Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar, Cekung, dan Cembung

Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar, Cekung, dan Cembung

Cermin adalah sebuah benda dengan permukaan yang dapat memantulkan bayangan benda dengan sempurna Pembentukan bayangan pada cermin dapat diuraikan dalam 3 jenis cermin. yaitu pembentukan bayangan pada cermin datar, cermin cekung dan cermin cembung. Bayangan yang idhasilkan oleh cermin yang berbeda ini memiliki karakteristik yang berbeda sebagai berikut.

A. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Datar
Proses pembentukan bayangan pada cermin datar menggunakan hukum pemantulan cahaya. Untuk mempermudah pembentukan bayangannya diambil sinar-sinar yang datang dari kedua ujung benda.

Misalkan saja menentukan bayangan benda O sebagaimana terlihat pada gambar di bawah. Misalkan sinar datang dari O ke C, lalu dari titik C ditarik garis normal tegak lurus permukaan cermin. Dengan bantuan busur derajat, ukurlah besar sudut datang (i) yakni sudut yang dibentuk oleh OC dan garis normal. Selanjutnya buatlah sudut pantul (r) yaitu sudut antara garis normal dan sinar pantul CD yang besarnya sama dengan sudut datang. Posisi bayangan dapat ditentukan dengan memperpanjang sinar pantul CD dari C ke O` yang berpotongan dengan garis OO` melalui B.

Melukis pembentukan bayangan benda O menggunakan hukum pemantulan cahaya Bila diukur akan didapatkan bahwa jarak BO = BO`. Dengan bantuan geometri dapat juga dibuktikan kebenaran ini. Pada diatas sudut BOC = sudut datang (berseberangan) dan sudut BO`C = sudut pantul (sehadap). Karena sudut datang = sudut pantul, maka didapatkan sudut BOC = sudut BO`C. Sementara itu sudut CBO = CBO` (sama-sama tegak lurus) sehingga dapat disimpulkan bahwa segitiga CBO sama dan sebangun dengan segitiga CBO`. Akibatnya panjang BO = BO`. Dalam hal ini BO = jarak benda BO` = jarak bayangan. Pada cermin datar selalu didapatkan bahwa jarak benda sama dengan jarak bayangan.

Bayangan sebuah pensil di depan cermin datar pada gmbar di atas dapat ditentukan dengan menggunakan hukum pemantulan cahaya. Cara melukisnya sama seperti melukis benda O pada gambar di atas. Hanya saja untuk benda yang memiliki tinggi seperti pensil ini Anda harus melukis jalannya sinar datang dan sinar pantul minimal untuk dua titik yakni A dan B. Dengan pembuktian yang serupa dengan gambar di atas Anda akan dapatkan bahwa AF = A`F dan tinggi AB = A`B`. Jadi pada cermin datar tidak hanya jarak benda sama dengan jarak bayangan tetapi juga bahwa tinggi benda sama dengan tinggi bayangan.

Untuk benda yang bukan berupa titik atau garis, ukuran bayangan sama dengan ukuran bendanya. Benda dan bayangan hanya berbeda dalam hal kiri dan kanannya. Bagian kiri benda menjadi bagian kanan bayangan dan sebaliknya. Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus.

Untuk melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dengan diagram sinar, ikutilah
langkah-langkah berikut ini.

1. Lukis sebuah sinar dari benda menuju cermin dan dipantulkan ke mata, sesuai hukum pemantulan cahaya, yaitu sudut sinar datang harus sama dengan sudut sinar pantul.
2. Lukis sinar kedua sebagaimana langkah pertama.
3. Lukis perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut di belakang cermin sehingga berpotongan.
4. Perpotongan sinar-sinar pantul tersebut merupakan bayangan benda.
5. Jika diukur dari cermin, jarak benda terhadap cermin harus sama dengan jarak bayangan terhadap cermin .

B. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung
Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung yang disebut juga lengkung sferis. Ada dua jenis cermin lengkung sederhana yaitu cermin silinder dan cermin bola. Pada subbab ini, kamu hanya akan mempelajari cermin bola, khususnya tentang cermin cekung dan cembung. Agar dapat memahami unsur-unsur pada cermin cekung dan cembung. Perhatikan gambar di bawah ini

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. Bagian-bagian cermin lengkung antara lain sebagai berikut.

1. Pusat kelengkungan cermin. Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M.
2. Vertex. Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan O.
3. Titik api (titik fokus). Titik api adalah titik pertengahan antara vertex dan pusat kelengkungan cermin dan disimbolkan dengan F.
4. Jari-jari kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex ke pusat kelengkungan cermin. Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R.
5. Jarak fokus. Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f.

1. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cekung
Pembentukan bayangan oleh cermin cekung mematuhi hukum-hukum pemantulan cahaya. Untuk dapat melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung biasanya digunakan tiga sinar istimewa. Sinar istimewa adalah sinar datang yang lintasannya mudah diramalkan tanpa harus mengukur sudut datang dan sudut pantulnya. Tiga sinar istimewa itu adalah,

1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
3. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui titik pusat kelengkungan cermin pula.

Untuk melukis bayangan pada cermin cekung diperlukan minimal dua buah sinar istimewa. Akan tetapi, hasil akan lebih baik dan meyakinkan jika dilukis dengan tiga sinar istimewa sekaligus dengan langkah-langkah sebagai berikut.

1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa cermin cekung.
3. Tandai titik potong sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
4. Lukis perpotongan sinar-sinar pantul tersebut.

Persamaan Cermin Cekung
Persamaan cermin cekung digunakan untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara jarak benda ke cermin (s), jarak bayangan ke cermin (s’), panjang fokus (f), dan jari-jari kelengkungan cermin (R). Jika dirumuskan adalah :

Keterangan :
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda ke cermin (cm)
s' = jarak bayangan (layar) ke cermin (cm)

Sedangkan rumus perbesaran pada cermin cekung. Rumus ini digunakan untuk mengetahui berapa kali perbesaran yang dihasilkan oleh pemantulan pada cermin cekung. Rumus perbesaran pada cermin cekung adalah

Catatan
h’ positif (+) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya)
h’ negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)

2. Pembentukan Bayangan Pada Cermin Cembung
Sama dengan cermin cemkung, cermin cembung juga mempunuai tiga sinar istimewa. Karena jarak fokus dan pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang cermin maka ketiga sinar istimewa pada cermin cembung tersebut adalah :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah dari titik fokus (F).
2. Sinar yang datang menuju titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.
3. Sinar yang datang menuju titik pusat kelengkungan cermin seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Untuk melukis bayangan pada cermin cembung dibutuhkan minimal dua buah sinar istimewa dengan langkah-langkah sebagai berikut.

1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin.
2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa pada cermin cembung.
3. Tandai titik potong sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar-sinar pantul sebagai tempat bayangan benda.
4. Lukis bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul tersebut.

Persamaan Cermin Cembung

Masih ingat dengan persamaan pada cermin cekung? Rumus-rumus yang berlaku untuk cermin cekung juga berlaku untuk cermin cembung. Namun, ada hal yang perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin cembung terletak di belakang cermin. Oleh karena itu, dalam menggunakan persamaan cermin cembung jarak fokus (f) dan jari-jari cermin (R) selalu dimasukkan bertanda negatif.

Catatan

Dalam cermin cembung harga f dan R bernilai negatif (-)

http://www.mediabelajar.info/2017/05/pembentukan-bayangan-pada-cermin.html