Optik Geometri: Hukum Pemantulan, Pemantulan Teratur, dan Pemantulan Baur

Cabang fisika yang mempelajari segala sesuatu yang berhubungan dengan cahaya disebut optik. Optika sendiri terbagi atas dua cabang yakni optika geometri dan optika fisis, optika geometri adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat cahaya seperti pemantulan, pembiasan, jalannya sinar lurus pada alat-alat optik. Optika fisis adalah ilmu yang mempelajari tingkah laku cahaya sebagai gelombang, seperti peristiwa difraksi, dispersi, interferensi, dan pembahasan hakikat cahaya.

 

Dalam artikel ini kita akan membahas khusus cabang optika geometri spesifiknya tentang pemantulan

 

Pemantulan Cahaya

Segala sesuatu yang memancar keluar dari suatu sumber tetapi bukan zat  (tidak memiliki massa) disebut radiasi. Cahaya, sinar inframerah, atau sinar ultraviolet semuanya termasuk radiasi. Cahaya dapat dilihat oleh mata, sedangkan inframerah dan utraviolet tidak bisa. Oleh sebab itu, cahaya dapat diartikan sebagai nama yang diberikan untuk radiasi yang dapat dilihat oleh mata manusia. Contoh pemantulan cahaya yang biasa kita temukan dalam sehari-hari adalah pantulan pepohonan di dekat danau

Pemandangan yang indah  dari pantulan air terhadap pepohonan di pinggir danau

 

Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, dimana getarannya (berupa medan listrik dan medan magnet) tegak lurus terhadap arah rambatnya. Oleh karena itu, gelombang elektromagnetik termasuk cahaya tergolong sebagai gelombang transversal. Gelombang eletromagnetik dapat merambat walau tanpa medium biasa disebut vakum. Hal inilah yang menyebabkan cahaya matahari dapat merambat melalu ruang tak bermedium (vakum) antara Matahari dan bumi. Kelajuan cahaya merambat yakni c = 300.000.000 m/s.

i = r

Hukum Pemantulan

Willebrord Snell (1591-1626)

Orang yang pertama kali mempelajari fenomena pemantulan cahaya adalah Willebrord Snell (1591-1626). Oleh sebab itu, hukum pemantulan biasa disebut juga dengan hukum Snell. Bunyi hukum ini yakni

1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar dan ketiganya berpotongan pada satu titik.

2  Sudut pantul sama dengan sudut datang

Pemantulan  sinar senter oleh cermin datar mematuhi hukum pemantulan

Pembentukan bayangan

Ketika cahaya dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya kemudian dihalangi oleh benda yang tidak tembus cahaya maka akan terbentuk bayangan dari benda pada layar yang diletakkan di belakang benda. Ketika sebuah benda kamu sorot dengan cahaya senter, maka akan terbentu bayangan benda tersebut yang ukurannya lebih besar dengan benda aslinya. Bentuk bayangan yang sebangun dengan bentuk aslinya membuktikan bahwa  cahaya merambat lurus. Dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Pembentukan bayangan yang sebangun dengan bentuk aslinya membuktikan cahaya merambat lurus

Pemantulan Teratur dan Pemantulan Baur (Difus)

Ketika berkas sinar sejajar diarahkan ke permukaan cermin seperti gambar di bawah, tampak bahwa berkas sinar sejajar yang mengenai cermin datar dipantulkan kembali pada arah yang sejajar juga. Fenomena ini terjadi karena permukaan cermin datar, halus, atau rata. Hal ini menyebabkan permukaan cermin datar tampak bersinar dengan terang. Fenomena pemantulan seperti ini biasa disebut pemantulan teratur.

Pemantulan Teratur

 

Ketika berkas sinar sejajar diarahkan pada sebuah kertas putih seperti gambar di bawah, tampak bahwa berkas sinar sejajar yang mengenai kertas tidak dipantulkan pada arah yang sejajar, melainkan berkas sinar dipantulkan ke segala arah. Namun tiap berkas sinar pantul tetap memenuhi hukum pemantulan cahaya. Fenomena ini terjadi karena permukaan kertas tidak rata atau kasar. Hal ini menyebabkan permukaan kertas tampak suram karena kurangnya cahaya yang dipantulkan ke arah mata kita. Fenomena pemantulan ini biasa disebut pemantulan baur atau difus.

Pemantulan Baur atau Difus

 

Dalam bidan fotografi, fotografer kadang  sengaja menggunakan layar putih untuk membaurkan cahaya, metode ini digunakan agar bayang yang dihasilkan tidak tajam dan hasil foto menjadi lebih menarik untuk dipandang.

Fotografer yang memanfaatkan layar putih untuk hasil foto yang menarik