Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung, Contoh Soal dan Pembahasan

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:

Selain pada cermin datar, peristiwa pemantulan dapat terjadi pada cermin lengkung. Cermin lengkung adalah cermin yang permukaan pantulnya berupa bidang lengkung. Cermin lengkung dibedakan menjadi dua jenis, yaitu cermin cekung dan cermin cembung. Nah pada kesempatan kali ini, kita akan belajar mengenai pemantulan cahaya pada cermin cembung. Tahukah kalian apa itu cermin cembung? Bagiamana pembentukan serta sifat-sifat bayangan pada cermin cembung? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, simak penjelasan berikut.

Pengertian Cermin Cembung

Cermin cembung (konveks) adalah cermin lengkung yang bagian luarnya dapat memantulkan cahaya. Cermin cembung disebut juga cermin negatif dan cermin divergen. Disebut cermin negatif karena titik pusat kelengkungan cermin dan titik fokus berada di belakang cermin yang merupakan titik potong perpanjangan sinar-sinar pantul dari berkas sinar datang yang sajajar. Oleh karena itu, jari-jari kelengkungan (R) dan jarak fokus (f) cermin cembung berharga negatif (−).

Kemudian cermin cembung disebut cermin divergen karena cermin ini menyebarkan sinar-sinar yang jatuh padanya sehingga bersifat divergen yang merupakan kebalikan dari konvergen (mengumpulkan cahaya, ex. cermin cekung). Gejala cermin cembung bisa kalian temui pada kaca spion kendaraan, teko yang mengkilap dan pelukis anamorfik (pelukis yang melihat ke cermin cembung, bukan ke kanvas pada saat melukis).

Bagian-Bagian Cermin Cembung

Sebelum kalian dapat memahami bagaimana proses pembentukan bayangan pada cermin cembung atau cermin konveks, kalian perlu tahu bagian-bagian dari cermin ini. Cermin cembung memiliki bagian-bagian yang terlihat seperti pada gambar di bawah ini.

Keterangan gambar:

M = titik pusat kelengkungan cermin

O = titik pusat bidang cermin (vertex)

F = titik api (titik fokus) cermin

OM = R = jari-jari kelengkungan cermin

OF = f = jarak titik api (jarak fokus), yang panjangnya ½ R

Perpanjangan OM = sumbu utama cermin

PM = sumbu tambahan, yang panjangnya sama dengan R dan dapat berfungsi sebagai garis normal

Sinar-Sinar Istimewa Cermin Cembung

Masih ingatkah kalian dengan Hukum Snellius pada pemantulan cahaya? Seperti halnya pada cermin cekung, pada cermin cembung juga berlaku Hukum Snellius. Hukum Snellius menyatakan bahwa:

■ Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang

■ Sudut datang sama dengan sudut pantul

Dengan menggunakan Hukum Snellius tersebut, maka kita dapat menentukan 3 sinar istimewa pada cermin cembung. Sinar-sinar istimewa tersebut antara lain sebagai berikut.

1) Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus (F).

2) Sinar datang yang menuju titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama.

3) Sinar datang yang menuju ke titik pusat kelengkungan (M) dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut.

Pembentukan dan Sifat Bayangan pada Cermin Cembung

Sebuah benda yang diletakkan di depan sebuah cermin cembung memiliki bayangan dengan sifat-sifat tertentu. Bayangan sebuah benda oleh cermin cembung dapat ditentukan dengan cara menggambarkan 2 dari 3 sinar istimewa pada cermin cembung. Dan satu hal yang perlu kalian ingat adalah bayangan benda pada cermin cembung selalu berada di antara titik O dan F. Proses pembentukan bayangan pada cermin cembung dapat kalian amati pada gambar berikut ini.

Cara melukis bayangan benda oleh cermin cembung terlihat pada gambar di atas. Pada cara tersebut, sinar istimewa yang digunakan adalah sinar istimewa 1 dan sinar istimewa 3. Berdasarkan gambar bayangan tersebut dapat disimpulkan bahwa benda yang diletakkan di depan sebuah cermin cembung selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil. Dengan sifat-sifat bayangan pada cermin cembung, sangatlah tepat apabila cermin cembung digunakan sebagai kaca spion mobil atau motor.

Rumus Jarak dan Perbesaran Bayangan

Persamaan bayangan pada cermin cekung, juga berlaku pada cermin cembung. Hanya saja, karena fokus pada cermin cembung letakknya di belakang cermin, maka jarak fokusnya bernilai negatif. Jadi, hubungan antara jarak benda dan jarak bayangan dengan jarak fokus atau jari-jari kelengkungan cermin diberikan pada rumus berikut ini.

1	=	1	+	1
f		s		s'
2	=	1	+	1
R		s		s'

Keterangan:

s = jarak benda

s’ = jarak bayangan

f = jarak fokus

R = jari-jari cermin

Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah:

■	Tanda jarak fokus pada cermin cembung selalu bernilai negatif. Hal ini disebabkan letak titik fokus pada cermin cembung terletak di belakang cermin.
■	Untuk benda nyata di depan cermin cembung, selalu terbentuk bayangan maya. Jadi, nilai s’ pada cermin cembung selalu bertanda negatif.

Sementara perbesaran bayangan (M) dapat dicari melalui perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau jarak bayangan dengan jarak benda yang dirumuskan sebagai berikut.

M	=	h'	=	s’
		h		s

Keterangan:

M = perbesaran bayangan

h' = tinggi bayangan

h = tinggi benda

s’ = jarak bayangan

s = jarak benda

Contoh Soal dan Pembahasan

Benda setinggi 10 cm, berada di depan cermin cembung yang memiliki jari-jari 80 cm. Bila jarak benda 60 cm, maka tentukan letak bayangan, perbesaran bayangan dan tinggi bayangan!

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 10 cm

s = 60 cm

R = 80 cm = −80 cm (dibelakang cermin)

f = ½R = ½(−80 cm) = −40 cm

Ditanyakan: s’, M dan h

Jawab:

■ Jarak bayangan

1/f = 1/s + 1/s’

1/−40 = 1/60 + 1/s’

1/s’ = 1/−40 − 1/60

1/s’ = −3/120 − 2/120

1/s’ = −5/120

s' = 120/−5

s' = −24 cm

Jadi, bayangan benda berada di belakang cermin pada jarak 24 cm.

■ Perbesaran bayangan

M = |s’/s|

M = |−24/60|

M = 0,4x

Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran 0,4x (bayangan benda lebih kecil).

■ Tinggi Bayangan

M = h’/h

0,4 = h’/10

h' = 0,4 × 10

h' = 4 cm

Jadi, tinggi bayangan benda adalah 4 cm.