Cahaya Adalah – Pengertian, Sifat, Pantulan, Contoh Dan Gambar

Table of Contents

Latar Belakang

Cahaya Adalah – Pengertian, Sifat, Pantulan, Contoh Dan Gambar – Cahaya adalah sesuatu yang akrab dengan manusia. Cahaya membantu manusia untuk melakukan banyakl aktivitas didunia ini. Dengan cahaya kehidupan manusi menjadi lebih bermakna. Cahaya menjadi penerang bagi manusia. Membantu manusia untuk menikmati segala keindahan alam atas karunia yang diberikan tuhan pada manusia.

Cahaya tidak hanya berfungsi sebagai penerang saja. Banyak manfaat yang bisa didapat dengan adanya cahaya. Seiring dengan majunya ilmu pengetahuan dan teknologi, banyak penemuan-penemuan yang menakjubkan yang bisa membantu dan meringankan pekerjaan manusia.

Supaya cahaya bisa lebih dimanfaatkan dengan baik, alangkah baiknya jika cahaya yang akrab dalam kehidupan manusia ini lebih dipelajari secara mendalam. Dengan mempelajari cahaya, seluk beluk cahaya, dan segala kemanfaatan cahaya, maka cahaya dapat digunakan dengan baik tepat dan dapat menghasilkan banyak manfaat.

Pengertian Cahaya

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut “dualisme gelombang-partikel”. Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern.

Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fasa cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi. Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris (en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

Baca Juga : “Hukum Pemantulan Cahaya” Definisi & ( Percobaan – Bunyi Pada Cermin Datar )

Pada puncak optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran, sejak tahun 1838 oleh Michael Faraday dengan penemuan sinar katoda, tahun 1859 dengan teori radiasi massa hitam oleh Gustav Kirchhoff, tahun 1877 Ludwig Boltzmann mengatakan bahwa status energi sistem fisik dapat menjadi diskrit, teori kuantum sebagai model dari teori radiasi massa hitam oleh Max Planck pada tahun 1899 dengan hipotesa bahwa energi yang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi jumlahan diskrit yang disebut elemen energi, E.

Pada tahun 1905, Albert Einstein membuat percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh Louis de Broglie menunjukkan elektron mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang, hingga tercetus teori dualitas partikel-gelombang. Albert Einstein kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan efek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai sifat dualitas yang sama.

Karya Albert Einstein dan Max Planck mendapatkan penghargaan Nobel masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar teori kuantum mekanik yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan, termasuk Werner Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan lain-lain.

Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960.

Era optika modern tidak serta merta mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitu difusi dan hamburan. Apabila cahaya matahari itu dari pembakaran gas helium yang ada di luar angkasa dan terjadi alami.

Cahaya tampak merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang dilihat dengan mata.

Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter dimana 1 meter bersamaan dengan jarak dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 sekon. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per sekon.

Baca Juga : Pengertian Dan 100 Sumber Cahaya Serta Manfaatnya Menurut Para Ahli

Sifat-Sifat Cahaya

Cahaya merambat lurus dapat dika buktikan ketika kita menyalakan lampu senter. Cahaya dari lampu senter akan merambat lurus. Percobaan lain yang sering dilakukan untuk membuktikan bahwa cahaya merambat luru adalah sebagai berikut:

cahaya lurus

Cahaya dapat menembus benda bening

Cahaya menembus benda bening dapat terlihat jika kita menerawangkan plastik bening ke arah sinar lampu. Sinar tersebut dapat kita lihat karena cahaya dapat menembus benda bening. Jika cahaya mengenai benda yang gelap (tidak bening) misalnya pohon, tangan, mobil, maka akan membentuk bayangan.

menembus benda bening

Cahaya dapat dipantulkan (REFLEKSI)

Cahaya yang jatuh pada sebuah permukaan benda memiliki dua peristiwa, sebagian diteruskan ke dalam benda yang dikenainya, dan sebagian lagi dipantulkan kembali. Banyaknya cahaya yang dipantulkan atau diteruskan tergantung pada sifat benda yang dikenainya. Ada yang meneruskan cahaya lebih banyak dari yang dipantulkannya dan sebaliknya.

Pemantulan cahaya oleh permukaan suatu benda, dilihar dari arah pantulannya bergantung pada keadaan permukaan benda tersebut. Permukaan yang rata akan memantulkan cahaya dengan teratur, sedangkan permukaan benda yang kasar akan memantulkan cahaya tidak teratur. Refleksi (atau pemantulan) adalah perubahan arah rambat cahaya ke arah sisi (medium) asalnya, setelah menumbuk antarmuka dua medium.

Baca Juga : Pengertian Dan Proses Terjadinya Pelangi Menurut Para Ilmuan

Hukum Pemantulan Cahaya

Sinar datang, sinar pantul dan garis normal berpotongan pada titik dan terletak pada satu bidang datar
Sudut datang sama dengan sudut pantul (i = r).

Gambar hukum pemantulan

Pemantulan pada cermin datar

Cermin datar merupakan cermin yang mempunyai permukaan pantul berbentuk bidang datar.

Gambar pembentukan bayangan pada cermin datar

Berdasarkan gambar diatas cermin datar menghasilkan sifat bayangan: Sama besar dengan benda, tegak, jaraknya ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin, bayangan semu atau maya.

Pemantulan pada cermin cekung

Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan mengumpul pada suatu titik yang disebut titik fokus (F). Secara geometris dapat dibuktikan bahwa panjang fokus atau (f) yaitu jarak cermin ketitik fokus besarnya sama dengan setengah panjang jari-jari kelengkungan cermin.

f =

dimana R untuk cermin cekung berharga positif.

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung

Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,
Sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama,
Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.

Baca Juga : Magnet adalah

Daerah disekitar cermin cekung dibagi menjadi 4 ruang, yaitu:

Daerah diantara O dan F disebut ruang 1
Daerah antara F dan R disebut ruang 2
Daerah disebelah kiri R disebut ruang 3
Daerah di belakang cermin disebut ruang 4

Pembentukan bayangan pada cermin cekung:

Pemantulan pada cermin cembung

Cermin cembung bersifat menyebarkan sinar. Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan menyebar seolah-olah berasal dari titik fokus. Jari-jari kelengkungan (R) cermin cembung berharga negatif.

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung:

Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus,
Sinar datang yang menuju titik fokus dipantulkan sejajar dengan sumbu utama
Sinar datang yang menuju pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui lintas yang sama.

Daerah disekitar cermin cembung dibagi menjadi 4 ruang, yaitu:

Daerah diantara O dan F disebut ruang 1
Daerah antara F dan R disebut ruang 2
Daerah disebelah kiri R disebut ruang 3
Daerah di belakang cerminm disebut ruang 4

Pembentukan bayangan pada cermin cembung

Gambar pembentukan bayangan pada cermin cembung

Rumus yang berlaku dalam pemantulan

Baca Juga : Penjelasan Ciri-Ciri Gelombang Beserta Sifat-Sifatnya

Cahaya dapat dibiaskan (REFRAKSI)

Cahaya dibiaskan apabila bergerak miring melalui medium yang berbeda seperti dari udara ke kaca lalu melewati air. Keadaan ini disebut sebagai pembiasan cahaya. Hal ini karena cahaya bergerak lebih cepat di medium yang kurang padat. Namun cahaya yang datang dengan sudut datang 90 derajat, (tegak lurus) melalui medium yang berbeda tidak dibiaskan.

Contoh hal pembiasan dalam hal sehari-hari adalah seperti pada kasus sedotan minuman yang kelihatan bengkok dan lebih besar di dalam air, atau pada kasus dasar kolam kelihatan lebih cetek dari kedalaman sebenarnya. Misalnya lagi ketika kita mencelupkan pensil ke air, maka bagian pensil yang berada di air akan tampak bengkok.

pensil bengkok

Refraksi (atau pembiasan) dalam optika geometris didefinisikan sebagai perubahan arah rambat partikel cahaya akibat terjadinya percepatan.

Baca Juga :

Cahaya Sebagai Partikel Dan Gelombang

Dalam fisika, cahaya dapat didefinisikan sebagai :

Cahayaadalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak.
Cahayaadalah paket partikel yang disebut foton.

Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut “dualisme gelombang-partikel”.

Teori dualitas gelombang–partikel :

Teori ini menyatakan bahwa cahaya adalah partikel dan gelombang. Ini adalah teori modern yang menjelaskan sifat-sifat cahaya, dan bahkan sifat-sifat partikel secara umum. Teori ini pertama kali dijelaskan oleh Albert Einstein pada awal abad 20, berdasarkan dari karya tulisnya tentang efek fotolistrik, dan hasil penelitian Planck. Einstein menunjukkan bahwa energi sebuah foton sebanding dengan frekuensinya.

Yang dimaksud dengan gejala foto listrik adalah emisi (pancaran) elektron dari logam sebagai akibat penyinaran gelombang elektromagnetik (cahaya) pada logam tersebut. Cahaya biasa mampu melepaskan elektron dari logam-logam alkali.

Hasil-hasil percobaan yang seksama menunjukkan bahwa :

Makin besar intensitas cahaya, semakin banyak elektron-elektron yang diemisikan.
Kecepatan elektron-elektron yang diemisikan hanya bergantung kepada frekuensi cahaya, makin besar frekwensi cahaya makin besar pula kecepatan elektron yang diemisikan.
Pada frekuensi cahaya yang tertentu (frekwensi batas) emisi elektron dari logam tertentu sama.

Peristiwa-peristiwa di atas tidak dapat diungkap dengan teori cahaya Huygens.

Pada tahun 1901, Planck mengetengahkan hipotesa bahwa cahaya (gelombang elektromagnetik) harus dianggap sebagai paket-paket energi yang disebut foton. Besar paket energi tiap foton dirumuskan sebagai :

E = h . f

E = Energi tiap foton dalam Joule.

f = Frekuensi cahaya.

h = Tetapan Planck yang besarnya h = 6,625 .10 –34 J.det

Baca Juga : Hukum Pemantulan Cahaya

Cahaya yang intensitasnya besar memiliki foton dalam jumlah yang sangat banyak. Tiap-tiap foton hanya melepaskan satu elektron. Kiranya mudah dipahami bahwa semakin besar intensitas cahaya semakin banyak pula elektron-elektron yang diemisikan.

Tiap foton yang datang pada logam, sebagian energinya digunakan untuk melepaskan elektron dan sebagian menjadi energi kinetik elektron. Jika energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron sebesar a dan energi yang menjadi energi kinetik sebesar Ek maka dapat ditulis persamaan :

Dari persamaan nampak jelas, makin besar frekuensi cahaya, makin besar kecepatan yang diperoleh elektron.Bila frekuensi cahaya sedemikian sehingga h.f = a, maka foton itu hanya mampu melepaskan elektron tanpa memberi energi kinetik pada elektron. Penyinaran dengan cahaya yang frekuensi lebih kecil tidak akan menunjukkan gejala foto listrik.

Gejala-gejala interferensi dan difraksi memperlihatkan sifat gelombang yang dimiliki cahaya, dilain pihak cahaya memperlihatkan sifat sebagai paket-paket energi (foton).Timbul suatu gagasan apakah foton itu dapat diartikan sebagai partikel-partikel.Untuk menjawab pertanyaan ini A.H. Compton mempelajari tumbukan-tumbukan antara foton dengan elektron.

Kesimpulan yang diperolehnya menunjukkan bahwa foton dapat berlaku sebagai partikel dengan momentum.

Tidak ada keraguan lagi bahwa cahaya memiliki sifat kembar, sebagai gelombang dan sebagai partikel.

Baca Juga : 1 Kg Berapa Gram

Pemanfaatan Cahaya

Manfaat cahaya matahari bagi kehidupan sehari-hari

Cahaya sangat bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari. Matahari adalah sumber cahaya utama di Bumi. Beberapa manfaat cahaya matahari dalam kehidupan sehari-hari :

Panas matahari juga dapat mengeringkan makanan dan pakaian.
Di pesisir pantai, petani garam memanfaatkan panas matahari. Panas matahari dimanfaatkan untuk menguapkan air laut. Air laut diuapkan menghasilkan garam.
Panas matahari atau cahaya matahari juga dimamfaatkan dalam proses pemanasan air. Alat ini mengubah energi panas menjadi energi listrik.
Cahaya matahari menjadikan bumi terang.
Cahaya juga dapat dimanfaatkan untuk pemanasan dan pendinginan ruang menjadikan udara di dalam ruang mengalir deras disebabkan perbedaan tekanan udara yang membuat suasana di dalam ruang sejuk dan sehat. Beberapa negara bahkan menggunakan unsur cahaya sebagai pembangkit tenaga listrik, sama seperti halnya penggunaan tenaga air.

Manfaat cahaya matahari bagi tubuh

Cahaya adalah salah satu sumber energi kreatif paling ampuh, bahkan cahaya matahari yang terang langsung memiliki kaitan biologis dengan tubuh dan pikiran. Inilah beberapa keuntungan dari cahaya matahari terhadap tumbuhan, apalagi manusia :

Cahaya merupakan Faktor esensial pertumbuhan dan perkembangan
Cahaya memegang peranan penting dalam proses fisiologis tanaman, terutama fotosintesis, respirasi, dan transpirasi
Fotosintesis adalah sebagai sumber energi bagi reaksi cahaya, fotolisis air menghasilkan daya asimilasi
Cahaya matahari ditangkap daun sebagai foton. Tidak semua radiasi matahari mampu diserap tanaman, cahaya tampak, dg panjang gelombang 400 s/d 700 nm.
Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk fotosintesis, 75-85% untuk memanaskan daun dan transpirasi.
Peranan cahaya dalam respirasi, fotorespirasi, menaikkan suhu.

Baca Juga : Definisi Atom Menurut Para Ahli Lengkap

Dalam the light book, penulis medis Lane Hyman membuktikan bahwa cahaya matahari tidak hanya mengatur irama harian berulang, yang menentukan siklus tidur-bangun tubuh, tetapi juga amat berpengaruh juga pada selera makan, suasana hati, daya sembuh, produktifitas, bahkan hasrat seksual. Bukti kuat adanya kaitan antara cahaya dan tubuh adalah orang-orang yang hidup di daerah paling utara, yang hari-hari musim dinginnya panjang dan sinar matahari sedikit, sering menderita gejala seasonal affectif disorder (SAD),

suatu penyakit yang membuat suasana hati mudah berubah, menyebabkan kelesuan, hilangnya konsentrasi dan kemampuan berpikir, sikap menutup diri serta depresi. Perubahan jumlah sinar matahari yang anda alami selamaberpergian juga menjadi faktor penting dalam jet lag gangguan fisik yang diderita sesudah penerbangan jarak jauh) baru-baru ini penelitian yang di lakukan Rocki Mountain Institute menunjukan bahwa peningkatan sinar matahari menurunkan jumalah kesalahan dan jumlah pekerja yang absen.

Kaitan antara cahaya dan energi lahir dan batin ditimbulkan oleh pengaruh cahaya terhadap kelenjar pineal, penhasil hormon melatonin. Melatonin mempengaruhi kelenjar hipotalamus, yang merupakan pengatur irama siang-malam biologis tubuh. Karena sinar matahari menghambat aliran melatonin, yang mencapai titik tertinggi dalam gelap, para peneliti yakin bahwa melatonin berperan penting dalam mengatur kesiagaan dan kemampuan kerja fisik dan mental sebagaimana unsur kimiawi tubuh lain yang dipengaruhi oleh sinar mataharari.

Baca Juga : “Pemantulan Cahaya” Pengertian & ( Macam – Contoh )

Demikianlah pembahasan mengenai Cahaya Adalah – Pengertian, Sifat, Pantulan, Contoh Dan Gambar semoga dengan adanya ulasan tersebut dapat menambah wawasan dan pengetahuan anda semua, terima kasih banyak atas kunjungannya.