OLEH: SRI ENDANG LESTARI NIM.8226181015 UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

i KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan E-Modul IPA berbasis Etnosains untuk siswa SMP/MTs. E-modul ini bertujuan untuk membantu siswa SMP/MTs dalam memahami penggunaan dan pengembangan konsep baru agar lebih terarah. Penulis berharap bahwa E-modul ini dapat menambah referensi bagi siswa SMP/MTs dalam pembelajaran IPA. Dalam E-modul ini memuat tentang uraian materi-materi yang berkaitan dengan “Cahaya dan Alat Optik” yang berbasis Etnosains. E-modul ini juga dilengkapi dengan latihan soal untuk menguji pemahaman siswa terkait dengan materi yang terdapat pada E-modul. Selain itu untuk memudahkan pemahaman siswa, penulis juga menyisipkan info-info tentang sains yang berkaitan dengan materi. Penulis berusaha menyusun E-modul IPA berbasis Etnosains ini sesuai dengan kebutuhan siswa dan guru sehingga dapat terjadi proses pembelajaran yang lebih komunikatif dan optimal. Kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian E-modul ini, semoga E-modul IPA berbasis Etnosains ini dapat memberikan manfaat dalam pembelajaran IPA. Medan, November 2022 Penulis

ii DAFTAR ISI KATA PENGANTAR....................................................................................................... i DAFTAR ISI ......................................................................................................................ii PETUNJUK BELAJAR...................................................................................................vii TINJAUAN KOMPETENSI...........................................................................................viii PETA KONSEP ................................................................................................................xi ETNOSAINS DALAM PROSES PEMBELAJARAN......................................................1 KEGIATAN BELAJAR I A. URAIAN MATERI........................................................................................................3 1.Sifat Cahaya ..........................................................................................................3 a. Cahaya Merambat Lurus............................................................................3 b. Cahaya Dapat Dipantulkan ........................................................................7 c. Cahaya Dapat Dibiaskan..........................................................................10 d. Cahaya Merupakan Gelombang Elektromagnetik ....................................14 B. LEMBAR KERJA SISWA..........................................................................................16 KEGIATAN BELAJAR II A. URAIAN MATERI......................................................................................................17 1. Pembentukan Bayangan pada Cermin .................................................................17 a. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar.............................................17 b. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung .....................................18 2. Lensa ..................................................................................................................25 a. Pembentukan Bayangan pada Lensa.........................................................25 b. Sinar Istimewa pada Lensa Cembung ......................................................26 c. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung ...........................27 d. Sinar Istimewa pada Lensa Cekung .........................................................27 e. Persamaan Lensa .....................................................................................29 B. LEMBAR KERJA SISWA..........................................................................................30 KEGIATAN BELAJAR III

iii A. URAIAN MATERI......................................................................................................31 1. Indra Penglihatan Manusia ..................................................................................31 a. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia............................................31 b. Bagian-Bagian pada Mata Manusia..........................................................32 c. Gangguan pada Indra Penglihatan............................................................34 2. Indra Penglihatan Serangga.................................................................................36 3. Alat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari.............................................................38 a. Kamera ....................................................................................................38 b. Kaca Pembesar (Lup) ..............................................................................39 c. Mikroskop ...............................................................................................40 d. Teleskop..................................................................................................42 B. LEMBAR KERJA SISWA..........................................................................................44 LEMBAR EVALUASI.....................................................................................................45 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................53

iv DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Pertunjukan Wayang Kulit........................................................................................1 2. Blencong Wayang Kulit............................................................................................2 3. Sumber Cahaya Memancarkan Cahaya ke Segala Arah.............................................3 4. Keberadaan Bayang-Bayang Merupakan Bukti Cahaya Merambat Lurus..................4 5. Bayang-Bayang Gelap (Umbra) dan Bayang-Bayang Tambahan (Penumbra) ...........5 6. Pertunjukan Wayang Kulit Menggunakan Blencong .................................................6 7. Melihat Bayanganmu Sendiri di Cermin ...................................................................7 8. Hukum Pemantulan Cahaya......................................................................................7 9. Pemantulan Teratur...................................................................................................8 10. Pemantulan Baur ......................................................................................................8 11. Cara Berkomunikasi Menggunakan Pantulan Cahaya dengan Cermin.......................9 12. Set Percobaan Pembiasan .......................................................................................10 13. Kelajuan Cahaya.....................................................................................................11 14. Dispersi Cahaya pada Pelangi.................................................................................12 15. Bidadari Turun dari Kayangan Menggunakan Selendangnya Untuk Mandi.............13 16. Spektrum Elektromagnetik .....................................................................................14 17. Anak-Anak Bermain di Sore Hari ...........................................................................15 18. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar............................................................17 19. Penampang Melintang Cermin Lengkung ...............................................................18 20. Pemantulan pada Cermin Cekung ...........................................................................19 21. Pembentukan Bayangan Jika Benda Berada pada Jarak Lebih dari R pada Cermin Cekung ......................................................................................................21 22. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di Titik Fokus Cermin Cekung ........ ................................................................................................................................. 21 23. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di Antara Titik Fokus dan Cermin Cekung...................................................................................................................22

v 24. Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung, Bayangan yang Terbentuk Bersifat Maya, Tegak serta Diperkecil ....................................................................24 25. Perbandingan Lensa Cembung dan Lensa Cekung ..................................................25 26. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung..........................................27 27. Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cekung ...........................................................28 28. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia ..........................................................31 29. Bagian-Bagian Mata ...............................................................................................32 30. Perubahan Fokus pada Rabun Dekat.......................................................................34 31. Perubahan Fokus pada Rabun Jauh .........................................................................35 32. Bentuk dari Mata Serangga.....................................................................................36 33. Pembentukan Bayangan pada Kamera ....................................................................38 34. Kaca Pembesar (Lup) .............................................................................................39 35. (a) Pengamatan Menggunakan Lup saat Mata Berakomodasi..................................39 (b) Pengamatan Menggunakan Lup saat Mata Tak Berakomodasi...........................40 36. Bagian dari Mikroskop ...........................................................................................40 37. Pembentukan Bayangan pada Mikroskop................................................................41 38. Bagian-bagian dari Teleskop Bias...........................................................................42 39. Bagian-bagian dari Teleskop Pantul........................................................................43

vi DAFTAR TABEL Tabel 1. Sinar Istimewa pada Cermin Cekung ......................................................................20 2. Sinar Istimewa pada Cermin Cembung ...................................................................23 3. Sinar Istimewa pada Lensa Cembung......................................................................26 4. Sinar Istimewa pada Lensa Cekung.........................................................................28

vii PETUNJUK BELAJAR Adapun langkah-langkah belajar dengan menggunakan e-modul (modul elektronik) ini adalah sebagai berikut : 1. Pastikan perangkat seluler baik berupa handphone (HP), laptop, notebook sudah tersambung dengan jaringan internet. 2. Selanjutnya silahkan klik link untuk mengakses e-modul secara online. 3. Secara otomatis siswa bisa membuka e-modul layaknya seperti buku. 4. Selanjutnya pahami materi yang ada di e-modul terlebih dahulu. 5. Setelah memahami materi, kerjakan uji kompetensi yang telah diberikan. Ilmu bukan hafalan, namun memberikan manfaat yang berarti untuk orang lain

viii TINJAUAN KOMPETENSI PESERTA DIDIK A. Kompetensi Inti B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator 3.12 Menganalisis sifat-sifat cahaya, pembentukan bayangan pada bidang datar dan lengkung, serta penerapannya untuk menjelaskan proses penglihatan manusia, mata serangga, dan prinsip kerja alat optik 3.12.1. Menjelaskan sifat-sifat cahaya 3.12.2. Menyelidiki arah rambat cahaya 3.12.3. Menyelidiki pembiasan cahaya 3.12.4. Menghitung besar sudut pantul dari suatu sinar datang 3.12.5. Menjelaskan proses pembentukan bayangan pada cermin KI 1 dan KI 2: Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya serta Menghargai dan menghayati perilaku jujur, disiplin, santun, percaya diri, peduli, dan bertanggung jawab dalam berinteraksi secara efektif sesuai dengan perkembangan anak di lingkungan keluarga, sekolah, masyarakat dan lingkungan alam sekitar, bangsa, negara,dan kawasan regional. KI 3: Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif pada tingkat teknis dan spesifik sederhana berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, terkait fenomena dan kejadian tampak mata. KI 4: Mencoba, mengolah, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori.

ix 3.12.6. Menggambarkan pembentukan bayangan pada cermin 3.12.7. Menjelaskan pembentukan bayangan pada lensa 3.12.8. Menggambarkan pembentukan bayangan pada lensa 3.12.9. Menjelaskan Indra penglihatan pada manusia 3.12.10. Menjelaskan gangguan pada mata 3.12.11. Menjelaskan mekanisme penglihatan pada hewan 3.12.12. Menjelaskan pembentukan bayangan pada kamera lup, mikroskop, dan teleskop 4.12 Menyajikan hasil percobaan tentang pembentukan bayangan pada cermin dan lensa 4.12.1. Menyusun poster hasil penyelidikan pembentukan bayangan pada cermin cekung dan cermin cembung 4.12.2. Mempersentasikan poster tentang pembentukan bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung C. Tujuan Pembelajaran 1. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan sifat-sifat cahaya. 2. Melalui penyelidikan siswa mampu menjelaskan arah rambat cahaya. 3. Melalui penyelidikan siswa mampu menjelaskan proses pembiasan cahaya. 4. Melalui diskusi siswa dapat menghitung besar sudut pantul darisudut sinar datang. 5. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan proses pembentukan bayangan secara umum. 6. Melalui pengamatan siswa dapat menggambarkan pembentukan bayangan pada cermin. 7. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan proses pembentukan bayangan pada lensa.

x 8. Melalui pengamatan siswa dapat menggambarkan pembentukan bayangan pada lensa. 9. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan indra penglihatan pada manusia. 10. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan gangguan pada mata. 11. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan mekanisme penglihatan serangga. 12. Melalui diskusi siswa dapat menjelaskan pembentukan bayangan pada kamera lup, mikroskop, dan teleskop. 13. Siswa dapat menyusun hasil penyelidikan pembentukan bayangan pada cermin cekung dan cermin cembung. 14. Siswa dapat menyusun hasil penyelidikan pembentukan bayangan pada cermin cekung dan cermin cembung.

Indra Penglihatan Manusia Indra Penglihatan Manusia dan Hewan Indra Penglihatan Serangga Kamera Alat Optik dalam Kehidupan Sehari -hari Teleskop Microskop Cahaya da Alat Opti Kaca Pembesar (Lup) xi

Sifat Cahaya Cahaya Merambat Lurus Cahaya dapat Dipantulkan Cahaya data Dibiaskan Cahaya Merambat Lurus an k Pembentukan Bayangan pada Cermin Proses Pembentukan Bayangan Pembentukan Bayangan pada Lensa PETA KONSEP

1 ETNOSAINS DALAM PROSES PEMBELAJARAN Pernahkah kamu mendengar kata Etnosains? Apa itu Etnosains? Etnosains diartikan sebagai perangkat ilmu pengetahuan yang dimiliki oleh masyarakat atau suku bangsa tertentu yang menggunakan metode serta mengikuti prosedur tersendiri dari tradisi masyarakat tersebut dan kebenarannya dapat diuji secara ilmiah. Tahukah kamu etnosains berperan penting dalam menjaga identitas suatu bangsa. Dengan kata lain, etnosains menjadi ciri khas dari suatu bangsa. Sebagai perwujudan dari ciri khas, etnosains dapat meningkatkan nilai suatu bangsa di dunia global. Pembelajaran berbasis etnosains menjadi tren baru dalam mengembangkan masyarakat yang mampu membuat keputusan dalam menyelesaikan masalah sehari-hari. Pernahkah kamu melihat pertunjukan wayang kulit? Wayang kulit merupakan kesenian tradisional asli Indonesia yang katanya pertama kali berkembang di pulau Jawa. Dalam bahasa jawa wayang artinya 'bayangan', hal ini dikarena penonton bisa menonton wayang dari belakang layar atau hanya bayangannya saja. Wayang kulit dimainkan oleh seorang dalang yang berada dibelakang layar dengan menceritakan dan menggerakan wayang kulit tersebut. Gambar 1. Pertunjukan Wayang Kulit Sumber : https://www.google.com

2 Dalam pertunjukan wayang kulit, seorang dalang akan memainkan wayang kulit di balik layar yang terbuat dari kain putih, sementara di belakangnya disorotkan lampu minyak (blencong), sehingga para penonton yang berada di depan layar dapat melihat bayangan wayang yang jatuh ke layar. Tahukah kamu apa itu blencong? Blencong dalam istilah pedalangan adalah alat penerangan untuk pertunjukan wayang pada masa lampau yang menggunakan bahan bakar minyak kelapa, berfungsi untuk menghidupkan bayangan wayang di balik layar. Gambar 2. Blencong Wayang Kulit Sumber : https://www.google.com Mari Kita Pikirkan Kualitas pertunjukkan wayang kulit tidak hanya dinilai dari ceritanya saja, akan tetapi juga bayangan dari tokoh-tokoh pewayangan yang muncul pada layar. Jika kamu menjadi dalang, apa yang akan kamu lakukan untuk mendapatkan bayangan yang sempurna agar dapat disaksikan dengan jelas oleh para penonton? Serta apa hubungan Wayang Kulit dengan materi Cahaya dan Alat Optik? Apakah ada etnosains pada Wayang Kulit dalam materi Cahaya dan Alat Optik? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut kamu akan mempelajari mengenai sifatsifat cahaya. Kamu akan memperoleh informasi yang lebih banyak dan menarik dari materi Cahaya dan Alat Optik serta contoh-contoh penerapan etnosains lainnya mengenai Cahaya dan Alat Optik.

3 Amatilah alam yang ada sekitarmu. Langit cerah berwarna biru serta berawan, sawah hijau kekuning-kuningan, hingga bunga-bunga beranekaragam warnanya. Tahukah kamu, bahwa kita bisa melihat itu semua dikarenakan ada cahaya, sumber cahaya terbesar bagi manusia yaitu matahari. Cahaya tidak mempunyai wujud, akan tetapi cahaya pasti ada di sekitarmu. Oleh karena itu, kamu perlu mengetahui dan memahami sifat-sifat cahaya agar dapat mengenali cahaya tersebut. Cahaya memiliki beberapa sifat, yaitu merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dan merupakan gelombang elektromagnetik. Agar mengetahuinya lebih lanjut, ayo kita pelajari materi ini dengan penuh semangat! Pernahkah kamu merasa takut dengan bayangbayangmu sendiri? Pernahkah kamu membuat bayangbayang di dinding dengan tanganmu? Mengapa bayangbayang dapat terbentuk? Bayang-bayang dapat terbentuk akibat cahaya merambat pada garis lurus. Hal ini tidak sulit untuk dipahami. Gambar 3. Sumber Cahaya Memancarkan Cahaya ke Segala Arah Sumber : Bakalian et al., 1994. KEGIATAN BELAJAR 1 Sifat-Sifat Cahaya A Uraian Materi 1 a. Cahaya Merambat Lurus

4 Jika kamu menyalakan lampu senter atau lilin dalam ruangan yang gelap, kamu melihat suatu berkas cahaya lurus. Jika sebuah benda memasuki berkas tersebut, maka benda tersebut menghalangi sebagian cahaya tersebut dan dihasilkan sebuah bayang-bayang. Cahaya tidak membelok di sekitar benda tersebut. Bayang-bayang adalah suatu daerah gelap yang terbentuk saat sebuah benda menghalangi cahaya yang mengenai permukaan. Kamu dapat melihatnya pada Gambar 4. Gambar 4. Keberadaan Bayang-Bayang Merupakan Bukti Cahaya Merambat Lurus Sumber : Dok. Penulis AYO KERJA DAN BERKREASI ! Bagaimana cahaya merambat? A. Alat dan Bahan 1. Lilin 2. Kertas karton B. Prosedur 1. Ambil sebuah lilin dan nyalakan lilin itu. Ambil pula dua lembar kertas karton. 2. Buatlah sebuah lubang kecil pada masing-masing karton itu. Kemudian lihatlah nyala lilin itu melalui kedua lubang karton. Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?

5 Jika sumber cahaya cukup besar, bayang-bayang sering terdiri dari dua bagian. Apabila cahaya tersebut terhalang seluruhnya, terbentuklah umbra, yaitu bagian pertama bayangbayang yang sangat gelap. Daerah di luar umbra menerima sebagian cahaya, terbentuklah penumbra, yaitu bagian kedua bayang-bayang yang terletak di luar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur, seperti Gambar 5. Gambar 5. Bayang-Bayang Gelap (Umbra) dan Bayang-Bayang Tambahan (Penumbra) Sumber : https://www.google.com

6 Etnosains dan Cinta Budaya Lokal Sebelumnya kita sudah singgung terkait wayang kulit pada bagian awal, melalui pertanyaan yang belum terjawab maka akan kita jawab dalam kajian etnosains ini! Jika anda menjadi dalang dalam pertunjukan wayang kulit, apa yang akan kamu lakukan untuk mendapatkan bayangan yang sempurna agar dapat disaksikan dengan jelas oleh para penonton? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kamu harus paham dengan konsep cahaya merambat lurus yang sudah dijelaskan sebelumnya. Dalam pertunjukan wayang kulit, untuk mendapatkan bayangan yang sempurna yaitu dengan pencahayaan berupa blencong. Blencong adalah sumber cahaya yang diletakan di depan wayang kulit, sedangkan wayang kulit merupakan benda gelap yang tidak bisa di tembus oleh cahaya, dimana wayang akan diletakan antara blencong dengan layar. Dengan demikian, cahaya pada blencong akan terhalang oleh wayang, sehingga terbentuk bayang-bayang wayang pada layar. Gambar 6. Pertunjukan Wayang Kulit Menggunakan Blencong Sumber : https://statik.tempo.co Jika berkas cahaya yang dikeluarkan melalui blencong relatif kecil, maka akan terbentuk bayang-bayang umbra wayang yang akan terlihat lebih jelas pada layar, akan tetapi jika berkas cahaya yang dikeluarkan melalui blencong relatif besar, selain terbentuknya bayang-bayang umbra wayang, maka akan terbentuk bayang-bayang kabur atau penumbra, sehingga bayangan wayang yang tampak pada layar menjadi kurang jelas. Kamu bisa melihat pertunjukan wayang kulit melalui link berikut. https://youtu.be/zohQPCVaUtk

7 Sebelum kamu berangkat sekolah, kamu mungkin menyempatkan bercermin sejenak untuk melihat penampilanmu. Tahukah kamu, kenapa kamu bisa melihat dirimu di cermin? Agar kamu dapat melihat bayanganmu di cermin, cahaya harus terpantul darimu, mengenai cermin, dan dipantulkan lagi oleh cermin ke dalam matamu. Pemantulan cahaya terjadi saat cahaya mengenai suatu benda dan dipantulkan kembali oleh benda tersebut. Agar mengetahuinya lebih lanjut mengenai materi cahaya dapat dipantulkan ini, ayo kita pelajari dengan penuh semangat! Gambar 7. Melihat Bayanganmu Sendiri di Cermin Sumber : McLaughin & Thonson, 1997 Perhatikan Gambar 8. Berkas sinar yang mengenai cermin disebut sinar datang. Sedangkan berkas sinar yang meninggalkan cermin disebut sinar pantul. Sebuah garis putusputus yang digambar tegak lurus permukaan cermin disebut garis normal. Sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal disebut sudut datang, yang dilambangkan dengan i. Sedangkan sudut yang dibentuk oleh sinar pantul dan garis normal disebut sudut pantul, yang dilambangkan dengan r. Gambar 8. Hukum Pemantulan Cahaya Sumber : https://data03.123doks.com b. Cahaya dapat Dipantulkan Hukum Pemantulan

8 Hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius menyatakan bahwa: 1. Sinar datang garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. 2. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r) atau (∠i = ∠r). Setiap cahaya yang dipantulkan, baik dipantulkan dari sebuah cermin, aluminium foil atau bulan mengikuti dari hukum pemantulan cahaya tersebut. Pernahkah kamu terpikirkan mengapa kamu dapat melihat pantulanmu atau bayanganmu pada cermin? Mengapa kamu tidak dapat melihat pantulanmu atau bayanganmu pada dinding? Pada kedua kasus tersebut cahaya dipantulkan dari suatu permukaan tertentu. Jawabannya terletak pada bagaimana cahaya itu dipantulkan. Jenis permukaan yang dikenai cahaya menentukan jenis pemantulan yang dihasilkan. Cermin mempunyai permukaan halus. Semua sinar yang menuju permukaan cermin datang dengan sudut yang sama sehingga sinar tersebut juga dipantulkan pada sudut yang sama. Jenis pemantulan ini disebut pemantulan teratur. Gambar 9. Pemantulan Teratur Sumber : Dok. Penulis Tahukah kamu permukaan suatu dinding tidaklah benar-benar halus. Ini mungkin mengherankan bagi kamu karena kamu berpikir bahwa kebanyakan dinding memiliki permukaan halus. Jika kamu memperbesar permukaan suatu dinding, kamu akan melihat bahwa permukaan itu kasar dan tidak teratur. Karena permukaan dinding tidak halus, tiaptiap sinar mencapai permukaan tersebut dengan sudut yang berbeda. Oleh karena itu, cahaya yang dipantulkan itu dihamburkan ke segala arah. Cahaya yang dipantulkan yang tersebar ke banyak arah yang berbeda dikarenakan suatu permukaan tidak teratur disebut dengan pemantulan baur, seperti yang ditunjuk pada Gambar 10. di samping. Gambar 10. Pemantulan Baur Sumber : Dok. Penulis Bentuk-Bentuk Pemantulan

9 Etnosains dan Cinta Budaya Lokal Gambar 11. Cara Berkomunikasi Menggunakan Pantulan Cahaya dengan Cermin Sumber : http://pulpen-guru.blogspot.com Apakah kamu tahu bagaimana cara orang zaman dahulu berkomunikasi saat berperang? Cara orang zaman dahulu berkomunikasi adalah dengan kode dan isyarat, salah satunya dengan penggunaan pantulan cahaya sebagai alat komunikasi. Proses berkomunikasi saat berperang adalah mengarahkan cermin ke cahaya matahari, maka pantulan cahaya matahari akan jatuh di permukaan kaca cermin. Sehingga dari pantulan cahaya tersebut sekelompok orang yang berpencar akan mengetahui kode yang mereka sepakati sebelumnya untuk berkomunikasi. AYO BERKREASI ! Berkomunikasi Menggunakan Cahaya dan Cermin Langkah-langkah: 1. Siswa dibagi ke dalam beberapa kelompok yang terdiri atas 6 orang. 2. Setiap siswa membawa sebuah cermin kecil. 3. Cermin digunakan untuk memantulkan cahaya matahari. 4. Siswa mendiskusikan kode yang mereka sepakati untuk berkomunikasi beserta maknanya (misalnya ketika cahaya dipantulkan menggunakan cermin dan digerakkan melingkar sebanyak 3 kali, itu berarti semua anggota kelompok berkumpul di tengah halaman sekolah). 5. Setelah berdiskusi, anggota kelompok menyebar ke tempat yang berbeda di sekitar sekolah. 6. Siswa berdiri di tempat yang terdapat cahaya matahari. 7. Siswa memantulkan cahaya ke tempat yang disepakati. 8. Siswa membuat laporan tentang sifat cahaya di akhir kegiatan.

10 c. Cahaya dapat Dibiaskan Tahukah kamu gelombang-gelombang cahaya normalnya merambat dalam garis lurus. Apabila gelombang-gelombang cahaya tersebut bergerak dari satu jenis medium ke jenis medium lain yang berbeda kerapatan optiknya, seperti dari udara ke air maka kecepatan gelombang cahaya tersebut akan berubah. Bagaimana arah rambat cahaya, apabila cahaya merambat dari satu jenis zat ke jenis zat lain, seperti dari udara menuju ke air? Kamu akan mendapatkan keanehan jika melakukan kegiatan seperti yang ditunjukkan Gambar 12. Cahaya di dalam gelas terisi air dan pensil mengalami pembelokan atau pembiasan. AYO KITA BERKREASI Mengapa sendok terlihat bengkok di dalam gelas berisi air? Mari kita berkreasi bersama-sama Alat dan bahan yang digunakan sebagai berikut: 1. Sendok 2. Air 3. Gelas kimia, jika tidak ada gunakan gelas bening Langkah-langkah yanng harus dilakukan sebagai berikut: 1. Isi gelas dengan air hingga terisi ¾ gelas! 2. Masukkan sendok ke dalam air dengan posisi seperti pada Gambar 12.! Gambar 12. Set Percobaan Pembiasan Sumber : Dok. Kemendikbud 3. Amati bentuk sendok yang berada di atas air dan di dalam air! LANJUTAN

11 Pembelokan disebabkan cahaya itu merambat melewati zat-zat yang berbeda dan berubah kelajuannya. Pembelokan cahaya itu disebut pembiasan cahaya. Pembiasan cahaya adalah pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh suatu perubahan dalam kelajuan gelombang cahaya pada saat gelombang cahaya tersebut merambat dari satu medium ke medium lainnya yang mempunyai kerapatan optik berbeda. Perhatikan Gambar 13. dibawah ini: Gambar 13. Kelajuan cahaya menjadi lambat dan dibiaskan mendekati garis normal pada saat menuju medium lebih rapat (A). Kelajuan cahaya bertambah saat cahaya menuju ke medium kurang rapat dan dibiaskan menjauhi garis normal (B). Sumber : Dok. Penulis Apa yang perlu kamu diskusikan? 1. Apa yang terjadi pada sendok? Mengapa peristiwa tersebut dapat terjadi? Jelaskan! 2. Mengapa cahaya dibiaskan saat melalui medium yang berbeda kerapatannya? 3. Gambarkan diagram yang dapat menjelaskan proses terjadinya pembiasan pada sendok! Apa yang dapat kamu simpulkan? 1. Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, 2. Apa yang dapat kamu simpulkan? AYO KITA BERKREASI

12 Gambar 13 A. menunjukkan bahwa cahaya dibiaskan atau dibelokkan mendekati garis normal. Hal ini terjadi karena laju cahaya di air lebih kecil daripada laju cahaya di udara. Kelajuan cahaya akan berkurang ketika cahaya merambat dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat. Misalnya, dari udara menuju air. Gambar 13 B. menunjukkan bahwa cahaya dibiaskan menjauhi garis normal. Hal ini terjadi karena laju cahaya di udara lebih besar daripada laju cahaya di air. Kelajuan cahaya akan bertambah jika cahaya merambat dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat. Misalnya, dari air menuju udara. Pernahkah kamu mendengar apa itu Indeks bias? Setiap medium mempunyai suatu indeks bias tertentu, yang merupakan ukuran seberapa besar suatu bahan yang membiaskan cahaya. Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan cahaya di dalam zat tersebut. Kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar daripada di dalam zat lain. Semakin besar indeks bias suatu zat, semakin besar cahaya dibelokkan oleh zat tersebut. Pernahkah kamu melihat pelangi di langit? Apa saja warna-warna dalam pelangi tersebut? Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi itu? Jika kamu pernah melihat pelangi, berarti kamu pernah melihat suatu contoh peristiwa dispersi cahaya. Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum. Perhatikan Gambar 14. Berikut : Gambar 14. Dispersi Cahaya pada Pelangi Sumber : http://1.bp.blogspot.com Dispersi Cahaya Indeks Bias

13 Pada Gambar 14. menunjukkan apa yang terjadi saat cahaya putih melalui sebuah prisma yang membiaskan cahaya sebanyak dua kali. Pertama, pada saat cahaya masuk ke dalam prisma dan kedua pada saat cahaya keluar dari prisma dan keluar ke udara. Oleh karena itu, cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang, sehingg warna ungu dibelokkan paling besar. Sebagai hasil dari pembiasan yang berbeda-beda tersebut, warna-warna yang berbeda dipisahkan ketika keluar dari prisma. Apakah cahaya yang meninggalkan prisma mengingatkan kamu pada sebuah pelangi? Sama halnya dengan prisma, titik-titik hujan juga membiaskan cahaya. Pembiasan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dapat menyebabkan cahaya putih dari matahari terurai menjadi warna-warna tunggal spektrum cahaya tampak. Isac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kamu lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau biru, nila, dan ungu. Etnosains dan Cinta Budaya Lokal Gambar 15. Bidadari Turun dari Kayangan Menggunakan Selendangnya Untuk Mandi di Sungai Sumber : https://www.kbknews.id Apakah kamu pernah mendengar mitos bahwasanya pelangi muncul karena bidadari turun ke bumi untuk mandi? Menurut cerita orang-orang dahulu, bahwasanya jika ada pelangi muncul karena bidadari sedang mandi. Bidadari turun dari kayangan menggunakan selendangnya untuk mandi di sungai. Setiap bidadari menggunakan selendang dengan warna yang berbeda-beda, warna tersebut terdapat di warna pelangi. Ketika bidadari turun dan naik ke kayangan, maka warna selendang tersebut akan membentuk warna pelangi yang indah. Dalam ilmu sains terbentuknya pelangi dikarenakan adanya dispersi cahaya. Kamu bisa memahami materi dispersi cahaya yang telah dijelaskan sebelumnya.

14 Bayangkan saat ini kamu sedang berdiri di tepi pantai. Pada saat itu kamu melihat ombak yang sangat besar sedang melaju menuju ke arah kamu. Deburan ombak tersebut hanya memindahkan sejumlah energi dengan memindahkan mediumnya (air laut) karena angin. Hal ini dibuktikan dengan terdengarnya suara ombak (energi gerak menjadi bunyi). Berbeda dengan gelombang laut, cahaya dapat mentransfer energi dari satu tempat ke tempat lainnya tanpa menggunakan medium. Gelombang cahaya terbentuk karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik secara periodik disebut dengan gelombang elektromagnetik. Salah satu fenomena yang dapat membuktikan bahwa cahaya itu mampu mentransfer energi adalah saat lilin yang dinyalakan di sebuah ruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan. Contoh lainnya adalah matahari yang memancarkan gelombang cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium). Gelombang cahaya matahari memancar ke segala arah sampai ke bumi meskipun melalui ruang hampa udara. Hal ini berarti gelombang cahaya dapat merambat pada ruang kosong (hampa udara) tanpa adanya materi. Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam. Berikut klasifikasi gelombang elektromagnetik yang dikenal dengan spektrum elektromagnetik. Gambar 16. Spektrum Elektromagnetik Sumber : Dok. Kemendikbud d. Cahaya merupakan Gelombang Elektromagnetik

15 Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah bagian yang sangat kecil darispektrum elektromagnetik. Cahaya tampak adalah cahaya yang memiliki panjang gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil daripada lebar rambut manusia. Warna cahaya yang dapat kamu lihat tergantung pada panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata. Etnosains dan Cinta Budaya Lokal Pasti kamu pernah mendengar mitos tentang larangan keluar rumah saat magrib atau pulang sebelum waktu magrib datang? Para orangtua sering mengingatkan anak-anaknya untuk masuk rumah ketika waktu sore hari atau pulang sebelum waktu sore hari agar tidak diculik hantu. Semua ini tidaklah sebatas mitos saja, akan tetapi ada konsep sains yang ada dalam larangan tersebut. Tahukah kamu, berdasarkan mitos larangan diatas ada penjelasan konsep sainsnya yang bersumber dari buku berjudul The Science of Shalat karya Prof. Dr. Ir. H. Osly Rachman, MS, beliau menjelaskan bahwa alam mengalami perubahan spektrum cahaya, sehingga memancarkan cahaya berwarna merah. Pancaran tersebut diketahui sebagai gelombang elektromagnetik yang memiliki warna berbeda. Spektrum cahaya tersebut mengandung energi, frekuensi serta panjang gelombang yang berbeda-beda. Maka dari itu, saat senja atau magrib datang spektrum warnanya akan selaras dengan frekuensi warna hantu maupun iblis, yaitu samasama berwarna merah keorenan. Gambar 17. Anak-Anak Bermain di Sore Hari Sumber : https://www.google.com Perubahan spektrum yang terjadi saat senja menyebabkan terjadinya tumpang tindih gelombang serta intensitas cahaya yang masuk ke mata tidak teratur sehingga menyebabkan penglihatan kurang jelas dan akan menyebabkan gelaja fatamorgana. Gejala fatamorgana ini menyebabkan seseorang berkhayal dan berimajinasi tentang hal-hal diluar batas pikiran manusia.

16 Setelah membaca materi diatas untuk memperdalam pemahaman ananda, silahkan kerjakan soal-soal dibawah ini dengan tepat. B Lembar Kerja Siswa AYO KITA KERJAKAN ! 1. Pada gambar di bawah ini, manakah yang menunjukkan sudut datang dan sudut pantul? 2. Jika gambar diatas sudut datang sebesar 30°, berapakah besar sudut pantul yang terbentuk? 3. Sebutkan apa pengertian dari pembiasan cahaya? 4. Jelaskan pengertian dari pemantulan teratur dan pemantulan baur?

17 Cermin terbuat dari kaca yang salah satu permukaannya dilapisi dengan lembaran tipis aluminium atau perak. Cahaya yang mengenai cermin akan dipantulkan kembali. Ada tiga jenis cermin, yaitu cermin datar, cekung, dan cembung. a. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar Saat menentukan bayangan pada cermin datar melalui diagram sinar, titik bayangan adalah titik potong berkas sinar-sinar pantul. Bayangan bersifat nyata apabila titik potongnya diperoleh dari perpotongan sinar-sinar pantul yang konvergen (mengumpul). Sebaliknya, bayangan bersifat maya apabila titik potongnya merupakan hasil perpanjangan sinar-sinar pantul yang divergen (menyebar). Bayangan pada cermin datar bersifat maya. Titik bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar-sinar pantul yang digambarkan oleh garis putus-putus. Gambar 18. Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar. Sumber : Dok. Kemendikbud dengan: s = Jarak benda terhadap cermin s' = Jarak bayangan terhadap cermin KEGIATAN BELAJAR 2 A Uraian Materi 1 Pembentukan Bayangan pada Cermin

18 Pernahkah kamu mengamati kaca spion yang dipasang di kendaraan? Kaca yang dipasang pada spion adalah salah satu contoh dari cermin lengkung. Cermin lengkung adalah cermin yang permukaannya melengkung. Cermin lengkung terdiri dari dua jenis yaitu cermin cekung dan cermin cembung. Jika permukaan sebuah cermin melengkung ke dalam cermin disebut cermin cekung. Sedangkan permukaan sebuah cermin melengkung ke luar cermin disebut cermin cembung. Bagian M adalah titik pusat kelengkungan cermin, yaitu titik pusat bola. Titik tengah cermin adalah O. Sumbu utama yaitu OM, garis yang menghubungkan titik M dan O. Sudut POM adalah sudut buka cermin jika titik P dan M adalah ujung-ujung cermin. Berdasarkan Gambar 19, maka kita dapat menentukan unsur-unsur cermin lengkung, yaitu sebagai berikut: a) Pusat kelengkungan cermin Gambar 19. Penampang Melintang Cermin Lengkung Sumber : Dok. Kemendikbud Pusat kelengkungan cermin merupakan titik di pusat bola yang diiris menjadi cermin. Pusat kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan M. b) Vertex Vertex merupakan titik di permukaan cermin dimana sumbu utama bertemu dengan cermin dan disimbolkan dengan O. c) Titik api (fokus) Titik api adalah titik bertemunya sinar-sinar pantul yang datangnya sejajar dengan sumbu utama (terletak antara vertex dan pusat) dan disimbolkan dengan F. d) Jari-jari kelengkungan cermin Jari-jari kelengkungan cermin adalah jarak dari vertex (O) ke pusat kelengkungan cermin (M). Jari-jari kelengkungan cermin biasanya disimbolkan dengan R. e) Jarak fokus Jarak fokus cermin adalah jarak dari vertex ke titik api dan disimbolkan dengan f. b. Pembentukan Bayangan pada Cermin Lengkung

19 Hukum pemantulan yang menjelaskan besar sudut datang sama dengan sudut pantul, hukum tersebut berlaku juga untuk cermin cekung. Pada cermin cekung, garis normal adalah garis yang menghubungkan titik pusat lengkung cermin M dengan titik jatuhnya sinar. Garis normal pada cermin lengkung berubah-ubah, bergantung pada titik jatuh sinar. Misalnya, jika sinar datang dari K mengenai cermin cekung di B, maka garis normalnya adalah garis MB dan sudut datangnya adalah sudut KBM = α. Sesuai hukum pemantulan, maka sudut pantulnya, adalah sudut MBC = α dan sinar pantulnya adalah sinar BC. Gambar 20. Pemantulan pada Cermin Cekung Sumber : Dok. Kemendikbud Sinar datang dari K mengenai cermin cekung di D, maka garis normalnya adalah garis MD dan sudut datangnya adalah sudut KDM = β. Sesuai hukum pemantulan, maka sudut pantulnya, adalah sudut MDC = β, sedangkan sinar pantulnya adalah sinar DC. Hal yang sama berlaku juga pada cermin cembung. Cermin Cekung

20 a) Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung Agar kamu dapat mengetahui pembentukan bayangan pada cermin cekung, kamu bisa memahami dari diagram sinar dan tiga sinar istimewa, seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Sinar Istimewa pada Cermin Cekung Sinar Istimewa Diagram Sinar a. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus. b. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. c. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui titik pusat kelengkungan cermin pula.

21 b) Melukis Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung Benda berada pada jarak lebih dari R Gambar 21. Pembentukan Bayangan Jika Benda Berada pada Jarak Lebih dari R pada Cermin Cekung Sumber : Dok. Kemendikbud Bagaimana sifat-sifat bayangan yang terbentuk? Berdasarkan gambar tersebut, bayangan yang terbentuk bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil. Benda di titik fokus F Gambar 22. Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di Titik Fokus pada Cermin Cekung Sumber : Dok. Kemendikbud Tahukah kamu dimanakah letak bayangan yang terbentuk? Berdasarkan gambar tersebut, tidak terbentuk bayangan atau bayangan terletak di tempat yang jauh tak terhingga.

) menyatakan bayangan adalah tegak (dan maya) Jika h' negatif (-) menyatakan bayangan adalah terbalik (dan nyata)

23 a) Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cembung Pada cermin cembung juga berlaku hukum-hukum pemantulan, yaitu besarnya sudut datang sama dengan besarnya sudut pantul. Sinar istimewa dan diagram sinar pada cermin cembung dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Sinar Istimewa pada Cermin Cembung Sinar Istimewa Diagram Sinar a) Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolaholah dari titik fokus (F). b) Sinar yang datang menuju titik fokus (F) dipantulkan sejajar sumbu utama. c) Sinar yang datang menuju titik pusat kelengkungan cermin seolah-olah dipantulkan berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut. Cermin Cembung

24 Untuk melukis bayangan pada cermin cembung dibutuhkan minimal dua buah sinar istimewa dengan langkah-langkah sebagai berikut. 1. Pilih sebuah titik pada bagian ujung atas benda dan lukis dua sinar datang melalui titik tersebut menuju cermin. 2. Setelah sinar-sinar datang tersebut mengenai cermin, pantulkan kedua sinar tersebut sesuai kaidah sinar istimewa pada cermin cembung. 3. Tandai titik potong sinar-sinar pantul atau perpanjangan sinar pantul sebagai tempat bayangan benda. 4. Lukis bayangan benda pada perpotongan perpanjangan sinar pantul tersebut. Contoh lukisan pembentukan bayangan pada cermin cembung sebagai berikut: Gambar 24. Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung, Bayangan yang Terbentuk Bersifat Maya, Tegak serta Diperkecil Sumber : Dok. Kemendikbud

25 b) Persamaan Cermin Cembung Rumus-rumus untuk cermin cekung berlaku juga pada cermin cembung. Hal yang perlu diperhatikan yaitu titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M untuk cermin cembung terletak di belakang cermin. Dalam menggunakan persamaan cermin cembung jarak fokus (f) dan jari-jari cermin (R) selalu dimasukkan bertanda negatif. Dengan catatan bahwa dalam cermin cembung harga f dan R bernilai negatif (−). Pernahkah kamu menggunakan lup? Tahukah kamu lup memiliki bagian utama berbentuk lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar bayangan benda yang akan diteliti. Lensa merupakan benda bening yang memiliki permukaan berbentuk cekung atau cembung yang berfungsi untuk membiaskan cahaya. Kebanyakan lensa terbuat dari kaca atau plastik dengan dua permukaan. Lensa secara umum ada yang berbentuk cembung dan cekung. Jika dipegang, lensa cembung bagian tengahnya lebih tebal dari bagian pinggir. Lensa cekung bagian tengahnya lebih tipis dari bagian pinggirnya. Perhatikan Gambar 26! Gambar 25. Perbandingan Lensa Cembung dan Lensa Cekung Sumber : Dok. Kemendikbud 2 Lensa a.) Pembentukan Bayangan Pada Lensa

b.) Sinar Istimewa pada Lensa Cembung 26 Tahukah kamu apa itu lensa cembung? Lensa cembung yaitu lensa dengan bagian tengah lebih tebal dibandingkan bagian tepi lensa. Sinar-sinar cahaya yang datang sejajar dengan sumbu lensa dibiaskan menuju titik fokus. Sinar-sinar cahaya tersebut akan mengumpul pada titik fokus, sehingga sinar-sinar cahaya tersebut bisa membentuk bayangan nyata yang dapat diproyeksikan pada layar. Untuk penerapan hukum pembiasan cahaya pada benda ternyata menentukan sinar-sinar istimewa pada pembiasan cahaya oleh lensa cembung. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Sinar Istimewa pada Lensa Cembung Sinar Istimewa Diagram Sinar a) Suatu sinar datang sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan menuju titik fokus aktif (F1) di belakang lensa. b) Suatu sinar datang melalui titik fokus pasif (F2) di depan lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama. c) Suatu sinar datang melalui pusat optik lensa (O) akan diteruskan tanpa dibiaskan.

c.) Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung 27 Bagaimanakah cara melukis pembentukan bayangan pada lensa? Jika sebuah benda diletakkan di depan lensa cembung akan membentuk bayangan, kamu bisa memahaminya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 27. Gambar 26. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung Sumber : Dok. Kemendikbud Lensa cekung bentuknya lebih berbeda dibandingkan dengan lensa cembung. Lensa cekung merupakan lensa dengan bagian tengah-tengah lebih tipis dari pada bagian tepi, sedangkan bagian tepi lensa tebal. Pada pembiasan lensa cekung juga berlaku sinar-sinar istimewa ketika kita hendak membuat bayangan pada lensa. Sinar-sinar istimewa pada pembiasan cahaya oleh lensa cekung dapat dilihat pada Tabel 4. d.) Sinar Istimewa pada Lensa Cekung

28 Tabel 4. Sinar Istimewa pada Lensa Cekung Sinar Istimewa Diagram Sinar a) Sinar datang sejajar sumbu utama lensa seolah-olah dibiaskan berasal dari titik fokus aktif (F) di depan lensa. b) Sinar datang seolah- olah menuju titik fokus pasif (F) di depan lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama. c) Sinar datang melalui pusat optik lensa (O) akan diteruskan tanpa dibiaskan. Jika ketiga sinar istimewa yang berasal dari sebuah benda dilukiskan pada satu lensa, maka akan terbentuk bayangan benda seperti Gambar 27. Gambar 27. Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cekung Sumber : Dok. Kemendikbud

1 ′ Untuk perbesarannya adalah : M = Pada lensa cembung, titik fokus bernilai positif (sama seperti pada cermin cekung), sedangkan pada lensa cekung, titik fokus bernilai negatif (sama seperti pada cermin cembung). Setiap lensa mempunyai kemampuan yang berbeda-beda dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar. Kemampuan lensa dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar disebut dengan kuat lensa (D) serta memiliki satuan dioptri. Kuat lensa merupakan kebalikan dari panjang fokus. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut: D = 1 Dengan syarat f harus dinyatakan dalam meter (m). Jika f dalam sentimeter (cm) maka rumusnya menjadi: D = 100

30 Setelah membaca materi diatas untuk memperdalam pemahaman ananda, silahkan kerjakan soal-soal dibawah ini dengan tepat. B Lembar Kerja Siswa AYO KITA KERJAKAN ! 1. Sebuah benda terletak 10 cm di depan lensa cembung. Bila fokus lensa 15 cm, berapa jarak bayangan ke lensa? 2. Sebuah lensa cekung mempunyai fokus 20 cm. Tentukan kekuatan lensanya! 3. Di dalam sebuah cermin cekung, bayangan kepala saya 3 kali besar kepala saya. Bila jarak antara saya dengan cermin cekung 15 cm, tentukan jari-jari kelengkungan cermin tersebut! 4. Sebuah benda dengan tinggi 9 cm berada pada jarak 30 cm dari cermin cembung yang jari-jari kelengkungannya 30 cm. Berapakah tinggi bayangannya? 5. Sifat-sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar adalah ....

31 Indra Penglihatan Manusia Alat indra penglihatan manusia yaitu mata, tahukah kamu bola mata kita berdiameter ± 2,5 cm, dimana 5/6 bagian dari bola mata kita terbenam dalam rongga mata dan hanya 1/6 bagian lainnya tampak dari luar. Agar lebih paham mengenai indra penglihatan manusia, yuk mari sama-sama kita bahas dari pembentukan bayangan hingga gangguan pada mata manusia. Pernahkah kamu berpikir, bagaimana mata kita dapat melihat benda? Sistem optik yang paling penting bagi manusia yaitu mata. Pada bagian depan lensa mata terdapat selaput yang membentuk celah lingkaran. Selaput inilah yang biasa disebut dengan iris, iris berfungsi sebagai memberi warna pada mata kita. Untuk jumlah cahaya yang masuk ke dalam mata kita dikendalikan oleh iris. Cahaya yang masuk ke mata melalui iris menembus biji mata, sehingga lensa bisa difokuskan agar bisa jatuh langsung ke retina. Bagaimana proses pembentukan bayangan di retina jika mata kita melihat suatu benda? Proses pembentukan bayangan di retina ditunjukkan pada Gambar 28. Gambar 28. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia Sumber : https://image.slidesharecdn.com A. Uraian Materi 1 KEGIATAN BELAJAR 3 a. Pembentukan Bayangan pada Mata Manusia

32 b. Bagian-bagian pada Mata Manusia Mata merupakan organ yang diciptakan Tuhan dan termasuk salah satu organ vital yang penting nilainya. Apakah kamu tahu, sebenarnya manusia dapat memperoleh informasi sebanyak 80% hanya dengan melihat. Mata kita berbentuk seperti bola, tetapi ada tonjolan yang berada didepan mata yaitu tempat masuknya cahaya. Bagian luar mata terdapat sebuah lapisan putih, kaku serta keras lapisan itu disebut sklera. Bagian daerah tonjolan mata terdapat lapisan transparan yang dilewati cahaya disebut dengan kornea. Diameter bola mata manusia ± 2,5 cm. Mata dapat bekerja secara efektif menerima cahaya dengan rentang intensitas yang sangat lebar sekitar 10 milyar cahaya. Untuk lebih memahami lagi perhatikan Gambar 29. Gambar 29. Bagian-Bagian Mata Sumber : Campbell et al. 2008 Kornea merupakan selaput bening pada mata, jika mengalami kekeruhan pada mata maka akan sangat mengganggu penglihatan. Kornea memiliki ketebalan ± 0,5 mm, kornea tidak mengandung pembuluh darah. Kornea memfokuskan bayangan dengan membiaskan atau membelokkan berkas cahaya. Kornea berfungsi melindungi bagian yang sensitif yang berada di belakangnya dan membantu memfokuskan bayangan pada retina. a.) Kornea

33 Setelah kamu berada pada tempat yang terang (misalnya halaman rumah) kemudian kita menuju tempat yang lebih gelap (misalnya masuk rumah), maka selama beberapa detik semuanya akan terlihat gelap sehingga kamu tidak dapat melihat dengan jelas. Mengapa hal ini terjadi? AYO, KITA PIKIRKAN Setelah cahaya melewati kornea, selanjutnya cahaya akan menuju ke pupil. Pupil adalah bagian berwarna hitam yang merupakan jalan masuknya cahaya ke dalam mata. Pupil dikelilingi oleh iris, yang merupakan bagian berwarna pada mata yang terletak di belakang kornea. Sekarang kamu mengetahui bahwa warna mata sebenarnya adalah warna iris. Lensa adalah organ fokus utama pada mata, lensa dapat membiaskan berkas-berkas cahaya yang terpantul dari benda-benda yang dilihat menjadi bayangan yang jelas pada retina. Lensa merupakan elemen terpenting kedua dalam mata kita setelah kornea, dimana lensa disangga oleh serabut zonula yang berjalan diantara korpus siliaris dan kapsul lensa. Lensa mata kita berbentuk bikonvex (cembung depan-belakang), seperti lensa pada kaca pembesar. Lensa mata bersifat fleksibel. Otot siliar yang ada dalam mata akan membantu mengubah kecembungan lensa mata kamu. Retina merupakan sel yang sensitif terhadap cahaya matahari atau saraf penerima rangsang sinar (fotoreseptor) yang terletak pada bagian belakang mata. Retina terdiri atas dua macam sel fotoreseptor, yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel kerucut pada retina bertanggung jawab pada penglihatan di siang hari, sel kerucut akan terkonsentrasi untuk penglihatan detail seperti saat kita membaca huruf kecil. Sedangkan sel batang berfungsi pada penglihatan di waktu malam hari, sel batang akan sensitif terhadap cahaya serta tidak seperti sel kerucut yang memberikan sinyal informasi panjang gelombang (warna). b.) Iris atau Selaput Pelangi c.) Lensa Mata d.) Retina

34 c. Gangguan pada Indra Penglihatan Apakah kamu pernah melihat orang menggunakan kaca mata? Atau bahkan kamu sendiri menggunakan kacamata? Perlu di ketahui seseorang yang mempunyai penglihatan yang baik, dapat melihat benda secara jelas dengan jarak ± 30 cm. Hal ini berarti pada orang yang memiliki penglihatan normal, bayangan yang dibentuk jatuh tepat pada retina. Beriku beberapa gangguan pada indra penglihatan. Hipermetropia adalah suatu keadaan gangguan terhadap kekuatan pembiasan mata dimana sinar sejajar jauh tidak cukup dibiaskan sehingga titik fokusnya terletak dibelakang retina. Seorang penderita rabun dekat tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak dekat (± 30 cm) dengan jelas. Gejala rabun dekat ini biasanya dijumpai pada anak-anak, keluhan yang ditemukan adalah penglihatan dekat dan jauh tampak kabur, sakit kepala, silau serta kadang mata terasa juling atau lihat ganda. Sedangkan pada usia lanjut atau lebih diatas 40 tahun dimana daya akomodasinya berkurang akan memperlihatkan kesukaran membaca dekat dan menjauhkan kertas yang dibaca, keadaan ini disebut dengan presbiopia. Kacamata positif dapat menolong penderita rabun dekat, sebab lensa cembung mengumpulkan cahaya sebelum cahaya masuk ke mata. Dengan demikian, kornea dan lensa dapat membentuk bayangan yang jelas pada retina seperti ditunjukkan pada Gambar 30. Gambar 30. Perubahan Fokus pada Rabun Dekat Sumber : Dok. Kemendikbud 1) Rabun Dekat (Hipermetropi)

35 Untuk kekuatan lensa kacamata yang diperlukan sesuai dengan rumus berikut: H = 100 - 100 Dimana : PH = Kekuatan lensa kacamata untuk hipermetropi (dioptri atau D) s = Jarak benda di depan kacamata (cm) PP (Punctum Proximum) = titik dekat mata seseorang (cm) Seorang penderita rabun jauh tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) dengan jelas. Hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina, seperti yang ditunjukkan Gambar 31. Kacamata negatif dapat menolong penderita rabun jauh karena lensa cekung akan dapat membuat cahaya menyebar sebelum cahaya masuk ke mata. Oleh karena itu, bayangan yang jelas akan terbentuk di retina. Kekuatan atau daya lensa kacamata yang diperlukan sesuai dengan rumus berikut: M = - 100 Dimana : PM = Daya lensa untuk miopi (dioptri atau D) Gambar 31. Perubahan Fokus pada Rabun Jauh Sumber : Dok. Kemendikbud PR = Punctum Remotum (titik jauh mata) (cm) Gejala yang sering dirasakan oleh penderita rabun adalah sering sakit kepala disertai juling atau celah kelopak yang sempit. 2) Rabun Jauh (Miopi)

36 Astigmatisme adalah kelainan refraksi dimana sinar yang masuk ke dalam mata tidak difokuskan pata satu titik, titik fokus tersebut difokuskan pada 2 titik garis yang saling tegak lurus akibat kelainan kelengkungan kornea mata. Gejala yang sering ditimbulkan berupa sakit kepala atau kelelahan mata (silau) serta mengaburkan pandangan kesegala arah. Untuk mengatasi gangguan ini, penderita Astigmatisme dapat menggunakan lensa silindris. Buta warna adalah kelainan pada mata karena disebabkan oleh ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap warna tertentu. Buta warna ada yang buta warna total dan buta warna sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih saja, sedangkan buta warna sebagian tidak dapat melihat warna tertentu, yaitu merah, hijau atau biru. Tahukah kamu bahwa lalat, belalang, kumbang, atau serangga mempunyai cara melihat suatu benda dengan cara yang sangat berbeda dengan manusia? Apabila manusia hanya memiliki dua buah mata untuk melihat, serangga memiliki banyak sekali mata untuk melihat, sehingga mata serangga disebut dengan “mata majemuk”. Perhatikan Gambar 32. Kamu bisa melihat bentuk dari mata serangga. Gambar 32. Bentuk dari Mata Serangga Sumber : Campbell et al. 2008 4) Buta Warna 3) Astigmatisme 2 Indra Penglihatan Serangga

37 Masing-masing mata serangga tersebut disebut dengan omatidium atau omatidia (jamak). Masing-masing omatidia berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah. Setiap omatidia terdiri dari beberapa bagian yaitu seperti : 1) Lesa, pada permukaan depan lensa merupakan satu faset mata majemuk. 2) Kerucut kristalin, yang dapat menembus cahaya ke mata. 3) Selsel penglihatan, yang peka terhadap keberadaan cahaya. 4) Sel-sel yang mengandung pigment, dapat memisahkan omatidia dari omatidia di sekitarnya. Pada setiap omatidium memiliki delapan neuron sel saraf reseptor (penerima cahaya) sehingga secara keseluruhan terdapat sekitar 48.000 sel pengindera di dalam mata serangga. Oleh karena itu, dengan kelebihannya tersebut mata serangga dapat memproses hingga seratus gambar per detik. Untuk lebih paham terkait Indra Penglihatan Manusia dan Hewan kamu dapat menonton penjelasan tersebut dibawah ini! https://youtu.be/D_WVYFprJKY