Cahaya adalah nama yang diberikan manusia pada radiasi yang
dapat dilihat oleh mata manusia. Cahaya merupakan gelombang
eloktromagnetik, yaitu gelombang yang getarannya adalah medan listrik
dan medan magnet. Berdasarkan jenisnya, cahaya dibedakan menjadi cahaya
yang tampak dan cahaya yang tidak tampak. Cahaya tampak adalah cahaya
yang jika mengenai benda maka benda tersebut akan dapat dilihat oleh
manusia, contoh cahaya matahari. Cahaya tak tampak adalah cahaya yang
bila mengenai benda tidak akan tampak lebih terang atau masih sama
sebelum terkena cahaya. Contoh cahaya tak tampak adalah sinar
inframerah dan sinar x. Cahaya tampak dibagi menjadi 2 yaitu
monokromatik dan polikromatik. Monokromatik adalah satu cahaya yang
terdiri dari satu warna, contohnya merah. Sedangkan polikromatik adalah
satu cahaya yang terdiri dari beberapa warna, contohnya ungu, merupakan
kombinasi antara merah dan biru.
Kita
memerlukan cahaya untuk dapat melihat. Benda-benda yang ada di sekitar
kita dapat kita lihat apabila ada cahaya yang mengenai benda tersebut,
dan cahaya yang mengenai benda tersebut dipantulkan oleh benda ke mata.
Walaupun benda terkena cahaya, jika pantulannya terhalang dari mata
kita, kita tidak dapat melihat benda tersebut, misalnya suatu benda yang
berada di balik tirai atau tembok. Sebuah benda dapat dilihat oleh mata
kita karena adanya cahaya, yang memancar atau dipantulkan dari benda
tersebut, yang sampai ke mata. Berdasarkan sumbernya cahaya dibedakan
menjadi dua macam, yaitu:
- Cahaya yang berasal dari benda itu sendiri, seperti matahari, senter, lilin, dan lampu;
- Cahaya yang memancar dari benda akibat memantulnya cahaya pada permukaan benda tersebut dari sumber cahaya. Misalnya, jika kamu melihat benda berwarna biru, artinya benda tersebut memantulkan cahaya berwarna biru.
Berdasarkan dapat tidaknya memancarkan cahaya, benda dikelompokkan menjadi benda sumber cahaya dan benda gelap. Benda sumber cahaya
dapat memancarkan cahaya. Contoh benda sumber cahaya yaitu Matahari,
lampu, dan nyala api. Sementara itu, benda gelap tidak dapat memancarkan
cahaya. Contoh benda gelap yaitu batu, kayu, dan kertas.
Cahaya mempunyai sifat-sifat tertentu. Sifat-sifat cahaya banyak manfaatnya bagi kehidupan.
1. Cahaya Merambat Lurus
Saat
berjalan di kegelapan, kita memerlukan senter. Cahaya dari lampu senter
arah rambatannya menurut garis lurus. Atau ketika kita melihat cahaya
matahari yang menerobos masuk melalui genting. Kedua hal tersebut
membuktikan bahwa cahaya merambat lurus. Kegiatan yang dapat untuk
membuktikan bahwa cahaya merambat lurus adalah dengan menggunakan karton
yang diberi lubang seperti gambar di samping. Ketika lobang karton
disusun lurus kita dapat melihat cahaya lilin, namun ketika salah satu
lobang digeser kita tidak bisa lagi melihat cahaya tersebut. Sifat
cahaya yang selalu merambat lurus ini dimanfaatkan manusia pada
pembuatan lampu senter dan lampu kendaraan bermotor.
2. Cahaya Dapat Menembus Benda Bening
Amatilah
ketika kamu berjalan di bawah cahaya matahari. Ke mana pun kamu
berjalan, selalu diikuti oleh bayanganmu sendiri. Bayang-bayang tubuhmu
akan hilang ketika kamu masuk ke dalam rumah atau berlindung di balik
pohon yang besar. Bayangan terbentuk karena cahaya tidak dapat menembus
suatu benda. Ketika cahaya mengenai tubuhmu, cahaya tidak dapat menembus
tubuhmu sehingga terbentuklah bayangan. Begitu pula ketika cahaya
mengenai rumahmu dan pohon yang besar. Bayangan adalah daerah gelap yang
terbentuk akibat cahaya tidak dapat menembus suatu benda. Bayangan
dibedakan menjadi dua, yakni bayangan nyata dan bayangan maya. Bayangan
maya (semu) adalah bayangan yang dapat dilihat mata, tapi tidak dapat
ditangkap pada layar, sedangkan bayangan nyata adalah bayangan yang
dapat ditangkap layar.
Berdasarkan dapat atau tidaknya di tembus cahaya, benda-benda digolongkan menjadi 3:
- Opaque atau benda tidak tembus cahaya, Adalah benda gelap yang tidak dapat ditembus oleh cahaya sama sekali. Opaque memantulkan semua cahaya yang mengenainya. Benda semacam ini contohnya adalah buku, kayu, tembok, dan air keruh.
- Benda Bening, yakni benda-benda yang dapat ditembus cahaya. Benda bening juga sering disebut benda transparant. Benda transparant meneruskan semua cahaya yang mengenainya. Contohnya kaca yang bening dan air jernih
- Benda Transluent Benda transluent adalah benda-benda yang dapat meneruskan sebagian cahaya yang datang dan menyebarkan sebagian cahaya yang lainnya. Contohnya kain gorden tipis, dan beberapa jenis plastik.
3. Cahaya dapat dipantulkan
Pemantulan (refleksi)
atau pencerminan adalah proses terpancarnya kembali cahaya dari
permukaan benda yang terkena cahaya. Contoh peristiwa pemantulan cahaya
adalah saat kita bercermin. Bayangan tubuh kita akan terlihat di cermin,
karena cahaya yang dipantulkan tubuh kita, saat mengenai permukaan
cermin, dipantulkan, atau dipancarkan kembali hingga masuk ke mata kita.
Pemantulan pada cermin, termasuk pemantulan teratur. Pemantulan teratur
terjadi pada benda yang permukaannya rata dan mengkilap/licin.
Pada benda semacam ini, cahaya dipantulkan dengan arah yang sejajar,
sehingga dapat membentuk bayangan benda dengan sangat baik. Pada benda
yang permukaannya tidak rata, cahaya yang datang dipantulkan dengan arah yang tidak beraturan. Pemantulan semacam ini disebut pemantulan baur, atau pemantulan difus.
Cermin
merupakan salah satu benda yang memantulkan cahaya. Berdasarkan bentuk
permukaannya ada cermin datar dan cermin lengkung. Cermin lengkung ada
dua macam, yaitu cermin cembung dan cermin cekung.
a. Cermin Datar
Cermin datar
yaitu cermin yang permukaan bidang pantulnya datar dan tidak
melengkung. Cermin datar biasa kamu gunakan untuk bercermin. Pada saat
bercermin, kamu akan melihat bayanganmu di dalam cermin. Bayangan pada
cermin datar mempunyai sifat-sifat berikut.
- Ukuran (besar dan tinggi) bayangan sama dengan ukuran benda.
- Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin.
- Kenampakan bayangan berlawanan dengan benda. Misalnya tangan kirimu akan menjadi tangan kanan bayanganmu.
- Bayangan tegak seperti bendanya.
- Bayangan bersifat semu atau maya. Artinya, bayangan dapat dilihat dalam cermin, tetapi tidak dapat ditangkap oleh layar.
b. Cermin Cembung (positif)
Cermin
cembung yaitu cermin yang permukaan bidang pantulnya melengkung ke arah
luar. Cermin cembung biasa digunakan untuk spion pada kendaraan
bermotor. Bayangan pada cermin cembung bersifat maya, tegak, dan lebih
kecil (diperkecil) daripada benda yang sesungguhnya.
c. Cermin Cekung (negatif)
Cermin
cekung yaitu cermin yang bidang pantulnya melengkung ke arah dalam.
Cermin cekung biasanya digunakan sebagai reflektor pada lampu mobil dan
lampu senter. Sifat bayangan benda yang dibentuk oleh cermin cekung
sangat bergantung pada letak benda terhadap cermin. Jika benda dekat
dengan cermin cekung, bayangan benda bersifat tegak, lebih besar, dan
semu (maya). Jika benda jauh dari cermin cekung, bayangan benda bersifat
nyata (sejati) dan terbalik.
4. Cahaya Dapat Dibiaskan
Pembiasan
adalah pembelokan arah rambat cahaya, saat melewati dua medium yang
berbeda kerapatannya. Pembiasan cahaya dimanfaatkan manusia dalam
pembuatan berbagai alat optik. Apabila cahaya merambat dari zat yang kurang rapat ke zat yang lebih rapat, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal.
Misalnya cahaya merambat dari udara ke air. Sebaliknya, apabila cahaya
merambat dari zat yang lebih rapat ke zat yang kurang rapat, cahaya akan
dibiaskan menjauhi garis normal. Misalnya cahaya merambat dari air ke udara.
Pembiasan
cahaya sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya dasar
kolam terlihat lebih dangkal daripada kedalaman sebenarnya. Gejala
pembiasan juga dapat dilihat pada pensil yang dimasukkan ke dalam gelas
yang berisi air. Pensil tersebut akan tampak patah.
5. Cahaya dapat diuraikan
Cahaya putih seperti cahaya matahari termasuk jenis cahaya polikromatik. Cahaya polikromatik
adalah cahaya yang tersusun atas beberapa komponen warna. Cahaya putih
tersusun atas spektrum-spektrum cahaya yang berwarna merah, jingga,
kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Spektrum warna yang tidak dapat
diuraikan lagi disebut cahaya monokromatik. Cahaya putih dapat diuraikan. Saat melewati prisma, cahaya putih akan mengalami dispersi (penguraian).
Contoh peristiwa dispersi cahaya yang terjadi secara alami adalah
peristiwa terbentuknya pelangi. Pelangi terbentuk dari cahaya matahari
yang diuraikan oleh titik-titik air hujan di langit. Cahaya matahari
yang kita lihat berwarna putih. Namun, sebenarnya cahaya matahari
tersusun atas banyak cahaya berwarna.
Kita
juga dapat mengamati peristiwa dispersi cahaya pada balon air. Kita
dapat menggunakan air sabun untuk membuat balon air. Jika air sabun
ditiup di bawah sinar matahari, kamu akan melihat berbagai macam warna
berkilauan pada permukaan balon air tersebut.
Sifat-sifat
cahaya dapat dimanfaatkan dalam pembuatan berbagai macam alat, di
antaranya periskop, teleskop, kaleidoskop, dan lup.
- Periskop
Awak kapal
selam yang berada di kedalaman laut dapat mengamati permukaan laut
menggunakan periskop. Periskop menerapkan sifat cahaya yang berupa
pemantulan. Cahaya dari atas permukaan laut ditangkap oleh suatu cermin,
kemudian dipantulkan menuju mata pengamat di dalam kapal selam.
Berikut
bahan yang diperlukan untuk membuat periskop sederhana, yakni kardus
bekas atau karton, perekat (dapat berupa lem atau selotip), dua buah
cermin datar (usahakan memiliki ukuran yang sama, yaitu panjang 10 cm
dan lebar 6 cm), busur untuk mengukur derajat kemiringan, gunting, dan
kertas untuk membungkus periskop.
Langkah
pertama dalam pembuatan periskop sederhana ini adalah ambil karton atau
kardus dan dibagi menjadi lima bagian. Dengan rincian, 2 bagian
berukuran 6 cm bagian, 2 bagian berukuran 4 cm, dan bagian terakhir
berukuran 2 cm (untuk merekatkan sisi periskop, lihat gambar). Tak ada
patokan ukuran di sini, buatlah sesuai kebutuhan saja. Kemudian, buat
dua lubang berbentuk lingkaran (gambar 3) yang nantinya akan berfungsi
untuk tempat melihat.
Langkah
selanjutnya, buat dudukan cermin agar nantinya cermin dapat miring 45
derajat. Agar pas kemiringannya, gunakan busur untuk mengukur derajat
kemiringannya. Panjang dudukan cermin adalah 6 cm. Rekatkan sisi
periskop menggunakan lem atau selotip (membentuk bangun balok). Kedua
cermin datar tersebut diselipkan pada celah yang sebelumnya dibuat.
Cermin bagian atas menghadap ke bawah, cermin bagian bawah menghadap ke
atas (bagian yang mengkilap berada di atas).
Perhatikan
saat memasang kedua cermin, yakni harus saling berhadapan agar nantinya
dapat memantulkan bayangan objek sesuai dengan konsep cara kerja
periskop. Pembuatan periskop sederhana ini lebih dianjurkan menggunakan
bahan dari kardus bekas. Sebab, secara umum lebih tebal dan lebih kuat
dari karton biasa. Jika ingin membuat periskop yang tahan air, bahan
yang digunakan dapat memilih kaca atau kayu lapis yang nantinya dapat
diwarnai dengan cat anti air atau dilapisi selotip pada setiap sisinya.
Gunanya, agar saat dipakai dalam air, periskop tidak kemasukan air.
- Teleskop
- Kaleidoskop
- Lup