1. Pengantar Optika
Definisi
Optika adalah ilmu fisika yang
mempelajari tentang cahaya, yaitu
sifat-sifat cahaya dan hubungan sifat-
sifat cahaya tersebut dengan bahan
atau material di sekitarnya.

2. Tinjauan Optika
1.Optika Geometris : mempelajari sifat-sifat geometri
cahaya, yaitu tentang pemantulan dan pembiasan,
didekati dengan konsep bahwa cahaya merambat lurus.
2.Optika Fisis : mempelajari cahaya dengan memandang
bahwa cahaya mempunyai sifat-sifat gelombang.
3.Optika Kuantum : mempelajari cahaya dengan konsep
interaksi cahaya dengan bahan.

3. Optika Geometris
Pengertian dan Sifat-Sifat Cahaya
Cahaya adalah rentang frekuensi gelombang elektromagnetik
(gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium) yang
merangsang retina mata. Gelombang cahaya mempunyai panjang
gelombang dari ± 400 nm sampai 700 nm.

4. Sifat-Sifat Cahaya
Sifat-sifat cahaya adalah sebagai berikut:
a. Dapat dilihat oleh mata
b. Memiliki arah rambat yang tegak lurus arah getar (transversal)
c. Cahaya merambat lurus sehingga dapat menjelaskan konsep
pemantulan dan pembiasan.
d. Cahaya ditinjau sebagai gelombang dapat menjelaskan konsep
difraksi dan interferensi.
e. Cahaya dapat berinteraksi dengan bahan sehingga diperoleh pola
spektrum bahan yang menjelaskan tingkat energi bahan

5. Laju Cahaya
1. Percobaan Fizeau (secara nonastronomis)
S
E
8,67
km
L1
G
L2 L3 M
Roda
bergeri
gi

6. • Pada saat itu frekuensi roda adalah 25
putaran/sekon, dan roda berisi 720 gigi.
Sehingga waktu yang dibutuhkan oleh tiap
pulsa gelombang untuk pulang pergi
adalah
s
18000
1
25
1
720
1
=×

7. • Dengan demikian cepat rambat cahaya
adalah
• Hasil percobaan dengan alat Fizeau
memang kurang teliti, hasil ini kemudian
diperbaiki oleh Foucault.
skm
s
km
t
d
v 000.312
180001
67,82
=
×
==

8. 2. Percobaaan Foucault
mengukur laju cahaya di udara dan di air.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa laju
cahaya di air lebih kecil dari pada laju
cahaya di udara.

9. 3. Percobaan Albert Abraham Michelson
dengan penggunaan cermin rotasi untuk
mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya
pada 2 x jarak tempuh antara Gunung
Wilson dan Gunung San Antonio, di
California. Hasil pengukuran menunjukkan
299.796.000 meter/detik.

10. 4. Percobaan Louis Essen dan A. C.
Gordon-Smith
dengan pengukuran konstanta
(permitivitas vakum) dan (permeabilitas
vakum)
c = 299.792.457 m / sekon
0ε
0µ
00
1
µε
=c

11. Indeks Bias
Indeks bias adalah perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa c
terhadap laju cahayadalam medium tersebut, atau perbandingan sinus
sudut datang terhadap sinus sudut bias.
Rapat optik medium transparan (bening) merupakan ukuran dari
indeks biasnya, artinya jika indeks bias tinggi, maka rapat optik juga
tinggi dan sebaliknya.
v
c
n =
00
00
1
1
µε
εµ
εµ
µε
==n

12. Lintasan Optik
lintasan optik salah satu besaran yang sangat penting didalam optika
geometri. Jika lintasan cahaya di dalam suatu medium adalah d, maka
dapat dinyatakan
Dengan v adalah kecepatan cahaya di dalam medium dan t adalah
waktu.
Sudah kita ketahui bahwa
sehingga
Maka atau
Perkalian dn inilah yang dinamakan lintasan optis
vtd =
v
c
n =
n
c
v =
n
ct
d = ctdn =
nd=∆

13. Jika cahaya melewati suatu susunan medium optik dengan
ketebalan d, d’, d’’,…………… dan dengan indeks bias n,
n’, n’’,……………………, maka lintasan optik totalnya
adalah
Gambar 1.2. lintasan optik yang melewati susunan medium optik
.....................'''''' +++=∆ dndnnd
n n’ n”
d d’ d”

14. Hukum Pemantulan dan
Pembiasan
1. Sinar yang dipantulkan dan dibiaskan
terletak pada satu bidang yang
dibentuk oleh sinar datang dan normal
bidang batas di titik datang.
2. Untuk pemantulan berlaku : sudut
datang = sudut pantul,
udara
air
11 ' θθ =
21
1
2
2
1
sin
sin
n
n
n
==
θ
θ
3. Untuk pembiasan berlaku :
perbandingan sinus sudut datang
dengan sinus sudut bias berharga
konstan.
n21 adalah konstanta yang disebut
indeks refraksi dari medium 2 terhadap
medium 1.

15. Melukis Sinar Bias
A
P
B
N
Q
R
O
0’
0”
n1
n2

16. Melukis Sinar Bias
Pertama kali, kita lukiskan terlebih dulu bidang batas AB dan garis
normal N. Kita lukiskan sinar datang PO dengan sudut datang,
kemudian kita buat dua buah lingkaran dengan jari-jari OQ dan OR
yang memiliki perbandingan
O”R adalah proyeksi O’Q pada lingkaran kedua, dengan demikian
OR adalah sinar bias.
dan
O’Q = O”R, maka
2
1
n
n
OR
OQ
=
OQ
QO'
sin 1 =θ
OR
RO"
sin 2 =θ
21 sinsin θθ OROQ =
2211 sinsin θθ nn =
1
2
2
1
sin
sin
n
n
=
θ
θ

17. Prinsip Fermat Aufa