MAKALAH
CAHAYA DAN ALAT OPTIK
Disusun untuk memenuhi tugas
Mata Kuliah : Pembelajaran IPA SD
Dosen Pengampu : Dr. Amanatie, M.Si, M.Pd
Oleh :
Fathul Laila Fitriya (20144600004)
Troy Ahmad Rayhan (20144600005)
Dinda Putri Wijayanti (20144600028)
Jihan Setyarini (20144600035)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN GURU SEKOLAH DASAR
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS PGRI YOGYAKARTA
2022
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya
sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul “Cahaya danAlat Optik”
ini tepat pada waktunya.
Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah untuk memenuhi tugas kelompok
pada mata kuliah Pembelajaran IPA SD. Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk
menambah wawasan tentang cahaya dan alat optik.
Kami mengucapkan terima kasih kepada Dr. Amanatie, M.Si, M.Pd selaku dosen
mata kuliah Pembelajaran IPA SD yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat
menambah pengetahuan dan wawasan sesuai dengan bidang studi yang kami tekuni. Kami
juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian
pengetahuannya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.
Dalam penyusunan makalah ini,kami menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini
masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat kami harapkan demi
terciptanya makalah yang lebih baik lagi.
Yogyakarta, 29 September 2022
Penulis
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................................i
DAFTAR ISI...........................................................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN....................................................................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah.............................................................................................................. 1
B. Rumusan Masalah....................................................................................................................... 1
C. Tujuan Penelitian ........................................................................................................................ 1
BAB II PEMBAHASAN ........................................................................................................................ 3
A. Pengertian Cahaya ...................................................................................................................... 3
B. Sifat-Sifat Cahaya ....................................................................................................................... 3
C. Pemantulan Cahaya Dan Hukum Pemantulan ............................................................................ 5
D. Sifat – Sifat Bayangan Pada Cermin Datar, Cermin Cekung, Dan Cermin Cembung................ 6
E. Alat Optik.................................................................................................................................... 7
BAB III PENUTUP .............................................................................................................................. 12
A. Kesimpulan ............................................................................................................................... 12
B. Saran ......................................................................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 13
ii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Cahaya merupakan suatu bentuk energi yang sangat penting yang dibutuhkan
oleh seluruh makhluk hidup yang ada di bumi. Tanpa adanya cahaya kehidupan di bumi
pun dipastikan tidak dapat berjalan sempurna. Semua makhluk hidup menggantungkan
hidupnya baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap keberadaan cahaya.
Tumbuh-tumbuhan memenfaatkan cahaya untuk proses fotosintesis yang dapat
menghasilkan karbohidrat yang bisa dimanfaatkan untuk kehidupan manusia. Binatang
juga memanfaatkan cahaya untuk memeperoleh informasi tentang keberadan
lingkungannya. Bahkan ada juga binatang yang benar-benar bergantung pada cahaya
seperti arthopoda dan kordata.
Tanpa dipungkiri, manusia juga sangat bergantung terhadap keberadaan cahaya.
Tanpa cahaya kita tidak akan bisa apa-apa, sebagai contohnya proses melihat meskipun
mata kita normal tapi jika tidak ada cahaya maka kita tidak akan bisa melihat. Begitu
pentingnya peranan cahaya bagi makhluk hidup, oleh karena itu dalam makalah ini akan
dibahas cahaya secara fisika dan aplikasinya dalam bidang biologi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang ditulis dalam makalah ini, maka Dapat
ditentukan masalah-masalah pokok penelitian antara lain :
1. Apa pengertian dari cahaya ?
2. Apa saja sifat-sifat cahaya ?
3. Apa pengertian pemantulan cahaya dan hukum pemantulan ?
4. Apa saja sifat-sifat bayangan pada cermin datar, cermin cekung, dan cermin
cembung?
5. Apa saja alat-alat optik?
C. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengertian cahaya
2. Untuk mengetahui saja sifat-sifat cahaya
1
3. Untuk mengetahui pengertian pemantulan cahaya dan hukum pemantulan
4. Untuk mengetahui sifat-sifat bayangan pada cermin datar, cermin cekung, dan
cermin cembung
5. Untuk mengetahui saja alat-alat optik
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Cahaya
Cahaya merupakan salah satu contoh gelombang elektromagnetik, yang
gelombang yang tidak memerlukan medium sebagai media perambatannya. Misalnya,
pada siang hari tampak terang karena cahaya matahari menerangi bumi. Walaupun
matahari berada jauh dari bumi dan dipisahkan oleh ruang hampa di ruang angkasa,
namun cahaya matahari mampu sampai di bumi.
Ada dua macam sumber cahaya, yaitu sumber cahaya alami dan sumber cahaya
buatan. Sumber cahaya alami merupakan sumber cahaya yang menghasilkan cahaya
secara alamiah dan setiap saat, contohnya matahari dan bintang. Sumber cahaya buatan
merupakan sumber cahaya yang memancarkan cahaya karena dibuat oleh manusia, dan
tidak tersedia setiap saat, contohnya lampu senter, lampu neon, dan lilin.
B. Sifat-Sifat Cahaya
Dalam praktiknya, cahaya sebagai gelombang energi memiliki sifat atau
karakteristik yang dapat dijadikan sebagai tujuan dan fungsinya dalam kehidupan
sehari- hari. Sifat cahaya ini memiliki perbedaan dengan bentuk energy lain, seperti
bunyi, getaran, dan sebagainya. Berikut ini sifat- sifat cahaya :
a. Cahaya merambat lurus.
Cahaya dapat merambat lurus jika melewati satu medium perantara yang memiliki
partikel yang sama atau setara. Medium perantara tersebut harus memiliki kerapatan
optic yang sama agar cahaya bisa merambat lurus. Fenomena yang bisa
membuktikan bahwa cahaya dapat merambat lurus adalah matahari sebagai sumber
cahaya terbesar di bumi memiliki pancaran sinar yang lurus. Hal tersebut terjadi
karena adanya perambatan cahaya matahari ke bumi maka terjadi siang dan malam.
b. Cahaya dapat menembus benda bening (benda transparan).
Benda yang bersifat bening atau transparan bisa ditembus oleh cahaya. Benda yang
memiliki partikel tidak berwarna atau transparan dapat dirambati cahaya dengan
mudah. Hal ini bisa terjadi karena benda bening atau transparan mampu meneruskan
cahaya. Contohnya pada kaca bening jendela yang tidak bisa menghalangi cahaya
matahari masuk ke dalam rumah.
3
c. Cahaya dapat dipantulkan.
Cahaya dapat dipantulkan dengan cara terpancarnya kembali cahaya tersebut dari
bagian permukaan benda yang terkena cahaya. Sifat pemantulan yang dimiliki
cahaya ini dapat dibagi menjadi dua, yakni pemantulan teratur dan pemantulan baur
atau difus.
d. Cahaya dapat dibiaskan (bila melalui dua medium dengan indeks bias yang berbeda).
Cahaya dapat dibiaskan ketika cahaya bergerak miring melalui medium yang
berbeda kepadatannya, seperti dari udara kemudian melewati air, sehingga cahaya
mengalami pembiasan dan pembelokan dalam medium tersebut. Sifat cahaya yang
bisa dibiaskan atau dibelokkan ini banyak dimanfaatkan untuk berbagai alat optik.
Contoh yang bisa temukan adalah melihat kolam yang tampak dangkal karena
airnya yang jernih, padahal kolam tersebut bisa saja memiliki kedalaman.
e. Cahaya monokromatis (cahaya putih) dapat diuraikan menjadi beberapa cahaya
berwarna.
Cahaya dapat diuraikan atau dispersi secara alami, contohnya seperti yang terjadi
pada pelangi. Warna pelangi sebenarnya berasal dari satu warna saja, yakni warna
putih dari sinar matahari. Kemudian warna cahaya matahari tersebut dibiaskan oleh
titik air hujan sehingga mengakibatkan warna pelangi menjadi terurai dan
menghasilkan berbagai macam warna yang indah. Warna putih matahari menjadi
warna cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.
f. Cahaya memiliki energi.
Cahaya tentu memiliki energi karena dapat merambat pada gelombang tertentu dan
memiliki wujud massa, meskipun bukan wujud zat, yakni bukan padat, cair, dan gas.
Hal yang membuktikan bahwa cahaya memiliki energi adalah sinar matahari yang
memiliki panas atau suhu tertentu yang dapat merubah zat tertentu. Contohnya jika
kita menjemur baju yang basah di bawah sinar matahari, maka lama kelamaan baju
akan kering karena terjadi penguapan air di dalam pakaian karena panas yang
muncul dari sinar matahari.
g. Cahaya dapat berbentuk gelombang maupun berbentuk partikel.
Cahaya dapat disebut sebagai sebuah gelombang karena cahaya memang memiliki
panjang gelombang tertentu. Sedangkan cahaya juga tersusun oleh partikel- partikel
tertentu yang membentuknya, meskipun bukan bersifat zat, seperti padat, cair, dan
gas.
4
h. Cahaya dapat merambat tanpa medium perantara.
Energy cahaya yang tetap bisa merambat meskipun tidak memiliki medium
perantara. Contohnya sinar matahari yang bisa sampai ke bumi padahal jarak yang
sangat jauh dari bumi dan melewati ruang hampa di luar angkasa.
i. Cahaya dipancarkan dalam bentuk radiasi.
Cahaya dapat berbentuk radiasi karena memiliki energy yang bisa dipancarkan
dalam bentuk gelombang dan kalor tertentu tanpa medium atau perantara sekalipun.
Bukti bahwa cahaya bisa berbentuk radiasi adalah cahaya memiliki energi dan
bentuk panas. Contohnya, kita akan terasa panas jika berlama-lama dibawah sinar
matahari atau berada disekitar lampu , atau laser yang berdaya tinggi.
C. Pemantulan Cahaya Dan Hukum Pemantulan
Salah satu sifat dari gelombang adalah apabila melewati suatu penghalang,
maka gelombang akan dipantulkan. Demikian pula halnya untuk gelombang cahaya,
apabila melewati suatu permukaan maka akan dipantulkan. Misalnya, ketika cahaya
matahari mengenai permukaan air, permukaan benda-benda di sekitar kita, atau yang
paling umum yaitu pemantulan pada cermin. Berdasarkan jenis pemantulnya,
pemantulan cahaya terbagi menjadi pemantulan teratur dan pemantulan baur.
Pemantulan teratur terjadi manakala berkas cahaya mengenai permukaan atau bidang
pantul yang rata (misalnya permukaan cermin datar), sehingga arah sinar pantulnya
sejajar. Pemantulan baur terjadi manakala berkas cahaya mengenai permukaan atau
bidang pantul yang tidak rata (misalnya permukaan logam kasar atau permukaan
tembok), sehingga arah sinar pantulnya menjadi tersebar ke segala arah.
Hukum Pemantulan Cahaya
Cahaya yang mengenai suatu permukaan atau bidang pantul akan dipantulkan.
Mekanisme pemantulan yang terjadi dapat diselidiki dengan menggunakan sebuah alat
yang dinamakan cakra optik, dan berdasarkan hasil pengukuran diperoleh hukum
pemantulan cahaya sebagai berikut:
• Berkas sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berada pada bidang datar
dan berpotongan di satu titik.
• Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul.
5
dimana:
➢ garis normal merupakan garis yang tegak lurus bidang pantul;
➢ sudut datang merupakan sudut antara sinar datang dan garis normal; dan
➢ sudut pantul merupakan sudut antara sinar pantul dan garis normal.
Pemantulan Cahaya
D. Sifat – Sifat Bayangan Pada Cermin Datar, Cermin Cekung, Dan Cermin
Cembung
a) Cermin datar
Cermin datar adalah cermin yang permukaan mengkilapnya berupa bidang datar.
Contoh cermin datar yaitu: cermin yang digunakan untuk berhias atau berdandan.
Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar antara lain:
• Bayangan yang terbentuk maya dan tegak.
• Besar bayangan yang terbentuk sama besar dengan aslinya, hanya berkebalikan
posisi kanan dan kirinya.
• Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin.
b) Cermin cembung
Cermin cembung adalah cermin yang permukaan mengkilapnya berupa bidang
cembung atau melengkung ke luar. Biasanya cermin cembung bersifat
menyebarkan cahaya atau sering disebut divergen. Contoh cermin cembung yaitu:
kaca spion mobil, permukaan bagian belakang pada sendok logam.Sifat-sifat
bayangan yang terbentuk pada cermin cembung adalah maya, tegak, dan diperkecil.
c) Cermin cekung
Cermin cekung adalah cermin yang permukaan mengkilapnya berupa bidang
cekung atau melengkung ke dalam. Biasanya cermin cekung bersifat
6
mengumpulkan cahaya atau sering disebut konvergen. Sifat-sifat bayangan pada
cermin cekung tergantung pada letak benda terhadap cermin.
• Jika letaknya benda dekat dari cermin cekung, maka bayangan yang dihasilkan
adalah maya, tegak, dan diperbesar.
• Jika letaknya benda jauh dari cermin cekung maka bayangan yang dihasilkan
adalah nyata dan terbalik.
E. Alat Optik
Alat optik adalah alat penglihatan manusia, baik alamiah maupun buatan
manusia. Alatoptik alamiah adalah mata dan alat optik buatan adalah alat bantu
penglihatan manusia untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan
jelas oleh mata. Yang termasuk alat optik buatan diantaranya: kacamata, kamera, lup
atau pembesar,mikroskop, teropong, dan periskop.
1) Mata
Kemampuan kita dalam melihat suatu benda atau lingkungan sekitar kita
tidak terlepas dari peran salah satu alat optik yang kita miliki, yaitu mata.
Konstruksi mata berbentuk menyerupai bola dengan permukaan luar melengkung.
Pada bagian depan mata terdapat kornea (cornea) yang berfungsi untuk melindungi
mata bagian dalam. Di belakang kornea terdapat cairan mata (aqueous humor) yang
berfungsi untuk membiaskan cahaya. Pantulan cahaya dari benda yang masuk ke
mata dibiaskan oleh cairan mata dan masuk melalui celah lingkaran yang disebut
pupil, dan pupil ini dibentuk oleh iris yang dapat berkontaksi sesuai dengan
intensitas cahaya yang masuk ke mata. Pada daerah yang terang, pupil akan
mengecil, dan sebaliknya, pada daerah yang gelap, pupil akan membesar.
Pembiasan cahaya yang masuk ke mata diatur oleh lensa mata yang dapat
berakomodasi. Daya akomodasi merupakan kemampuan lensa untuk dapat
memipih atau menebal sesuai dengan jarak benda yang dilihat. Lensa mata akan
berakomodasi bila melihat benda-benda yang dekat (dalam hal ini keadaan lensa
mata menjadi cembung) dan lensa mata tidak berakomodasi ketika melihat benda-
benda yang jauh (dalam hal ini keadaan lensa mata menjadi pipih). Kemampuan
lensa mata untuk menebal dan memipih ini diatur oleh otot siliar (ciliary body).
Pada prinsipnya lensa mata berfungsi untuk memfokuskan cahaya menuju
ke retina yang terhubung ke syaraf-syaraf optik (optic nerve) yang kemudian diubah
menjadi sinyalsinyal yang diteruskan ke otak, sehingga kita memperoleh kesan
7
melihat benda. Bayangan benda yang jatuh di retina bersifat nyata, terbalik, dan
diperkecil.
Jangkauan penglihatan mata pada saat tidak berakomodasi dinamakan titik
jauh (punctum remotum), sedangkan jangkauan penglihatan mata pada saat
berakomodasi maksimum dinamakan titik dekat (punctum proxium). Untuk mata
normal (emetropi), titik jauhnya berada di jarak tak hingga (~) dan titik dekatnya
berada di sekitar 25 cm. Ketidak normalan penglihatan dinamakan cacat mata
(aberasi). Terdapat beberapa cacat mata yang akan kita bicarakan disini, antara lain
rabun jauh (miopi), rabun dekat (hipermetropi), mata tua (presbiopi), dan
asigmatisma (silindris). Untuk memperoleh penglihatan normal, bayangan suatu
benda harus difokuskan tepat pada retina.
2) Kamera
Ada satu jenis alat optik yang memiliki cara kerja mirip dengan cara kerja mata,
yaitu kamera. Kamera merupakan alat optik yang berfungsi untuk mengambil
gambar suatu objek atau benda. Jenis-jenis kamera yang dikenal diantaranya
kamera autofokus, kamera single-lens reflex (SLR), dan kamera digital.
Pada dasarnya kamera terdiri dari beberapa bagian, diantaranya:
• Lensa cembung (+), yang berfungsi untuk membiaskan cahaya sehingga terbentuk
bayangan benda di film.
8
• Film, yang berfungsi untuk menangkap bayangan.
• Diafragma, yaitu alat pengatur banyak sedikitnya cahaya yang boleh masuk.
• Penutup lensa.
Ketika kita mengambil gembar sebuah benda dengan menggunakan kamera, cahaya
yang dipantulkan oleh benda tersebut masuk ke lensa kamera. Banyaknya cahaya
yang masuk ke dalam kamera diatur oleh diafragma (mirip dengan pupil pada mata),
dan pengatur cahaya (shutter). Untuk menghasilkan kualitas gambar yang baik dan
tajam, maka perlu diatur fokus lensanya, yaitu dengan memajukan atau
memundurkan lensa tersebut. Dengan pengaturan yang tepat, maka pantulan
bayangan benda tersebut akan tepat jatuh pada film foto (film foto mirip dengan
retina pada mata). Bayangan gambar yang dihasilkan pada kamera bersifat nyata,
terbalik, dan diperkecil.
3) Lup
Lup atau kaca pembesar merupakan sebuah alat optik yang terdiri dari sebuah lensa
cembung rangkap (bikonveks). Lup berfungsi untuk melihat benda-benda kecil agar
tampak lebih besar. Bayangan yang dibentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan
diperbesar.
4) Mikroskop
Mikroskop merupakan alat optik yang berfungsi untuk melihat benda-benda kecil
(mikro) seperti bakteri, penampang sel, dan sejenisnya. Pertama kali mikroskop
dibuat oleh seorang ilmuwan Belanda, Antoni van Leeuwenhoek (1632 – 1723),
yang terdiri dari gabungan dua buah lensa cembung. Dengan menggunakan
mikroskop sederhana bisa dihasilkan pembesaran bayangan hingga kira-kira 300
kali lebih besar dari bendanya.
9
Pada dasarnya sebuah mikroskop terdiri dari dua buah lensa lembung (bikonvek).
Lensa cembung pertama terletak di dekat mata, dinamakan lensa okuler, dan lensa
cembung kedua terletak di dekat benda, dinamakan lensa objektif. Ketika kita
mengamati sebuah benda dengan menggunakan sebuah mikroskop, maka bayangan
benda dihasilkan oleh lensa objektif di belakang lensa objektif. Kemudian bagi
lensa okuler, bayangan ini menjadi benda, sehingga dihasilkan bayangan akhir oleh
lensa okuler yang berukuran beberapa kali lebih besar.
5) Teleskop
Teleskop atau teropong merupakan sebuah alat optik yang digunakan untuk melihat
benda-benda yang letaknya jauh agar tampak lebih dekat dan jelas. Teleskop
pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei (1564 – 1642) pada tahun 1609.
Pada dasarnya ada dua jenis teleskop yaitu teleskop bias dan teleskop pantul. Hal
ini didasarkan pada cara kerjanya yang berdasarkan prinsip pembiasan dan prinsip
pemantulan. Teleskop bias ini bekerja berdasarkan prinsip pembiasan, sehingga
teleskop jenis ini menggunakan sejumlah lensa. Seperti halnya mikroskop, teleskop
10
bias menggunakan lensa objektif dan lensa okuler. Beberapa contoh teleskop bias
diantaranya teleskop bintang atau teleskop astronomi, teleskop bumi, teleskop
panggung, dan teleskop prisma atau teleskop binokuler.
Disamping teleskop bias, ada yang dinamakan teleskop pantul, atau disebut juga
teleskop Newtonian. Teleskop pantul ini bekerja berdasarkan prinsip pembiasan
dan pemantulan, sehingga teleskop jenis ini menggunakan sejumlah lensa dan
cermin. Teleskop pantul menggunakan cermin cekung sebagai objektif dan lensa
cembung sebagai okuler.
11
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Cahaya merupakan suatu bentuk energi yang sangat penting yang dibutuhkan oleh
seluruh makhluk hidup yang ada di bumi. Tanpa adanya cahaya kehidupan di bumi pun
dipastikan tidak dapat berjalan sempurna. Cahaya merupakan salah satu contoh gelombang
elektromagnetik, yang gelombang yang tidak memerlukan medium sebagai media
perambatannya.Sifat-sifat Cahaya diantaranya yaitu Cahaya merambat lurus, Cahaya dapat
menembus benda bening (benda transparan), Cahaya dapat dipantulkan, Cahaya dapat
dibiaskan (bila melalui dua medium dengan indeks, Cahaya monokromatis (cahaya putih)
dapat diuraikan menjadi beberapa cahaya berwarna , Cahaya memiliki energi, Cahaya dapat
berbentuk gelombang maupun berbentuk partikel, Cahaya dapat merambat tanpa medium
perantara, Cahaya dipancarkan dalam bentuk radiasi.
Alat optik adalah alat penglihatan manusia, baik alamiah maupun buatan manusia.
Alatoptik alamiah adalah mata dan alat optik buatan adalah alat bantu penglihatan manusia
untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata. Yang
termasuk alat optik buatan diantaranya: kacamata, kamera, lup atau pembesar,mikroskop,
teropong, dan periskop.
B. Saran
Untuk meningkatkan pembelajaran Ilmu pengetahuan alam di sekolah dasar, kita
sebagai calon guru di sekolah dasar hendaknya memperkenalkan peserta didik untuk
menambah pengetahuan dan wawasan tentang cahaya dan alat optik dengan berbagai
ragam alat alat optik dan memahami tentang sifat cahaya serta bagaimana cara
penerapannya di sekolah dasar.
12
DAFTAR PUSTAKA
Halliday, D., Resnick, R. (1997). Physics , terjemahan: Patur Silaban dan Erwin Sucipto.
Jakarta: Erlangga.
Microsoft Encarta Premium 2009
Muslim, dkk. (2006). Konsep Dasar Fisika. Bandung. UPI Press
Pratiwi, P.R. dkk. (2008). CTL Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas VIII. Jakarta: Depdiknas.
Rositawaty, S & Aris Muharam. (2008). Senangnya Belajar IPA Kelas 5. Jakarta: Pusat
Perbukuan Depdiknas.
Sulistyanto, H & Edy Wiyono. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI Kelas V.
Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas.
Tim SEQIP. (2003). Buku IPA Guru Kelas 5. Jakarta: Dirjen Dikdasmen Depdiknas
Tipler, P.A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.
13