Cahaya: Pengertian, Jenis, 10 Sifat, Fungsi dan Contohnya Lengkap Beserta Gambar

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Kita dapat melihat suatu benda karena ada berkas cahaya yang dipancarkan dari benda ke mata kita atau berkas cahaya yang dipantulkan dari benda ke mata kita. Benda-benda yang dapat memancarkan cahaya disebut dengan sumber cahaya. Contoh sumber cahaya adalah matahari, bintang-bintang serta sumber-sumber cahaya buatan seperti lampu pijar listrik, lilin, korek api dan sebagainya.

Lalu tahukah kalian apa itu cahaya? Bagaimana sifat-sifat cahaya serta manfaat atau fungsinya? Nah pada kesempatan kali ini, kita akan belajar mengenai definisi cahaya, macam-macam berkas cahaya, sifat-sifat cahaya, manfaat atau fungsi cahaya beserta contohnya dalam kehidupan sehari-hari. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Selamat membaca.

Pengertian Cahaya

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), cahaya didefinisikan sebagai sinar atau terang dari sesuatu yang bersinar seperti matahari, bulan dan lampu yang memungkinkan mata menangkap bayangan benda-benda di sekitarnya.

Menurut Wikipedia, cahaya didefinisikan sebagai suatu energi yang berupa gelombang elektromagnetik kasat mata dengan panjang gelombang antara 380-750 nm ( 1 nm = 1 × 10-9 m). Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

Dari dua definisi tersebut, maka dapat kita simpulkan pengertian tentang cahaya, yaitu sebagai berikut.

Cahaya adalah suatu gelombang elektromagnetik atau partikel foton yang dipancarkan oleh benda-benda yang mampu bersinar (Ex. matahari dan lampu listrik) sehingga memungkinkan mata kita menangkap bayangan benda-benda yang berada di sekitar benda bersinar tersebut.

Dari pengertian tentang cahaya tersebut, kita ketahui bahwa cahaya dapat bertindak sebagai gelombang elektromagnetik dan juga sebagai partikel foton. Oleh karena itu bermunculan teori-teori tentang cahaya. Ada yang beranggapan cahaya sebagai gelombang dan ada juga yang beranggapan cahaya sebagai partikel. Perbedaan 2 pandangan tetang cahaya tersebut kemudian dikenal sebagai “dualisme gelombang-partikel”.

Baca: 13 Macam Teori Tentang Cahaya Menurut Para Ahli Fisika

Jenis-Jenis Berkas Cahaya

Cahaya bergerak menurut suatu garis lurus yang disebut dengan berkas cahaya, selanjutnya disebut dengan sinar. Dalam fisika, ada tiga macam berkas cahaya yaitu berkas mengumpul (konvergen), berkas menyebar (divergen) dan berkas sejajar (pararel). Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini.

■ Berkas mengumpul atau konvergen adalah jalannya sinar-sinar yang menuju pada satu titik yang sama. Peristiwa berkas mengumpul ini dapat terjadi pada pemantulan cahaya pada cermin cekung serta pembiasan cahaya pada lensa cembung.

■ Berkas menyebar atau divergen adalah jalannya sinar-sinar dari satu titik yang sama kemudian menyebar ke berbagai arah secara teratur. Peritiwa berkas menyebar ini terjadi pada pemantulan cahaya pada cermin cembung serta pembiasan cahaya pada lensa cekung.

■ Berkas sejajar atau pararel adalah jalannya sinar-sinar dari suatu sumber menuju arah yang sama dalam satu garis lurus. Peristiwa berkas sejajar terjadi pada pemantulan cahaya pada cermin datar serta sinar senter ketika dinyalakan.

Sifat-Sifat Cahaya

Cahaya memiliki beberapa sifat, diantaranya adalah merambat lurus, dapat merambat tanpa melalui medium, menembus benda bening, membentuk bayangan, dapat dipantulkan (refleksi), dapat dibiaskan (refraksi), dapat diuraikan (diversi), dapat mengalami interferensi, dapat mengalami difraksi dan cahaya memiliki energi. Berikut ini penjelasan lengkapnya.

#1 Cahaya Merambat Lurus

Cahaya akan merambat lurus apabila melewati suatu medium perantara. Peristiwa ini dapat kalian buktikan dengan menyalakan lampu senter di pagi hari ketika udara berkabut. Cahaya merambat lurus juga dapat kalian lihat dari berkas cahaya matahari yang menerobos masuk melalui celah genting ataupun ventilasi yang tampak berupa garis-garis lurus. Kedua peristiwa ini membuktikan bahwa cahaya merambat lurus.

Eksperimen atau percobaan yang dapat membuktikan bahwa cahaya merambat lurus adalah dengan menggunakan beberapa lempeng logam, kayu atau karton yang diberi lubang seperti pada gambar di atas. Ketika lubang karton disusun lurus kita dapat melihat cahaya lilin. Akan tetapi ketika salah satu lubang digeser, maka kita tidak bisa lagi melihat cahaya lilin tersebut.

#2 Cahaya Dapat Merambat Tanpa Medium

Sebagai bentuk gelombang, cahaya merupakan jenis gelombang transversal. Salah satu ciri gelombang transversal adalah dapat merambat tanpa melalui medium perantara. Dengan demikian cahaya tentunya dapat merambat tanpa medium. Sebagai contoh, sinar matahari dapat sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa udara. Seandainya cahaya tidak bisa merambat pada ruang hampa udara, tentunya di planet Bumi akan sangat dingin sehingga tidak akan ada kehidupan.

#3 Cahaya Dapat Menembus Benda Bening

Ketika cahaya melewati benda bening atau transparan seperti kaca atau plastik, maka sinarnya akan diteruskan secara linear (lurus). Dengan demikian, cahaya mampu menembus benda bening. Sifat ini dapat kalian amati ketika kalian menyinari benda-benda yang terbuat dari kaca bening seperti gelas atau mangkuk kaca. Dari situ akan terlihat cahaya senter akan menembus benda tersebut.

#4 Cahaya Dapat Membentuk Bayangan

Sekarang apa yang terjadi apabila cahaya mengenai benda padat yang tidak bening seperti batu, kayu, batang besi, gelas porselen dan sebagainya? Tentu akan terbentuk bayangan bewarna hitam di belakang benda tersebut. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa cahaya dapat membentuk bayangan.

#5 Cahaya Dapat Dipantulkan

Pemantulan atau refleksi adalah proses terpancarnya kembali cahaya dari permukaan benda yang terkena cahaya. Peristiwa ini pemantulan cahaya ini dapat kalian amati ketika kalian sedang berkaca di depan cermin. Di area cermin tentunya kalian dapat melihat wajah atau tubuh kalian sendiri, ini terjadi karena cahaya memiliki sifat dapat dipantulkan. Dalam hal ini benda yang memantulkan cahaya adalah cermin.

#6 Cahaya Dapat Dibiaskan

Pembiasan atau refraksi adalah pembelokan arah rambat cahaya ketika melewati dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Sifat cahaya dapat dibiaskan ini dapat kalian amati ketika kalian memasukkan sebatang pensil ke dalam gelas berisi air jernih. Dari situ nampak bahwa batang pensil terlihat patah atau bengkok. Hal ini disebabkan karena arah cahaya mengalami pembelokan dari medium air ke kaca dan ke udara di mana ketiga medium tersebut memiliki kerapatan yang berbeda.

#7 Cahaya Dapat Diuraikan

Istilah lain dari penguraian cahaya adalah dispersi cahaya. Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya putih (polikromatik) menjadi berbagai macam warna tunggal (monokromatik). Contoh peristiwa dispersi cahaya adalah terbentuknya pelangi setelah turun hujan. Pelangi terdiri dari beberapa warna antara lain merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

Sebenarnya, warna-warna tersebut berasal dari satu warna saja yaitu warna putih dari cahaya matahari. Namun, karena cahaya matahari tersebut dibiaskan oleh titik air hujan, akibatnya cahaya putih diuraikan menjadi berbagai macam warna sehingga terbentuklah warna-warna pelangi yang indah dipandang mata.

#8 Cahaya Dapat Mengalami Interferensi

Interferensi cahaya adalah perpaduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru. Interferensi terjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini.

■ Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.

■ Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama.

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat fenomena yang ditimbulkan oleh interferensi cahaya. Sebagai contoh timbulnya garis-garis berwarna yang tampak pada lapisan tipis minyak tanah yang tumpah di permukaan air, warna-warni yang terlihat pada gelembung sabun yang mendapat sinar matahari, serta timbulnya warna-warni pada cakram padat seperti CD (compact disc).

#9 Cahaya Dapat Mengalami Difraksi

Difraksi cahaya dapat didefinisikan sebagai pelenturan cahaya yaitu saat suatu cahaya melalui celah maka cahaya dapat terpecah-pecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan memiliki sifat seperti cahaya baru. Sifat-sifat difraksi pada cahaya ini dapat dibuktikan dengan melihat pola interferensi yang terjadi pada layar saat dipasang dibelakang celah. Dalam kehidupan sehari-hari, peristiwa difraksi dapat kita amati ketika cahaya masuk ke rumah kita melalui celah pintu yang terbuka sedikit. Dari situ akan terlihat beberapa bagian cahaya yang terpecah menjadi bagian lebih kecil menghasilkan pola cahaya baru.

#10 Cahaya Memiliki Energi

Apa yang kalian rasakan ketika tubuh kalian terkena sinar matahari? Tentu kalian akan merasakan panas bukan? Hal ini membuktikan bahwa cahaya khususnya cahaya matahari memiliki energi berupa panas yang dipancarkan dalam bentuk gelombang radiasi.

Manfaat Cahaya

Dari sepuluh sifat-sifat cahaya yang telah diuraikan di atas, cahaya memiliki manfaat atau kegunaan yang sangat besar bagi kehidupan yang ada di Bumi. Lalu apa saja fungsi atau manfaat dari cahaya tersebut? Berikut ini kami uraikan beberapa contoh pemanfaatan dari cahaya.

■ Fungsi Optik, tanpa cahaya matahari, manusia tidak dapat melihat apapun. Hal ini dikarenakan tidak ada cahaya yang dapat dipantulkan objek yang dilihat sehingga tidak ada yang diinterpretasikan di sistem pengelihatan manusia yaitu mata.

■ Fotosintesis, tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari untuk membuat makanannya sendiri yang disebut dengan proses fotosintesis. Sehingga meskipun tanpa diberi pupuk, tumbuhan dapat hidup dan tumbuh dengan sendirinya.

■ Foto Rontgen, di bidang kedokteran, gelombang cahaya matahari dimanfaatkan dalam foto rontgen atau sinar-X. Foto rontgen merupakan teknik pemeriksaan penunjang yang penting dalam mendiagnosa suatu penyakit dalam ilmu medis.

■ Pembangkit Listrik, fungsi cahaya sebagai pembangkit listrik ialah pemanfaatan cahaya matahari (cahaya matahari diubah menjadi energi listrik) untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Panel surya akan mendapatkan energi listrik dari cahaya matahari dengan menempatkan panel surya yang dilengkapi kontroler (mengupayakan matahari selalu jatuh tegak lurus panel) dengan posisi statis menghadap matahari. Meskipun sebenarnya fungsi cahaya matahari dapat digantikan oleh generator listrik, namun karena efek polusi penggunaan generator listrik tinggi,  maka penggunaan generator listrik tidak dianjurkan.

■ Lampu Kendaraan, sifat cahaya yang selalu merambat lurus dimanfaatkan manusia dalam pembuatan lampu kendaraan bermotor. Sehingga di malam hari, kita dapat leluasa berkendara.

■ Peralatan Kaca, sifat cahaya yang dapat menembus benda bening dapat dimanfaatkan orang untuk membuat berbagai macam peralatan berbahan kaca bening seperti kacamata, akuarium, kaca mobil, termometer dan sebagainya.

■ Alat Optik, sifat-sifat cahaya yang dapat dipantulkan dan dibiaskan menjadi prinsip dasar dalam pembuatan alat-alat optik untuk kegiatan keilmuan seperti mikroskop, teleskop (teropong), lup (kaca pembesar), periskop, kamera dan sebagainya.

■ Pemanasan Ruangan, pemanfaatan cahaya matahari dalam pemanasan ruangan terdiri atas beberapa teknik, diantaranya:

1) Jendela

Prinsip ini diterapkan dengan membuat lubang pada dinding untuk meneruskan panas matahari dari luar masuk ke dalam bangunan. Untuk mendapatkan panas  yang  optimal  maka  pada  jendela lebih baik  dipasang  kaca  ganda. Meskipun ada juga jendela tanpa kaca yang juga banyak digunakan.

2) Dinding Trombe

Dinding  trombe  adalah  dinding  yang  baiasanya berupa kaca yang diluarnya  terdapat ruangan sempit berisi udara. Pemanfaatan cahaya mataharinya ialah  memberi panas pada  permukaan  luar  ruangan, kemudian  panas  tersebut secara perlahan dipindahkan kedalam ruangan sempit. Selanjutnya panas di dalam ruangan sempit tersebut akan dikonveksikan ke dalam bangunan melalui saluran udara pada dinding trombe.

■ Kompor Matahari, metode yang digunakan pada kompor jenis ini adalah dengan memanfaatkan sebuah cermin cekung besar untuk menyerap panas dari cahaya matahri yang sebelumnya telah difokuskan pada satu titik. Prinsip ini akan menghasilkan panas yang besar yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu bakar. Selain itu, kebutuhan akan energi fosil (ex. solar, bensin dsb.) dan energi listrik untuk memasak dapat dikurangi.