diteruskan ke film
serta membentuk bayangan nyata, terbalik dan diperkecil. Untuk memperoleh gambar yang
jelas dan tajam, kamera perlu difokuskan. Pemfokusan ini dilakukan dengan cara mengubah
kedudukan pada lensa terhadap benda sesuai jarak benda yang akan difoto.

Untuk prinsip kerja kamera secara umum Gambar 33. Pembentukan
yaitu objek yang akan difoto harus berada di depan Bayangan pada Kamera
lensa. Ketika diafragma dibuka maka cahaya akan Sumber : https://www.google.com
melewati objek yang masuk melalui celah
diafragma menuju lensa kamera. Lensa kamera
akan membentuk bayangan objek yang diambil,
agar bayangan objek tepat jatuh ke film dengan jelas
maka letak lensa harus digeser-geser mendekati
atau menjauhi film. Menggeser-geser lensa pada
kamera, seperti mengatur jarak fokus lensa pada
mata (akomodasi). Diagram pembentukan
bayangan pada kamera dapat ditunjukkan pada
Gambar 33.

38