Cahaya dan Optika

Modul Olimpiade IPA SD — Bab 9

Masukkan sebatang sendok ke dalam gelas berisi air, lalu lihat dari samping. Sendoknya terlihat patah tepat di permukaan air. Angkat sendoknya — ternyata utuh saja.

Atau ini: berdirilah di tepi kolam yang jernih. Dasarnya terlihat dangkal, seolah bisa kamu raih dengan mudah. Padahal ketika kamu masuk, ternyata jauh lebih dalam.

Kedua peristiwa itu sebenarnya kesalahan yang dibuat oleh mata kita sendiri — karena mata selalu menganggap cahaya datang dalam garis lurus, padahal tidak selalu begitu.

Bab ini menjelaskan bagaimana cahaya berperilaku, dan sekaligus bagaimana mata kita bekerja. Ayo mulai.

Sifat-Sifat Cahaya

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik — ingat dari Bab 8, artinya ia dapat merambat tanpa medium. Itulah sebabnya cahaya matahari sampai ke bumi melewati ruang hampa.

Sifat-sifat optik cahaya meliputi: pemantulan, pembiasan, pemantulan sempurna, dispersi, hamburan, interferensi, dan polarisasi.

Ingat! Kalau soal bertanya "sifat optik cahaya", jawabannya berupa gejala seperti pemantulan, pembiasan, dan polarisasi — bukan pemanasan, pembesaran, atau pengecilan. Ketiganya bukan sifat optik.

Pemantulan dan Hukumnya

Hukum pemantulan cahaya: sudut datang sama dengan sudut pantul, dan keduanya diukur terhadap garis normal — yaitu garis tegak lurus permukaan cermin.

Ingat! Soal sering menyebutkan sudut terhadap permukaan cermin, bukan terhadap normal. Kalau begitu, kurangkan dulu dari 90° sebelum memakai hukum pemantulan. Inilah jebakan yang paling sering menjatuhkan.

Contoh Soal 1

Seberkas cahaya jatuh pada cermin datar dengan sudut 70° terhadap permukaan cermin. Berapa besar sudut pantulnya?

Pembahasan:

Langkah 1 — ubah ke sudut terhadap normal.

90^\circ - 70^\circ = 20^\circ

Langkah 2 — pakai hukum pemantulan. Sudut pantul sama dengan sudut datang.

Jawaban: Sudut pantulnya 20°.

Perhatikan bahwa 70° adalah jawaban yang sengaja disediakan sebagai pengecoh bagi yang lupa mengurangkan dari 90°.

Ada satu jebakan yang hampir selalu muncul pada soal pemantulan: sudut datang dan sudut pantul selalu diukur terhadap garis normal, bukan terhadap permukaan cermin.

Garis normal adalah garis khayal yang tegak lurus permukaan cermin di titik jatuhnya sinar. Karena itu kalau soal menyebut sinar jatuh dengan sudut 70° terhadap permukaan cermin, sudut datangnya bukan 70° melainkan 90 - 70 = 20°. Sudut pantulnya pun 20°.

Jadi selalu periksa dulu: sudut yang disebutkan itu diukur dari permukaan atau dari garis normal? Kalau dari permukaan, kurangkan dari 90° lebih dulu.

Cermin Datar

Sifat bayangan pada cermin datar selalu sama: maya, tegak, sama besar, dan jarak bayangan sama dengan jarak benda ke cermin.

Ingat! Bayangan cermin datar tertukar kiri-kanan, bukan atas-bawah. Kalau kamu mengangkat tangan kanan, bayanganmu mengangkat tangan yang tampak seperti tangan kiri.

Cara memeriksanya gampang: jumlahkan kembali. 10:25 + 1:35 = 12:00. Cocok.

Sifat bayangan cermin datar melahirkan satu jenis soal yang menyenangkan: membaca jam yang terlihat di cermin.

Karena bayangan cermin datar terbalik kiri-kanan, angka pada jam ikut tercermin. Cara menghitungnya: kurangkan waktu yang terlihat dari pukul 11:60.

Misalnya bayangan di cermin menunjukkan pukul 10:25, maka waktu sebenarnya adalah 11{:}60 - 10{:}25 = 1{:}35, yaitu pukul 01:35.

Cara mengingatnya: jumlah waktu asli dan waktu bayangan selalu 12 jam penuh.

Cermin Cekung dan Cermin Cembung

Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen). Sifat bayangannya bergantung letak benda. Yang paling sering ditanyakan: kalau benda berada di antara cermin dan titik fokus, bayangannya maya, tegak, dan diperbesar.

Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya (divergen). Sifat bayangannya selalu maya, tegak, dan diperkecil — berapa pun letak bendanya.

Ingat! Bayangan cermin cembung tidak pernah nyata dan tidak pernah diperbesar. Pilihan "nyata, tegak, diperkecil" adalah pengecoh, karena bayangan nyata selalu terbalik.

Contoh Soal 2

Seorang dokter gigi memakai cermin cekung berjarak fokus 2 cm. Jika gigi yang diperiksa berada 1,5 cm dari cermin, bagaimana sifat bayangannya?

Pembahasan:

Langkah 1 — bandingkan letak benda dengan fokus. Jarak benda 1,5 cm, sedangkan fokusnya 2 cm. Berarti benda berada di antara cermin dan titik fokus.

Langkah 2 — ingat aturannya. Untuk cermin cekung dengan benda di dalam jarak fokus, bayangannya maya, tegak, dan diperbesar.

Jawaban: Maya, tegak, dan diperbesar. Itulah sebabnya dokter gigi bisa melihat gigi dengan jelas dan lebih besar.

Sifat bayangan kedua cermin lengkung itu langsung menentukan pemakaiannya sehari-hari.

Cermin cembung selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil. Karena bayangannya diperkecil, cermin cembung mampu menampung pemandangan yang jauh lebih luas — itulah sebabnya ia dipakai sebagai kaca spion kendaraan dan cermin pengawas di tikungan jalan serta swalayan.

Cermin cekung sifat bayangannya berubah-ubah bergantung letak bendanya. Bila benda berada lebih dekat daripada titik fokus, bayangannya maya, tegak, dan diperbesar. Inilah yang dimanfaatkan dokter gigi: cermin kecilnya bertitik fokus beberapa sentimeter, dan gigi yang diperiksa berada lebih dekat daripada fokus itu sehingga tampak besar dan tegak.

Cermin cekung juga bersifat mengumpulkan sinar, sehingga dipakai sebagai reflektor pada lampu senter, lampu sorot, dan kompor tenaga surya.

Pembiasan Cahaya

Pembiasan adalah pembelokan arah cahaya ketika berpindah dari satu medium ke medium lain.

• Dari medium kurang rapat ke lebih rapat (udara → air) — membelok mendekati garis normal.
• Dari medium lebih rapat ke kurang rapat (air → udara) — membelok menjauhi garis normal.

Arah pembelokan sinar bias mengikuti satu aturan yang perlu kamu hafal, dan aturan itu berkaitan dengan kelajuan cahaya di dalam medium.

Cahaya membelok mendekati garis normal ketika ia masuk ke medium yang lebih rapat, tempat kelajuannya menjadi lebih kecil — misalnya dari udara masuk ke air atau kaca.

Sebaliknya, cahaya membelok menjauhi garis normal ketika masuk ke medium yang kurang rapat, tempat kelajuannya menjadi lebih besar — misalnya dari air keluar ke udara.

Cara mengingatnya sederhana: cahaya yang melambat akan menunduk mendekati garis normal, dan cahaya yang mempercepat akan menjauh darinya.

Dasar Kolam Tampak Dangkal

Peristiwa yang sama membuat sendok terlihat patah di dalam gelas berisi air.

Dari aturan itu lahir penjelasan mengapa dasar kolam yang jernih terlihat lebih dangkal daripada sebenarnya.

Cahaya dari dasar kolam merambat dari air keluar ke udara, sehingga membelok menjauhi garis normal. Mata kita tidak mengetahui adanya pembelokan itu; ia selalu menganggap cahaya datang dalam garis lurus. Akibatnya bayangan dasar kolam seolah berada di titik yang lebih tinggi daripada letak sebenarnya.

Alasan yang sama membuat sendok tampak patah di dalam gelas berisi air, dan membuat ikan di akuarium terlihat tidak persis di tempat sebenarnya — itulah sebabnya menombak ikan di air jauh lebih sulit daripada kelihatannya.

Dispersi dan Pelangi

Dispersi adalah penguraian cahaya putih menjadi warna-warna penyusunnya. Cahaya putih ternyata gabungan tujuh warna: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu.

Pelangi terbentuk karena titik-titik air hujan berperan sebagai prisma-prisma kecil yang menguraikan cahaya matahari. Karena itu, untuk membentuk pelangi dalam percobaan kamu memerlukan tiga hal: air, cermin, dan cahaya matahari, ditambah layar untuk menangkap hasilnya.

Ingat! Urutan frekuensi dari terendah ke tertinggi mengikuti urutan pelangi: merah → jingga → kuning → hijau → biru → nila → ungu. Panjang gelombangnya justru sebaliknya: merah terpanjang, ungu terpendek.

Warna cahaya berkaitan langsung dengan frekuensi dan panjang gelombangnya, dan keduanya berbanding terbalik.

Urutan warna pelangi dari merah sampai ungu adalah urutan dari panjang gelombang terbesar ke terkecil, sekaligus dari frekuensi terkecil ke terbesar. Jadi cahaya ungu berfrekuensi paling tinggi dan berpanjang gelombang paling pendek, sedangkan cahaya merah sebaliknya.

Karena itu kalau soal menyebut cahaya yang keluar dari sebuah filter memiliki frekuensi lebih tinggi daripada filter lain, berarti warnanya lebih dekat ke arah ungu, dan panjang gelombangnya lebih pendek.

Empat Gejala Cahaya di Alam

Gejala	Peristiwa cahayanya
Dasar kolam tampak lebih dangkal	pembiasan
Fatamorgana di jalan aspal panas	pemantulan sempurna (didahului pembiasan bertingkat)
Langit tampak biru	hamburan
Pelangi setelah hujan	dispersi

Gejala serupa terlihat pada lapisan tipis minyak di atas genangan air, yang juga tampak berwarna-warni.

Gelembung air sabun yang berkilau warna-warni di bawah sinar matahari menunjukkan gejala interferensi cahaya, yaitu perpaduan dua gelombang cahaya yang saling memperkuat dan melemahkan.

Cahaya yang dipantulkan lapisan luar sabun berpadu dengan cahaya yang dipantulkan lapisan dalamnya. Karena ketebalan lapisan sabun tidak merata dan terus berubah, warna yang saling menguatkan pun berbeda di tiap bagian — itulah yang membuat warnanya berpindah-pindah ketika gelembungnya bergoyang.

Gejala serupa dapat kamu lihat pada tumpahan minyak tipis di atas genangan air dan pada permukaan cakram padat.

Cahaya dan Atmosfer

Beberapa peristiwa yang kita lihat setiap hari sebenarnya adalah gejala cahaya di dalam atmosfer Bumi.

Langit berwarna biru karena cahaya matahari dihamburkan oleh molekul udara. Cahaya berpanjang gelombang pendek — biru dan ungu — jauh lebih mudah dihamburkan daripada cahaya merah, sehingga warna itulah yang datang ke mata kita dari segala arah langit.

Langit senja berwarna jingga kemerahan karena saat matahari rendah, cahayanya harus menempuh lapisan udara yang jauh lebih tebal. Warna biru sudah habis terhambur di perjalanan, sehingga yang tersisa sampai ke mata kita tinggal warna merah dan jingga.

Fatamorgana di jalan aspal yang panas terjadi karena udara di dekat permukaan jauh lebih panas dan renggang daripada udara di atasnya. Cahaya dari langit dibiaskan berangsur-angsur ketika melewati lapisan udara yang kerapatannya berbeda-beda, lalu terpantul ke mata kita — sehingga aspal tampak berair padahal yang kita lihat adalah bayangan langit.

Atmosfer juga memengaruhi intensitas cahaya yang sampai ke permukaan. Makin tebal lapisan udara yang harus ditembus, makin banyak cahaya yang terserap dan terhambur, sehingga cahaya yang tiba menjadi lebih lemah. Itulah sebabnya sinar matahari terasa jauh lebih terik pada tengah hari daripada pada pagi dan sore.

Prinsip pembiasan bertingkat yang sama pula yang membuat matahari masih terlihat sesaat setelah ia sebenarnya sudah berada di bawah cakrawala.

Lensa Cembung dan Lensa Cekung

Berbeda dengan cermin yang memantulkan cahaya, lensa membiaskan cahaya yang menembusnya.

• Lensa cembung — tebal di tengah, tipis di tepi. Bersifat mengumpulkan sinar (konvergen). Fokusnya positif.
• Lensa cekung — tipis di tengah, tebal di tepi. Bersifat menyebarkan sinar (divergen). Fokusnya negatif.

Ingat! Kaca pembesar (lup) hanya bekerja kalau benda diletakkan di antara lensa dan titik fokus. Bayangan yang dihasilkan maya, tegak, dan diperbesar. Kalau benda ditarik lebih jauh dari fokus, bayangannya berubah menjadi nyata dan terbalik — tulisannya jadi terbalik, bukan membesar.

Menghitung dengan Rumus Lensa

Hubungan antara ketiga jarak itu ditulis:

\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}

dengan f = jarak fokus, s = jarak benda, dan s' = jarak bayangan.

Perbesaran bayangan dihitung dengan:

M = \left|\frac{s'}{s}\right|

Contoh Soal 3

Sebuah benda diletakkan 15 cm di depan lensa cembung yang jarak fokusnya 10 cm. Berapa jarak bayangannya?

Pembahasan:

Langkah 1 — tulis yang diketahui. s = 15 cm, f = 10 cm.

Langkah 2 — susun ulang rumusnya.

\frac{1}{s'} = \frac{1}{f} - \frac{1}{s} = \frac{1}{10} - \frac{1}{15}

Langkah 3 — samakan penyebutnya. KPK dari 10 dan 15 adalah 30.

\frac{1}{s'} = \frac{3}{30} - \frac{2}{30} = \frac{1}{30}

Langkah 4 — balik. s' = 30 cm.

Jawaban: Jarak bayangannya 30 cm di belakang lensa. Karena s' bernilai positif, bayangannya nyata dan terbalik, dengan perbesaran M = 30/15 = 2 kali.

Lensa cembung yang dipakai sebagai kaca pembesar (lup) menuntut satu syarat yang sering terlupa.

Agar benda terlihat lebih besar dan tegak, benda harus diletakkan lebih dekat daripada titik fokus lensa. Bayangan yang terbentuk bersifat maya, tegak, dan diperbesar.

Kalau benda diletakkan lebih jauh daripada titik fokus, bayangannya justru menjadi nyata dan terbalik — dan itu bukan yang kita inginkan dari sebuah kaca pembesar. Karena itu saat mengamati semut dengan lup, lupnya didekatkan sampai semut berada di dalam jarak fokusnya.

Menggambar Diagram Sinar

Sifat bayangan sebuah cermin atau lensa tidak perlu dihafal satu per satu — ia bisa diturunkan dengan menggambar diagram sinar. Caranya cukup melukis dua sinar istimewa, lalu melihat di mana keduanya bertemu.

Pada lensa cembung, tiga sinar istimewanya adalah: sinar sejajar sumbu utama akan dibiaskan menuju titik fokus; sinar yang melewati titik fokus akan dibiaskan sejajar sumbu utama; dan sinar yang melewati pusat lensa diteruskan tanpa dibelokkan sama sekali.

Pada cermin cekung berlaku pola serupa: sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus, sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama, dan sinar menuju titik pusat kelengkungan dipantulkan kembali melalui jalur yang sama.

Setelah dua sinar dilukis, tinggal dibaca hasilnya. Kalau kedua sinar benar-benar bertemu di satu titik, di situlah terbentuk bayangan nyata — bayangan yang dapat ditangkap layar dan selalu terbalik.

Kalau kedua sinar justru menyebar dan tidak pernah bertemu, tariklah perpanjangan keduanya ke arah belakang sampai berpotongan. Titik potong perpanjangan itulah letak bayangan maya — bayangan yang tidak dapat ditangkap layar dan selalu tegak.

Aturan ini berlaku untuk semua cermin dan lensa, sehingga kamu tidak perlu menghafal tabel sifat bayangan: cukup lukis, lalu baca.

Bagian-Bagian Mata

Mata bekerja mirip kamera. Ini tugas tiap bagiannya:

• Kornea — lapisan bening terluar; melindungi mata sekaligus mulai membiaskan cahaya.
• Pupil — lubang tempat cahaya masuk. Melebar di tempat gelap, menyempit di tempat terang.
• Iris — selaput berwarna yang mengatur besar-kecilnya pupil.
• Lensa mata — memfokuskan cahaya agar bayangan jatuh tepat di retina.
• Retina — layar tempat bayangan terbentuk.
• Saraf optik — meneruskan sinyal dari retina ke otak.

Ingat! Bayangan yang jatuh di retina bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Kita melihat dunia tegak karena otak yang membalikkannya kembali, bukan karena bayangannya memang tegak.

Daya Akomodasi

Daya akomodasi adalah kemampuan lensa mata mengubah ketebalannya agar bayangan selalu jatuh tepat di retina.

• Melihat benda dekat — lensa menebal, otot siliaris menegang.
• Melihat benda jauh — lensa menipis, otot siliaris mengendur.

Ingat! Yang berubah adalah ketebalan lensa, bukan jarak antara lensa dan retina. Pilihan "mengubah jarak lensa ke retina" adalah pengecoh yang sangat sering muncul — itu cara kerja kamera, bukan mata.

Kalau terlalu lama membaca dekat, otot siliaris menegang terus-menerus. Itulah sebabnya mata terasa lelah, dan kita disarankan sesekali memandang jauh.

Kemampuan lensa mata mengubah ketebalannya disebut daya akomodasi, dan aturannya berlawanan dengan dugaan banyak orang.

Ketika melihat benda dekat — misalnya membaca buku — cahaya yang datang menyebar lebih kuat, sehingga lensa mata harus menebal (lebih cembung) agar bayangannya tetap jatuh tepat di retina. Otot siliar berkontraksi untuk melakukannya, dan itulah sebabnya membaca terlalu lama membuat mata terasa lelah.

Ketika melihat benda jauh, lensa mata menipis dan otot siliar mengendur. Inilah keadaan mata yang paling santai — alasan mengapa kita dianjurkan sesekali memandang jauh setelah lama membaca.

Cacat Mata dan Kacamatanya

Miopi (rabun jauh) — tidak jelas melihat benda jauh. Bayangan benda jauh jatuh di depan retina, karena bola mata terlalu panjang atau lensa terlalu cembung. Ditolong dengan lensa cekung (negatif).

Hipermetropi (rabun dekat) — tidak jelas melihat benda dekat. Bayangan benda dekat jatuh di belakang retina. Ditolong dengan lensa cembung (positif).

Ada pula presbiopi (mata tua), yaitu melemahnya daya akomodasi karena usia sehingga benda dekat maupun jauh sama-sama kabur. Kacamatanya berlensa rangkap. Dan astigmatisme (silinder), akibat kelengkungan kornea yang tidak merata, ditolong lensa silindris.

Ingat! Cara mudah mengingatnya: miopi bayangannya terlalu maju, jadi perlu lensa yang menyebarkan — cekung. Hipermetropi bayangannya terlalu mundur, jadi perlu lensa yang mengumpulkan — cembung.

Dua cacat mata berikut paling sering tertukar, padahal cara membedakannya mudah: perhatikan jarak mana yang bermasalah.

Miopi atau rabun jauh berarti penderitanya sulit melihat benda jauh tetapi lancar melihat benda dekat. Bayangan jatuh di depan retina, dan penolongnya adalah kacamata berlensa cekung (negatif) yang menyebarkan cahaya lebih dulu.

Hipermetropi atau rabun dekat adalah kebalikannya: sulit melihat benda dekat tetapi lancar melihat benda jauh. Bayangan jatuh di belakang retina, dan penolongnya adalah kacamata berlensa cembung (positif).

Jadi anak yang kesulitan membaca papan tulis dari bangku belakang tetapi lancar membaca buku di mejanya menderita miopi, dan memerlukan lensa cekung.

Dua lainnya: presbiopi atau mata tua tidak jelas melihat jauh maupun dekat karena daya akomodasinya melemah, sehingga memerlukan kacamata rangkap. Astigmatisma membuat penglihatan kabur karena permukaan korneanya tidak rata, dan ditolong dengan lensa silindris.

Sel Batang dan Sel Kerucut

Di retina terdapat dua macam sel penerima cahaya:

• Sel batang — sangat peka pada cahaya redup, tetapi tidak dapat membedakan warna.
• Sel kerucut — bekerja pada cahaya terang dan bertugas menangkap warna.

Ingat! Inilah sebabnya di ruangan yang sangat remang-remang kita masih bisa melihat bentuk benda, tetapi warnanya tampak abu-abu semua — yang bekerja hanya sel batang.

Orang yang sel kerucutnya bermasalah mengalami buta warna. Sedangkan orang yang kekurangan vitamin A dapat mengalami rabun senja, karena sel batang membutuhkan vitamin A untuk bekerja.

Latihan Yuk!

1. Sebuah jam terlihat di cermin menunjukkan pukul 03:00. Pukul berapa sebenarnya?
2. Sebutkan sifat bayangan pada: (a) cermin datar; (b) cermin cembung.
3. Mengapa cermin cekung dipakai sebagai reflektor lampu senter, sedangkan cermin cembung dipakai untuk spion?
4. Benda setinggi 3 cm berada 12 cm di depan lensa cembung berjarak fokus 8 cm. Hitunglah jarak bayangan dan perbesarannya.
5. Sel apa yang bekerja ketika kita melihat di kamar yang gelap? Mengapa warnanya sulit dibedakan?

Kunci Jawaban Latihan

• 11\!:\!60 - 3\!:\!00 = 9\!:\!00. Waktu sebenarnya pukul 09:00.
• (a) Cermin datar: maya, tegak, sama besar, jarak bayangan sama dengan jarak benda. (b) Cermin cembung: selalu maya, tegak, diperkecil.
• Cermin cekung mengumpulkan cahaya menjadi berkas terarah, sehingga cocok untuk reflektor lampu. Cermin cembung menghasilkan bayangan diperkecil sehingga jangkauan pandangnya luas — cocok untuk spion.
• \frac{1}{s'} = \frac{1}{8} - \frac{1}{12} = \frac{3}{24} - \frac{2}{24} = \frac{1}{24}, jadi s' = 24 cm. Perbesarannya M = 24/12 = 2 kali, sehingga tinggi bayangannya 6 cm (nyata dan terbalik).
• Sel batang. Warna sulit dibedakan karena sel kerucut — yang bertugas menangkap warna — memerlukan cahaya terang untuk bekerja.

Cahaya sebagai Gelombang dan Partikel

Ada satu hal tentang cahaya yang membuat para ilmuwan berdebat selama ratusan tahun: cahaya itu sebenarnya apa?

Sebagian gejalanya hanya bisa dijelaskan kalau cahaya dianggap gelombang. Pembiasan, dispersi menjadi pelangi, dan interferensi pada gelembung sabun semuanya khas gelombang — lengkap dengan panjang gelombang, frekuensi, dan amplitudo yang menentukan terang redupnya.

Tetapi gejala lain hanya bisa dijelaskan kalau cahaya dianggap kumpulan partikel kecil berisi energi, yang disebut foton. Efek fotolistrik pada panel surya, misalnya, hanya masuk akal bila cahaya datang sebagai paket-paket energi, bukan sebagai gelombang yang menyebar rata.

Kesimpulan para ilmuwan akhirnya: cahaya bersifat keduanya. Sifat mana yang tampak bergantung pada percobaan apa yang kita lakukan. Sifat ganda ini disebut dualisme gelombang-partikel.

Untuk tingkat sekolah dasar, cukup kamu ingat dua hal ini: cahaya merambat lurus dan dapat dipantulkan serta dibiaskan seperti gelombang, dan cahaya membawa energi yang dapat diubah menjadi panas maupun listrik.

Satu lagi yang membedakan cahaya dari bunyi: cahaya adalah gelombang elektromagnetik sehingga dapat merambat di ruang hampa, sedangkan bunyi adalah gelombang mekanik yang mutlak memerlukan medium.

Rangkuman

• Sifat optik cahaya: pemantulan, pembiasan, pemantulan sempurna, dispersi, hamburan, interferensi, polarisasi.
• Hukum pemantulan: sudut datang = sudut pantul, diukur terhadap garis normal. Jika soal memberi sudut terhadap permukaan, kurangkan dulu dari 90°.
• Cermin datar: maya, tegak, sama besar, jarak sama. Kiri-kanan tertukar. Waktu di cermin: 11\!:\!60 - \text{waktu bayangan}.
• Cermin cekung mengumpulkan (sifat bayangan bergantung letak benda); cermin cembung menyebarkan (selalu maya, tegak, diperkecil).
• Pembiasan: ke medium lebih rapat → mendekati normal, kelajuan berkurang. Ke medium kurang rapat → menjauhi normal, kelajuan bertambah.
• Empat gejala alam: kolam tampak dangkal = pembiasan; fatamorgana = pemantulan sempurna; langit biru = hamburan; pelangi = dispersi.
• Urutan warna dan frekuensi naik: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu.
• Lensa cembung mengumpulkan (fokus positif); lensa cekung menyebarkan (fokus negatif). Rumusnya \frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}.
• Benda di dalam jarak fokus lensa cembung → bayangan maya, tegak, diperbesar (prinsip lup).
• Bayangan di retina: nyata, terbalik, diperkecil. Akomodasi = perubahan ketebalan lensa, bukan jarak ke retina.
• Miopi: bayangan di depan retina, ditolong lensa cekung. Hipermetropi: bayangan di belakang retina, ditolong lensa cembung.
• Sel batang untuk cahaya redup; sel kerucut untuk warna.

Penutup

Kalau kamu perhatikan, hampir semua isi bab ini berputar pada satu kalimat: mata selalu percaya bahwa cahaya datang dalam garis lurus.

Bayangan di cermin, dasar kolam yang tampak dangkal, sendok yang terlihat patah, fatamorgana di jalan panas — semuanya terjadi karena mata menarik garis lurus ke belakang, padahal cahayanya sudah membelok atau memantul di tengah jalan.

Jadi ketika mengerjakan soal optika, coba selalu tanyakan pada dirimu: dari mana cahayanya datang, dan di mana ia membelok? Sisanya biasanya tinggal mengikuti.