1. The document discusses light and optical instruments, including the properties of light, reflection, refraction, formation of shadows using mirrors and lenses, and everyday optical devices. 2. Key points about light include that it travels in straight lines, can be reflected, refracted, undergoes interference and diffraction, and travels at 3x10^8 m/s in a vacuum. 3. Shadow formation using flat, concave, and convex mirrors and lenses is explained using ray diagrams. Equations for determining image distance and magnification are provided. 4. Everyday optical instruments like cameras, magnifying glasses, microscopes, and telescopes are briefly mentioned.

1. BAB 11
CAHAYA DAN ALAT OPTIK
IPA TERPADU KELAS 8A-8I
SMP NEGERI 1 CIWARINGIN

2. MAHA KUASA ALLAH YANG TELAH MENCIPTAKAN
CAHAYA

3. Tanpa cahaya, selamanya kita akan mengalami suasana gelap. Bersyukurlah
karena kita dapat melihat indahnya ciptaan Allah SWT. Alhamdulillah … ^_^

4. 1. Sifat-sifat Cahaya:
 merambat lurus
 dapat dipantulkan (refleksi)
 dapat dibiaskan (refraksi)
 merupakan gelombang elektromagnetik
 dapat mengalami pelenturan (difraksi)
 dapat dijumlahkan (interferensi)
 dapat diuraikan (dispersi)
 dapat diserap arah getarnya (polarisasi)
 cahaya dapat merambat dalam ruang hampa
dengan kecepatan 3 x 108 m/s.
A. SIFAT CAHAYA DAN PROSES PEMBENTUKAN BAYANGAN
DAFTAR ISI
2. Pembentukan Bayangan pada
Cermin:
 pada cermin datar
 pada cermin lengkung (cekung dan
cembung)
3. Lensa
 Pembentukan bayangan pada lensa
 Sinar-sinar istimewa pada pembiasan
cahaya oleh lensa cembung
 Pembentukan bayangn pada lensa
cembung menggunakan diagram sinar
 Pembiasan pada lensa cekung
 Persamaan pada lensa

5. B. INDRA PENGLIHATAN MANUSIA DAN HEWAN
1. Indra Penglihatan Manusia
2. Indra Penglihatan Serangga
DAFTAR ISI

6. C. ALAT OPTIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
1. Kamera
2. Lup (Kaca Pembesar)
3. Mikroskop
4. Teleskop
DAFTAR ISI

7. A. SIFAT CAHAYA DAN PROSES PEMBENTUKAN BAYANGAN
Merambat lurus
1. Sifat-sifat Cahaya

8. Dapat dipantulkan
(refleksi)
Hukum Pemantulan Cahaya menurut Snellius:
1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak
pada satu bidang datar.
2. Besar sudut dating (i) sama dengan besar sudut pantul
(r)

9. Cermin datar memiliki permukaan
yang rata dan licin.
Oleh karena itu, sinar pantulnya
menghasilkan berkas yang sejajar
menuju suatu arah tertentu.
Sedangkan permukaan papan
triplek kasar, penuh tonjolan, dan
lekukan (tidak rata).
Oleh karena itu, sinar pantulnya
tidak menuju ke satu arah
tertentu, tetapi menuju berbagai
arah secara tidak teratur.
Pemantulan cahaya oleh
permukaan rata disebut
pemantulan teratur, sedangkan
pemantulan cahaya oleh
permukaan yang tidak rata disebut
pemantulan baur/ difusi.
Cahaya yang dipantulkan benda-
benda di sekitarmu tidak
menyilaukan mata, tetapi terasa
teduh dan nyaman. Namun,
cahaya yang dipantulkan cermin
ke mata akan sangat menyilaukan

10. LATIHAN 1

11. Dapat dibiaskan (refraksi)
Cahaya dibiaskan saat melewati 2
medium yang kerapatannya berbeda.
contohnya sendok yang dimasukkan
ke gelas (dari medium udara ke air).
Pembiasan tidak terjadi jika cahaya
masuk dengan posisi tegak lurus
bidang batas kedua medium.

12. Merupakan gelombang elektromagnetik
Gambar di samping adalah sprektrum cahaya
tampak. Cahaya tampak adalah cahaya
yang memiliki panjang gelombang
elektromagnetik yag dapat dideteksi mata
manusia.
Cahaya hijau memiliki panjang gelombang
sekitar 600 nm dan hanya bisa terlihat jika
benda berwarna hijau menyerap spectrum
cahaya dengan panjang gelombang < 500
nm dan > 500 nm.

13. Sifat pembentukan bayangan pada
cermin datar :
 Jarak bayangan ke cermin (s) =
jarak benda ke cermin (s’)
 Tinggi bayangan = tinggi benda
 Bayangan bersifat tegak dan
maya, di belakang cermin
 Titik bayangan = perpotongan
sinar-sinar pantul (garis putus-
putus)
2. Pembentukan Bayangan pada Cermin
Pembentukan bayangan pada cermin datar

14. Pemantulan pada cermin cekung
Titik M= titik pusat kelengkungan cermin Titik O=
vertex (titik temu antara sumbu utama dengan
cermin)
Titik F= titik api (fokus), letaknya antara pusat (M) dan
vertex (O)
R= 2f= jari-jari kelengkungan cermin, contohnya OM
f= OF= jarak fokus (vertex ke titik api)
Garis OM= sumbu utama cermin
Pembentukan bayangan pada cermin lengkung (cekung dan cembung)
Jika sinar datangnya KB, maka garis normalnya MB
dan sudut datangnya KBM (α). Sedangkan sinar
pantulnya BC dan sudut pantulnya MBC (α).
Jika sinar datangnya KD, maka garis normalnya MD
dan sudut datangnya KDM (β). Sedangkan sinar
pantulnya DC dan sudut pantulnya MDC (β).
Cermin cekung bersifat
konvergen
(mengumpulkan/
memfokuskan sinar).
Berkas sinar sejajar sumbu
utama mengumpul di titik
fokus. Cermin cekung
(konkaf) disebut juga
cermin positif.
Cermin Cekung

15. Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cekung:
Langkah-langkah melukis
bayangan pada cermin cekung:
1. Pilih 1 titik pada bagian ujung
atas benda dan lukis 2 sinar
datang melalui titik tersebut
menuju cermin
2. Pantulkan 2 sinar sesuai kaidah
sinar istimewa cermin cekung
3. Tandai titik potong sinar pantul
sebagai tempat bayangan
benda
4. Lukis perpotongan sinar-sinar
pantul tersebut.

16. 1. Benda berada pada jarak lebih dari R (depan
M/ Ruang III)
2. Benda di titik fokus F
Cara Melukis Pembentukan Bayangan oleh Cermin Cekung
3. Benda di antara cermin dan F (OF/
Ruang I)
4. Benda tepat berada di M
Bayangan yang terbentuk bersifat
nyata, terbalik dan diperkecil Bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar
Bayangan bersifat nyata, terbalik, dan sama besar
Bayangan tidak
terbentuk atau
letak bayangan
jauh tak
terhingga

17. Pembagian Nomor Ruang pada Cermin Cekung (Dalil Esbach):
Rumus dalil Esbach:
Rbenda + Rbayangan = 5
(Jumlah ruang benda
dengan ruang bayangan
adalah 5)

18. Persamaan Cermin Cekung
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’= jarak bayangan (layar) ke
cermin (cm)
M = perbesaran
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’= jarak bayangan (layar) ke
cermin (cm)
h = tinggi benda (cm)
h’ = tinggi bayangan (cm)

19. Contoh soal
Sebuah benda diletakkan 10 cm di
depan cermin cekung. Jika jarak
fokus cermin 6 cm, tentukan jarak
bayangan yang dibentuk, nyatakan
sifat-sifatnya, dan buatlah gambar
diagram sinarnya!
Penyelesaian
Dik: s = 10 cm (di ruang II)
f = 6 cm
Dit: s’, sifat bayangan, dan
gambar diagram?
Jawab:
1
f
=
1
s
+
1
s′
1
6
=
1
10
+
1
s′
1
s′
=
1
6
−
1
10
1
f
=
1
s
+
1
s′
s’ =
𝟑𝟎
𝟐
= 15 cm
M =
𝒔′
𝒔
=
𝟏𝟓
𝟏𝟎
= 1,5 kali
Jadi, jarak bayangannya 15 cm, perbesarannya 1,5 kali, serta bayangannya bersifat
nyata (di depan cermin cekung), terbalik (lihat diagram sinar), dan diperbesar (lihat
diagram sinar dan hasil perhitungan M).

20. Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cembung:
Cermin Cembung

21. Sinar-sinar Istimewa pada Cermin Cembung
Pada cermin cembung juga berlaku hukum-hukum pemantulan, yaitu besar
sudut datang = besar sudut pantul.
Langkah-langkah melukis bayangan pada cermin cembung:
1. Pilih 1 titik pada bagian ujung atas benda dan lukis 2 sinar datang
melalui titik tersebut menuju cermin.
2. Pantulkan 2 sinar sesuai kaidah sinar istimewa cermin cembung.
3. Tandai titik potong sinar pantul/ perpanjangan sinar pantul. sebagai
tempat bayangan benda.
4. Lukis bayangan pada perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul
tersebut.

22. Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung
Sifat bayangan:
 maya
 tegak
 diperkecil
Contoh pemanfaatannya:
 spion mobil
 motor
Cermin cembung bersifat divergen
(menyebarkan sinar/ cahaya).
Cermin cembung di sebut juga cermin
konveks (cermin negatif).

23. Persamaan Cermin Cembung
Persamaan yang berlaku pada cermin cekung, berlaku pula pada cermin cembung.
Tapi, titik fokus F dan titik pusat kelengkungan cermin M pada cermin cembung
terletak di belakang cermin dan harga f maupun R-nya bernilai negatif (-).
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’= jarak bayangan (layar) ke
cermin (cm)
M = perbesaran
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’= jarak bayangan (layar) ke cermin
(cm)
h = tinggi benda (cm)
h’ = tinggi bayangan (cm)

24. Contoh soal
Sebuah cermin cembung memiliki
jari-jari kelengkungan 30 cm.
Jika benda diletakkan 10 cm di depan
cermin cembung, tentukan jarak
bayangan yang dibentuk, nyatakan
sifat-sifatnya, dan buatlah gambar
diagram sinarnya!
Penyelesaian
Dik: s = 10 cm (di ruang I)
f = ½ jari-jari kelengkungan
= ½ x 30 cm = 30 cm
Dit: s’, sifat bayangan, dan gambar
diagram?
Jawab:
1
f
=
1
s
+
1
s′
1
−15
=
1
10
+
1
s′
1
s′
=
1
−15
−
1
10
1
s′
=
−2 − 3
30
s’ =
𝟑𝟎
−𝟓
= -6 cm
M =
𝒔′
𝒔
=
−𝟔
𝟏𝟎
= 0,6 kali
Jadi, jarak bayangan -6 cm, perbesaran 0,6 kali, serta bayangan bersifat maya (di belakang
cermin), tegak (lihat diagram sinar), dan diperkecil (lihat diagram sinar dan perbesaran M).

25. LATIHAN 2
Setelah memahami cara melukis
bayangan pada cermin cembung,
lukiskan letak bayangan benda jika:
a. Benda diletakkan pada jarak lebih
dari R
b. Benda diletakkan di titik fokus
c. Benda diletakkan di antara cermin
dan tittik fokus
LATIHAN 3
1. Sebuah benda diletakkan di depan
cermin cekung pada jarak 4 cm. jika
titik fokus cermin tersebut adalah 8 cm,
berapa jarak bayangan terhadap
benda? Gambar dan sebutkan sifat
bayangan yang terbentuk!
2. Sebuah benda diletakkan di depan
cermin cembung pada jarak 3 cm. jika
titik fokus cermin tersebut adalah 6 cm,
berapa jarak bayangan terhadap
benda? Gambar dan sebutkan sifat
bayangan yang terbentuk!

26. JEDA (MATERI SELANJUTNYA
UNTUK PEKAN BERIKUTNYA)

27. 3. Lensa
Lensa adalah benda bening dengan
permukaan berbentuk cekung atau
cembung dan berfungsi untuk
membiaskan cahaya.
Contoh lensa adalah lup
yang berfungsi
memperbesar bayangan
benda yang akan diteliti.
a. Pembentukan Bayangan pada Lensa

28. b. Sinar-sinar Istimewa pada Pembiasan Cahaya oleh Lensa Cembung
Ingat peristiwa
pembiasan!
Saat melewati 2 medium
berbeda, besar kecepatan
cahaya akan berubah
sehingga cahaya terlihat
dibelokkan.
Contoh: sendok tampak
bengkok saat diletakkan di
dalam gelas berisi air.

29. c. Melukis Pembentukan Bayangan pada Lensa Cembung
Menggunakan Diagram Sinar
Sifat bayangan yang
terbentuk pada lensa
cembung bergantung
pada posisi benda.

30. d. Pembiasan pada Lensa Cekung
Sifat bayangan yang terbentuk pada lensa
cekung bergantung pada posisi benda.
Selain itu, sifat-sifat bayangan dapat ditentukan
melalui Dalil Esbach seperti lensa cekung.
Sifat bayangan:
Maya, tegak, diperkecil, dan terletak di
depan lensa.
Sinar Istimewa pada Lensa Cekung

31. e. Persamaan pada Lensa
f = jarak fokus (cm)
s = jarak benda (cm)
s’= jarak bayangan (cm)
D = kuat lensa (dioptri), berbanding
terbalik dengan f
M = perbesaran
s = jarak benda ke cermin (cm)
s’= jarak bayangan (layar) ke cermin
(cm)
h = tinggi benda (cm)
h’ = tinggi bayangan (cm)
D =
1
f
(kalau f-nya dalam
satuan m)
D =
100
f
(kalau f-nya dalam
satuan cm)
Pada lensa cembung, titik fokus bernilai positif (seperti cermin cekung).
Sedangkan pada lensa cekung, titik fokus bernilai negatif (seperti cermin cembung)

32. 1. Sebuah lensa cembung memiliki titik fokus 10
cm. Jika benda diletakkan pada jarak 20 cm,
dimanakah letak bayangan benda dan
berapakah perbesarannya? Buat diagram
sinarnya!
2. Sebuah lensa cekung memiliki titik fokus 10
cm. Jika benda diletakkan pada jarak 30 cm,
dimanakah letak bayangan benda dan
berapakah perbesarannya? Buat diagram
sinarnya!
LATIHAN 4

33. B. INDERA PENGLIHATAN MANUSIA DAN HEWAN
1. Indera Penglihat Manusia (Mata)
a. Pentingnya Cahaya bagi Mata
Saat menutup mata, kita tidak dapat
melihat apapun karena tidak ada cahaya
yang masuk ke mata.
Mata dapat melihat karena ada cahaya
yang mengenai benda kemudian
dipantulkan ke mata kita.
b. Pembentukan Bayangan pada Mata
Manusia

34. c. Bagian-bagian Mata Manusia

35. 1. Kornea
Berbentuk seperti bola
diameter ± 2,5 cm. Terdiri
dari lapisan terluar (sklera)
berwarna putih dan bagian
bening (kornea). Fungsi
kornea: memfokuskan
bayangan pada retina.
2. Iris (Selaput Pelangi)
Dari kornea, cahaya menuju
pupil. Pupil adalah bagian
berwarna hitam dan
dikelilingi iris, fungsinya
untuk jalan cahaya menuju
mata. Iris adalah bagian
berwarna pada mata di
belakang kornea. Warna
mata = warna iris. Besar
kecilnya iris dan pupil
tergantung cahaya yang
masuk ke mata.
3. Lensa Mata
Dari pupil, cahaya menuju lensa yang berbentuk
bikonveks (cembung depan-belakang) seperti lup.
Bersifat fleksibel karena adanya otot siliar. Saat
melihat benda yang jaraknya jauh, otot siliaris
mengalami relaksasi (mata tidak berakomodasi).
Sedangkan saat melihat benda yang jaraknya
dekat, otot siliaris mengalami kontraksi (mata
berakomodasi maksimum).
4. Retina
Dari lensa, cahaya membentuk bayangan dan
ditangkap retina. Retina adalah sel fotoreseptor
yang sensitive terhadap cahaya matahari yang
letaknya di bagian belakang mata. Sel fotoreseptop
terdiri dari sel kerucut dan sel batang. Sel kerucut
(jumlahnya ± 125 juta) bekerja maksimal di tempat
terang, sedangkan sel batang (jumlahnya 6,5-7
juta) sebaliknya. Sel batang mengandung pigmen
rodopsin (senyawa vi. A dan protein). Sedangkan
sel kerucut mengandung pigmen iodopsin
(senyawa retinin dan opsin). Ada 3 sel kerucut
yang peka terhadap warna merah, biru, dan hijau.
Tahukah kamu?
Iris memberi warna pada mata dan
bisa dijadikan pengganti sidik jari
sebagai tanda pengenal pribadi dengan
tingkat keakuratan yang tinggi.

36. d. Gangguan pada Indra Penglihat
1. Hipermetropi (Rabun Dekat)
Pada penderita hipermetropi (tidak dapat melihat
benda pada jarak dekat), bayangan benda jatuh di
belakang retina dan dapat dibantu dengan kacamata
positif, karena lensa cembung mengumpulkan cahaya
sebelum masuk ke mata.
Rumus: PH =
𝟏𝟎𝟎
𝒔
-
𝟏𝟎𝟎
𝑷𝑷
PH = kekuatan lensa hipermetropi (dioptri atau D)
s = jarak benda di depan kacamata (cm)
PP = Punctum Proximum = titik dekat mata (cm)
Contoh soal
Titik dekat mata seseorang terletak pada jarak 120 cm
di depan matanya. Untuk bisa melihat jelas pada jarak
30 cm, berapa kekuatan lensa yang harus digunakan?
Penyelesaian:
Dik: PP = 120 cm s = 30 cm
Dit: PH?
Jawab:
PH =
100
𝑠
-
100
𝑃𝑃
=
100
30
-
100
120
=
400−100
120
=
300
120
= 2,5 D
Jika jarak benda s tidak disebutkan dalam soal, pakai
25 cm saja. Berikut perhitungannya:
PH =
100
25
-
100
𝑃𝑃
= 4 -
100
120
= 4 – 0,83 = 3,16 D
Adakah temanmu yang memakai kacamata
karena penglihatannya terganggu?
Penglihatan yang normal bisa melihat objek/
benda dengan jelas pada jarak 25-30 cm.

37. 2. Miopi (Rabun Jauh)
Pada penderita miopi (tidak dapat melihat benda pada
jarak jauh), bayangan benda jatuh di depan retina dan
dapat dibantu dengan kacamata negatif, karena lensa
cekung menyebar cahaya sebelum masuk ke mata.
Rumus: PM = -
𝟏𝟎𝟎
𝑷𝑹
PM = daya lensa penderita miopi (dioptri atau D)
PR= Punctum Remotum= titik jauh mata (cm)
Contoh soal
Seseorang hanya mampu melihat jelas
benda di depannya paling jauh 50 cm.
berapa kekuatan kacamata orang tersebut?
Penyelesaian:
Dik: PR = 100 cm
Dit: PM?
Jawab:
PM = -
100
𝑃𝑅
= -
100
50
= -2 D

38. 3. Presbiopi (Buta Warna)
Masih ingatkah kamu tentang sel kerucut pada mata?
Nah, gangguan penglihatan kali ini berhubungan dengan
sel kerucut. Buta warna adalah ketidakmampuan sel-sel
kerucut untuk menangkap warna tertentu dan biasanya
faktor keturunan.
Ada buta warna total dan ada buta warna sebagian.
Buta warna total: hanya bisa melihat warna hitam-
putih
Buta warna sebagian: tidak dapat melihat warna
merah, hijau, dan biru.
Berikut ini huruf tokek atau Uji Ishihara untuk menguji
buta warna atau tidaknya seseorang:
4. Presbiopi
Disebut juga rabun jauh dan dekat/ rabun
tua/ rabun senja karena seringkali diderita oleh
orang yang sudah tua.
Baik dekat maupun jauh, penderitanya kesulitan
melihat benda-benda akibat berkurangnya daya
akomodasi mata.
Kacamata yang dapat membantu penderita
presbiopi adalah kacamata rangkap/ bifokal
(cembung-cekung)
5. Astigmatisma
Disebut juga silinder, yaitu gangguan akibat
penyimpangan dalam pembentukan bayangan
pada lensa. Lensa mata tidak mampu
memberikan gambaran garis vertikal dan
horizontal secara bersamaan. Kacamata yang
digunakan adalah kacamata dengan lensa
silindris.

39. 2. Indera Penglihatan Serangga
Berbeda dengan manusia yang hanya memiliki 2
mata, serangga seperti lalat, lebah, kumbang,
belalang, dan lainnya memiliki banyak mata atau
yang disebut mata majemuk.
Masing-masing mata disebut omatidium
berbentuk segi enam (jamak: omatidia).
Fungsi tiap omatidium: reseptor penglihatan
yang terpisah.
Bagian-bagian omatidium: lensa, kerucut
kristalin, sel-sel penglihatan, sel-sel berpigmen.
Contoh: lalat rumah dengan 6.000 bentuk
omatidium bisa digerakkan ke arah yang berbeda-
beda. Tiap omatidium ada 8 neuron, jadi totalnya
6.000 x 8 = 48.000 sel pengindra. Dengan
demikian, lalat bisa memroses 100 gambar per
detik. Maasyaa Allah …

40. C. ALAT OPTIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
1. Kamera
2. Kaca Pembesar/ Lup
Pengamatan lup dengan mata
berakomodasi dan mata tidak
berakomodasi
Shutter berfungsi mengatur jumlah cahaya
yang masuk ke lensa.
Sifat bayangan: nyata, terbalik, diperkecil
Alat optik ini sering
dipakai di film
detektif. Agar mata
tidak terus-terusan
berakomodasi dan
mudah lelah,
letakkan benda di
titik fokus lup.

41. 3. Mikroskop
Pembentukan bayangan pada mikroskop
Alat laboratorium ini tentu sudah tidak asing buat kamu saat praktikum
mengamati penampang melintang bagian tumbuhan maupun makhluk
hidup mikroskopis (mikroorganisme).
Mikroskop memiliki 2 lensa utama: lensa okuler dan lensa objektif.

42. 4. Teleskop
Teleskop bias Teleskop pantul
Pemandangan langit pada malam hari selalu terlihat indah saat bersih dari
awan, karena kita bisa melihat bulan dan banyak bintang.
Nah, dengan hadirnya teleskop, kita bisa melihat permukaannya tanpa harus
pergi ke bulan, lho!
Teleskop adalah alat optic yang bisa membuat benda-benda yang letaknya
jauh terlihat dekat.
Ada 2 jenis teleskop: teleskop bias dan teleskop pantul. Apa bedanya?
Kamu bisa menemukan jawabannya dengan mengamati perbedaan
keduanya.

43. UJI KOMPETENSI

45. Bismillaahirrahmaanirrahiim...
Alhamdulillah, thanks
for your attension
See you all
Wassalaamu’alaikum …
Referen
si
Team Teaching:
Lin Indah Hidayati
Mohammad Jamaludin
Diyah Fitriyanah