Bermain dengan Cahaya

Bermain dengan Cahaya

Cahaya membuat kita dapat melihat benda di sekitar. Saat cahaya mengenai benda, sebagian cahaya dipantulkan ke mata kita sehingga benda tersebut terlihat. Jika tidak ada cahaya, mata sulit mengenali benda.

Pada bab ini, kamu akan menyelidiki sifat-sifat cahaya melalui peristiwa sehari-hari. Kamu akan mempelajari cahaya yang merambat lurus, cahaya yang dipantulkan, cahaya yang dapat menembus benda bening, bayangan, pembiasan, penguraian cahaya putih menjadi warna-warna, serta pemanfaatan cahaya dalam kehidupan.

Cahaya sering kita temui pada sinar matahari, lampu, senter, cermin, kaca jendela, pelangi, lampu lalu lintas, lampu sein, kamera, dan kaca pembesar. Dengan memahami sifat cahaya, kita dapat menjelaskan mengapa bayangan berubah, mengapa benda di balik kaca terlihat jelas, mengapa pensil dalam air tampak bengkok, dan bagaimana periskop dapat membantu melihat benda yang terhalang.

Tujuan Pembelajaran

Setelah belajar bab ini, kamu diharapkan dapat:

1. Menjelaskan bahwa kita melihat benda karena cahaya dipantulkan dari benda ke mata.
2. Menjelaskan bahwa cahaya merambat lurus.
3. Menjelaskan pemantulan cahaya pada cermin dan permukaan lain.
4. Membedakan benda bening, buram, dan gelap berdasarkan kemampuan ditembus cahaya.
5. Menjelaskan pembentukan bayangan serta pengaruh posisi dan jarak sumber cahaya.
6. Menjelaskan pembiasan dan penguraian cahaya secara sederhana.
7. Memberi contoh pemanfaatan sifat cahaya dalam kehidupan sehari-hari.
8. Merancang alat sederhana yang memanfaatkan sifat cahaya, seperti periskop.

Pertanyaan Pemantik

• Mengapa kita sulit melihat benda di tempat gelap?
• Mengapa sinar senter tampak bergerak lurus?
• Mengapa cermin dapat membantu kita melihat benda di belakang?
• Mengapa bayangan tubuhmu berubah panjang saat pagi, siang, dan sore?
• Mengapa pensil di dalam gelas berisi air terlihat bengkok?
• Bagaimana cahaya dimanfaatkan selain untuk penerangan?

Teori - Bermain dengan Cahaya

1. Cahaya dan Sumber Cahaya

Cahaya adalah bentuk energi yang dapat dilihat oleh mata. Benda yang menghasilkan cahaya sendiri disebut sumber cahaya. Matahari adalah sumber cahaya terbesar bagi kehidupan di Bumi.

Contoh sumber cahaya:

Sumber cahaya alami	Sumber cahaya buatan
matahari	lampu
bintang	senter
kilat	lilin
kunang-kunang	layar gawai

Kita dapat melihat benda yang tidak menghasilkan cahaya karena benda itu memantulkan cahaya ke mata kita. Misalnya, buku terlihat saat cahaya lampu mengenai buku, lalu sebagian cahaya dari buku masuk ke mata.

2. Cahaya Merambat Lurus

Cahaya merambat dalam garis lurus selama tidak terhalang dan tidak melewati medium yang berbeda. Sifat ini terlihat pada sinar senter, berkas cahaya matahari yang masuk melalui celah, atau lampu yang menerangi jalan.

Percobaan sederhana:

1. Siapkan senter dan tiga karton berlubang.
2. Susun lubang karton dalam satu garis lurus.
3. Nyalakan senter dari satu sisi.
4. Cahaya dapat melewati semua lubang jika lubangnya segaris.
5. Geser salah satu karton. Cahaya tidak sampai ke ujung karena terhalang.

Percobaan ini menunjukkan bahwa cahaya bergerak lurus.

3. Cahaya Dapat Dipantulkan

Pemantulan terjadi saat cahaya mengenai permukaan lalu kembali atau berubah arah. Cermin memantulkan cahaya dengan baik karena permukaannya halus dan mengilap.

Contoh pemantulan:

1. Wajah terlihat pada cermin datar.
2. Spion kendaraan membantu pengemudi melihat ke belakang.
3. Cermin cembung di tikungan membantu melihat kendaraan dari arah lain.
4. Permukaan air yang tenang dapat memantulkan bayangan.
5. Periskop memakai dua cermin untuk mengubah arah pandang.

Permukaan kasar juga memantulkan cahaya, tetapi pantulannya menyebar ke banyak arah sehingga bayangan pantul tidak sejelas cermin.

4. Benda Bening, Buram, dan Gelap

Cahaya dapat menembus benda tertentu. Berdasarkan kemampuan ditembus cahaya, benda dapat dibedakan menjadi benda bening, buram, dan gelap.

Jenis benda	Ciri	Contoh
bening atau transparan	cahaya menembus dengan baik, benda di baliknya terlihat jelas	kaca jendela, air jernih, plastik bening
buram atau translusen	sebagian cahaya menembus, benda di baliknya terlihat samar	kain tipis, kertas minyak, plastik buram
gelap atau opak	cahaya tidak menembus, benda di baliknya tidak terlihat	tembok, kayu, buku tebal

Benda bening sering dimanfaatkan untuk jendela agar cahaya matahari masuk ke ruangan. Benda buram dapat mengurangi cahaya agar tidak terlalu silau. Benda gelap dapat menghalangi cahaya dan membentuk bayangan.

5. Bayangan

Bayangan terbentuk saat cahaya terhalang oleh benda. Bagian di belakang benda tidak mendapat cahaya langsung sehingga tampak lebih gelap.

Faktor yang memengaruhi bayangan:

Faktor	Pengaruh
posisi sumber cahaya	arah bayangan berubah
jarak sumber cahaya ke benda	ukuran bayangan dapat berubah
bentuk benda	bentuk bayangan mengikuti arah pandang cahaya terhadap benda
jenis benda	benda gelap membentuk bayangan lebih jelas daripada benda bening

Contoh:

1. Bayangan tubuh pada pagi dan sore hari biasanya lebih panjang karena cahaya matahari datang miring.
2. Saat siang, matahari lebih tinggi sehingga bayangan lebih pendek.
3. Jika senter didekatkan ke benda, bayangan dapat terlihat lebih besar.
4. Jika posisi senter dipindah, arah bayangan ikut berubah.

Manusia juga memanfaatkan bayangan, misalnya pada pertunjukan wayang kulit dan jam matahari sederhana.

6. Pembiasan Cahaya

Pembiasan adalah pembelokan arah cahaya saat cahaya melewati dua medium berbeda, misalnya dari udara ke air atau dari udara ke kaca.

Contoh pembiasan:

Peristiwa	Penjelasan
pensil dalam gelas air terlihat bengkok	cahaya berubah arah saat melewati air dan udara
dasar kolam terlihat lebih dangkal	cahaya dari dasar kolam dibiaskan sebelum sampai ke mata
kaca pembesar memperbesar tulisan	lensa membelokkan cahaya sehingga benda tampak lebih besar
kacamata membantu penglihatan	lensa membantu mengatur arah cahaya ke mata

Pembiasan banyak dimanfaatkan pada alat optik seperti kacamata, lup, kamera, mikroskop, dan teleskop.

7. Cahaya Putih dan Warna

Cahaya putih tersusun dari berbagai warna. Saat cahaya putih melewati prisma atau tetes air, cahaya dapat dibiaskan dan diuraikan menjadi warna-warna.

Warna pelangi biasanya tersusun dari merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Contoh:

1. Pelangi muncul ketika cahaya matahari melewati titik-titik air hujan.
2. Prisma kaca dapat menguraikan cahaya putih.
3. Roda warna yang diputar cepat dapat tampak lebih pucat atau mendekati putih karena warna-warna terlihat bercampur.
4. Cahaya berwarna dari senter yang diberi plastik mika dapat bercampur pada layar putih.

Warna benda yang kita lihat juga dipengaruhi oleh cahaya yang dipantulkan benda tersebut ke mata.

8. Pemanfaatan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

Cahaya dimanfaatkan untuk melihat, memberi tanda, berkomunikasi, membantu keselamatan, dan membantu pekerjaan manusia.

Contoh pemanfaatan cahaya:

Alat atau peristiwa	Sifat cahaya yang dimanfaatkan
lampu ruangan	cahaya sebagai penerangan
kaca jendela	cahaya menembus benda bening
cermin datar	pemantulan cahaya
spion dan cermin tikungan	pemantulan cahaya untuk keselamatan
lampu lalu lintas dan lampu sein	cahaya sebagai tanda
sandi morse dengan senter	cahaya sebagai alat komunikasi
kaca pembesar dan kacamata	pembiasan cahaya oleh lensa
kamera	pembiasan cahaya oleh lensa untuk membentuk gambar

Dalam beberapa profesi, cahaya juga sangat penting. Dokter gigi memakai lampu untuk melihat bagian mulut, fotografer mengatur cahaya agar foto jelas, pengendara memakai lampu dan spion, dan teknisi laser memanfaatkan cahaya yang sangat terarah.

9. Merancang Periskop Sederhana

Sifat pemantulan cahaya dapat digunakan untuk membuat periskop sederhana. Periskop membantu kita melihat benda yang terhalang tanpa harus berpindah ke tempat benda itu.

Langkah rancangan:

Bagian	Keterangan
tujuan	melihat benda yang terhalang
bahan	kardus, dua cermin kecil, gunting, perekat
cara kerja	cermin pertama memantulkan cahaya ke cermin kedua, lalu cermin kedua memantulkan cahaya ke mata
uji coba	arahkan lubang atas ke benda, lihat dari lubang bawah
perbaikan	atur kemiringan cermin jika gambar belum terlihat jelas

Saat membuat alat, mintalah bantuan orang dewasa jika menggunakan gunting atau cutter.

10. Cek Cepat

1. Mengapa kita dapat melihat buku di bawah lampu?
2. Mengapa cahaya senter tidak sampai ke ujung jika lubang karton tidak segaris?
3. Apa perbedaan benda bening, buram, dan gelap?
4. Mengapa bayangan pada pagi dan sore hari lebih panjang?
5. Apa perbedaan pemantulan dan pembiasan cahaya?

Jawaban:

1. Karena cahaya lampu mengenai buku lalu dipantulkan dari buku ke mata.
2. Karena cahaya merambat lurus dan terhalang oleh karton yang bergeser.
3. Benda bening ditembus cahaya dengan jelas, benda buram ditembus sebagian, dan benda gelap tidak ditembus cahaya.
4. Karena posisi matahari lebih rendah sehingga cahaya datang miring.
5. Pemantulan adalah cahaya kembali atau berubah arah setelah mengenai permukaan, sedangkan pembiasan adalah cahaya berubah arah saat melewati medium berbeda.