Materi Fisika SMA Kelas 11 Optik Geometri : Cermin Cembung (Convex Mirror) Lengkap Dengan Contoh Soal dan Pembahasannya

Zsmart.id. Pada kali ini, kita akan mempelajari secara singkat mengenai salah satu cabang dari ilmu fisika yakni optik. Secara umum, optik merupakan cabang ilmu yang secara khusus mempelajari tentang hakikat cahaya. Lebih lanjut, optik terbagi atas dua bagian yakni optik geometri dan optik fisis. Pada artikel ini, kita akan membahas mengenai optik geometri yang mempelajari hakikat cahaya dengan tinjauan analisis bidang atau geometri. Fenomena optik geometri akan kita pelajari dalam bentuk cermin dan prisma.

A. Materi Cermin Cembung (Convex Mirror)

Cermin cembung merupakan salah satu jenis alat optik yang mempunyai sifat menghamburkan cahaya. Cermin cembung biasa juga disebut sebagai cermin konveks (convex) atau cermin negatif karena sifatnya yang memiliki titik fokus dibelakang cermin dan bayangan yang dibentuk selalu bersifat maya dan bayangan diperkecil. Pada cermin cembung dikenal dengan sinar-sinar istimewa yakni :

Sinar datang sejajar dengan sumbu utama kemudian dipantulkan seolah-olah melalui titik fokus.
Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus kemudian dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.
Sinar datang seolah-olah menuju titik kelengkungan cermin dan dipantulkan kembali pada arah yang sama.

Ilustrasi dari sinar istimewa ini, dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 1. Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung

Dalam cermin cekung, kita membagi empat buah daerah yakni :

Daerah I, berada di antara pusat cermin dan titik fokus f
Daerah II, berada di antara titik fokus f dan titik kelengkungan cermin C
Daerah III, berada di antara titik kelengkungan cermin C hingga titik terjauh
Derah IV, berada di depan cermin cembung

Dalam prakteknya, sifat bayangan yang akan ditimbulkan oleh cermin cembung akan bersifat maya dikarenakan bayangan akan berada di belakang cermin cembung.

B. Rumus Cermin Cembung (Convex Mirror)

Terdapat beberapa persamaan mengenai cermin cekung di antaranya adalah bagaimana menentukan letak posisi dari bayangan yang terbentuk serta menentukan perbesaran bayangan apakah diperbesar atau diperkecil. Secara lebih lanjut, persamaan-persamaan tersebut adalah sebagai berikut :

1. Rumus Perbesaran Bayangan Pada Cermin Cekung

$rumus cermin cekung$

di mana h' merupakan tinggi bayangan, h merupakan tinggi benda, s' merupakan jarak bayangan dari pusat cermin cekung dan s merupakan jarak benda dari pusat cermin cekung.

2. Rumus Jarak Fokus Cermin Cembung.

Hubungan antara titik fokus, jarak benda dan jarak bayangan dari pusat cermin cembung dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan penentuan jarak fokus cermin yakni :

$rumus titik fokus cermin cekung$

atau dapat dituliskan ke dalam bentuk :

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

Dari kedua persamaan tersebut maka diperoleh hubungan :

$rumus jarak fokus cermin cekung$

di mana f merupakan jarak titik fokus cermin cembung dan R merupakan jari-jari cermin cembung. Perlu diketahui bahwa dalam cermin cembung nilai jarak titik fokus akan selalu bernilai negatif.

C. Contoh Soal Cermin Cembung (Convex Mirror)

Sebuah benda yang tingginya 2cm diletakkan sejauh 10cm di depan cermin cembung yang memiliki jari-jari 10cm. Tentukan a) letak bayangan benda, b) tinggi bayangan dan c) sifat bayangan yang terbentuk!

Jawaban:

Untuk menentukan letak bayangan yang terbentuk dari cermin cembung maka kita gunakan persamaan jarak fokus

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

namun sebelum itu, kita perlu menentukan nilai jarak fokusnya dengan menggunakan persamaan :

$rumus jarak fokus cermin cekung$

sehingga dengan memasukkan nilai jejari cermin cembung yakni 10cm maka didapatkan bahwa nilai jarak fokusnya adalah 5cm. Tapi perlu diingat bahwa nilai jarak fokus pada cermin cembung akan selalu bernilai negatif, maka jarak fokusnya adalah -5cm.

Lebih lanjut, untuk menentukan jarak bayangannya maka kita tinggal memasukkan nilai dari jarak benda s dan jarak fokus f maka akan diperoleh bentuk persamaan berikut :

$contoh soal cermin cembung$

dengan menyelesaikan persamaan ini maka akan diperoleh nilai dari s' adalah = -3.3cm.

Selanjutnya, untuk menentukan tinggi bayangannya, kita gunakan persamaan :

$rumus cermin cekung$

atau dapat disederhanakan menjadi :

$rumus perbesaran bayangan cermin cembung$

dengan memasukkan nilai dari s' , s dan h maka diperoleh ketinggian bayangan adalah 0.67cm.

Terlihat bahwa jarak bayangan memiliki nilai yang negatif dan ketinggian bayangan bernilai positif sehingga sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak dan diperkecil.

Sekian informasi mengenai materi cermin cembung (convex mirror) disertai dengan contoh soal dan pembahasannya. Semoga bermanfaat!

zsmart.id