|
[[Berkas:Plane wave wavefronts 3D.svg|jmpl|ka|300px|Muka gelombang]]
[[Berkas:Onde plane 3d.jpg|thumb|right|300px|As light wave travels through space, it oscillates in amplitude. In this image, each maximum amplitude [[crest (physics)|crest]] is marked with a [[plane (geometry)|plane]] to illustrate the [[wavefront]]. The ray is the arrow [[perpendicular]] to these [[parallel (geometry)|parallel]] surfaces.]]
'''Optika geometris''' atau '''optika sinar''' ([[bahasa Inggris|en]]:'''''geometrical optics''''', menjabarkan perambatan cahaya sebagai [[vektor]] yang disebut [[sinar]]. '''[[Sinar]]''' adalah sebuah abstraksi atau "instrumen" yang digunakan untuk menentukan arah perambatan cahaya. Sinar sebuah cahaya akan tegak lurus dengan [[muka gelombang]] ([[Bahasa inggris|Inggris]]:''wavefront'') cahaya tersebut, dan ko-linear terhadap vektor [[gelombang]].
Menurut [[prinsip Fermat]], jarak yang ditempuh sebuah [[sinar]] antara dua buah titik, adalah jarak tempuh terpendek dan tercepat.<ref>Arthur Schuster, ''An Introduction to the Theory of Optics'', London: Edward Arnold, 1904 [http://books.google.com/books?vid=OCLC03146755&id=X0AcBd-bcCwC&pg=PA41&lpg=PA41&dq=fermat%27s-principle online].</ref> Sebelumnya, pada tahun 60, [[Heron]] dari [[Alexandria]], seorang ahli matematikamatematikawan berkebangsaan [[Yunani]] yang tinggal di salah satu propinsiprovinsi [[Roma]], ''Ptolemaic Egypt'', menjelaskan prinsip [[refleksi]] [[sinar]] cahaya dengan jarak tempuh terkecil dalam [[medium]] dengan beberapa [[cermin]] datar. [[Ibn al-Haytham]], dalam bukunya [[Kitab al-Manazir]] atau ''Book of Optics'' pada tahun 1021 memperluas prinsip [[Heron]] untuk [[refleksi]] dan [[refraksi]] dan menetapkan versi pertama ''principle of least time''<ref>Pavlos Mihas (2005). [http://www.ihpst2005.leeds.ac.uk/papers/Mihas.pdf Use of History in Developing ideas of refraction, lenses and rainbow] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120527202345/http://www.ihpst2005.leeds.ac.uk/papers/Mihas.pdf |date=2012-05-27 }}, Demokritus University, Thrace, Greece.</ref> dengan definisi '''[[sinar]]''' sebagai aliran [[partikel]] energi<ref name=Rashed>{{Citation |last=Rashed |first=Roshdi |year=2007 |title=The Celestial Kinematics of Ibn al-Haytham |journal=Arabic Sciences and Philosophy |volume=17 |pages=7–55 [19] |publisher=[[Cambridge University Press]] |doi=10.1017/S0957423907000355 }}: {{quote|"In his optics ‘‘the smallest parts of light’’, as he calls them, retain only properties that can be treated by geometry and verified by experiment; they lack all sensible qualities except energy."}}</ref> yang merambat dengan kecepatan konstan<ref name=MacTutor>{{MacTutor|id=Al-Haytham|title=Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham}}</ref><ref name=MacKay>{{citation|title=Scientific Method, Statistical Method and the Speed of Light|first1=R. J.|last1=MacKay|first2=R. W.|last2=Oldford|journal=Statistical Science|volume=15|issue=3|date=August 2000|pages=254–78|doi=10.1214/ss/1009212817}}</ref><ref name="Hamarneh">Sami Hamarneh (March 1972). Review of Hakim Mohammed Said, ''Ibn al-Haitham'', ''[[Isis (journal)|Isis]]'' '''63''' (1), p. 119.</ref> pada jarak tempuh yang lurus<ref name=MacTutor/> dengan [[radiasi]] ke segala arah. Hanya satu [[sinar]] yang terlihat yaitu [[sinar]] dengan [[radiasi]] tegak lurus terhadap arah pandang [[mata]]. Penyederhanaan ''principle of least time'' ditulis oleh [[Pierre de Fermat]] pada suratnya ke ''Cureau de la Chambre'' tertanggal 1 Januari 1662, segera mendapat sanggahan oleh [[Claude Clerselier]], seorang ahli [[optika]] dan juru bicara ternama golongan ''Cartesian'' pada bulan Mei 1662. Salah satu sanggahannya:
<blockquote>
Pada masa kini, definisi [[prinsip Fermat]] menambahkan jarak tempuh [[sinar]] yang stasioner.
Optika geometris menjelaskan sifat [[cahaya]] dengan [[pendekatan paraksial]] atau ''smallhampiran anglesudut approximation''kecil dengan penjabaran matematis yang [[Lincoln Near-Earth Asteroid Research|linear]], sehingga komponen optik dan sistem kerja cahaya seperti ukuran, posisi, magnifikasipembesaran subyek yang dijelaskan menjadi lebih sederhana, diantaranya dengan teknik optik Gaussian dan [[penelusuran sinar paraksial]].<ref>{{cite book|author=J. E. Greivenkamp|year=2004|title=Field Guide to Geometrical Optics. SPIE Field Guides vol. '''FG01'''|url=https://archive.org/details/fieldguidetogeom0000grei|publisher=SPIE|isbn=0819452947|pages=19–20[https://archive.org/details/fieldguidetogeom0000grei/page/19 19]–20}}</ref> '''Cahaya''' didefinisikan sebagai [[partikel]] yang merambat, yang disebut [[sinar]]. [[Ali Sina Balkhi]] (980–1037), juga mengatakan bahwa ''the perception of light is due to the emission of some sort of particles by a luminous source''.<ref name="Sarton">[[George Sarton]], ''Introduction to the History of Science'', Vol. 1, p. 710.</ref> [[Pierre Gassendi]] pada tahun 1660 membuat proposal [[teori partikel]] cahaya. [[Isaac Newton]] mempelajari teori [[Pierre Gassendi|Gassendi]] dan [[teori plenum]] [[René Descartes|Descartes]]. Pada tahun 1675, [[Isaac Newton|Newton]] dalam buku ''Hypothesis of Light'' membuat ''Corpuscular theory of Light'' yang direvisi hingga tahun 1704 dalam bukunya ''Opticks'', yang menerangkan fenomena [[refleksi]] dan [[refraksi]] cahaya dengan asumsi cepat rambat yang lebih tinggi ketika cahaya melalui [[medium]] yang padat tumpat karena daya tarik [[gravitasi]] yang lebih kuat. Teori ini mengilhami [[Pierre Simon marquis de Laplace]] dengan [[hipotesahipotesis lobang hitam]], sebuah benda yang sangat padat hingga cahaya pun tidak dapat lepas dari padanya. [[Pierre Simon marquis de Laplace|Laplace]] menarik hipotesanya saat [[teori gelombang]] optik fisis bermunculan. Essay [[Pierre Simon marquis de Laplace|Laplace]] kemudian dikembangkan oleh [[Stephen Hawking]] dan [[George F.R. Ellis]] dalam buku ''The large scale structure of space-time''.
== [[Refleksi]] ==
[[Berkas:Reflection angles.svg|framebingkai|Diagram refleksi sinar cahaya spekular]]
'''Refleksi''' atau pantulan cahaya terbagi menjadi 2 tipe: ''specular reflection'' dan ''diffuse reflection''.
''Specular reflection'' menjelaskan perilaku pantulan [[sinar]] cahaya pada permukaan yang mengkilap dan rata, seperti [[cermin]] yang memantulkan [[sinar]] cahaya ke arah yang dengan mudah dapat diduga. Kita dapat melihat [[citra]] wajah dan badan kita di dalam [[cermin]] karena pantulan [[sinar]] cahaya yang baik dan teratur. Menurut [[hukum refleksi]] untuk [[cermin]] datar, jarak subyek terhadap permukaan [[cermin]] berbanding lurus dengan jarak [[citra]] di dalam [[cermin]] namun ''parity inverted'', persepsi arah kiri dan kanan saling terbalik. Arah [[sinar]] terpantul ditentukan oleh sudut yang dibuat oleh [[sinar]] cahaya insiden terhadap normal permukaan, garis tegak lurus terhadap permukaan pada titik temu [[sinar]] insiden. [[Sinar]] insiden dan pantulan berada pada satu bidang dengan masing-masing sudut yang sama besar terhadap normal.<ref name=Geoptics>{{cite book|title=University Physics 8e|author=H. D. Young|publisher=Addison-Wesley|year=1992|isbn=0201529815}}Chapter 35</ref>
[[Citra]] yang dibuat dengan pantulan dari 2 (atau jumlah kelipatannya) [[cermin]] tidak ''parity inverted''. ''Corner retroreflector'' memantulkan [[sinar]] cahaya ke arah datangnya [[sinar]] insiden.<ref name=Geoptics />
''Diffuse reflection'' menjelaskan pemantulan [[sinar]] cahaya pada permukaan yang tidak mengkilap ([[Bahasa inggris|Inggris]]:''matte'') seperti pada [[kertas]] atau [[batu]]. Pantulan [[sinar]] dari permukaan semacam ini mempunyai distribusi [[sinar]] terpantul yang bergantung pada struktur mikroskopik permukaan. [[Johann Heinrich Lambert]] dalam ''Photometria'' pada tahun 1760 dengan [[hukum kosinus Lambert]] (atau '''cosine emission law''' atau '''Lambert's emission law''') menjabarkan [[intensitas]] [[radian]] luminasi [[sinar]] terpantul yang proposional dengan nilai kosinus sudut θ antara pengamat dan normal permukaan ''Lambertian'' dengan persamaan:
:<math>
</math> photons/(s·cm<sup>2</sup>·sr)
== [[Refraksi]] ==
[[Berkas:Snells law.svg|thumbjmpl|300px|Illustrasi [[hukum Snellius]] untuk n1 < n2, seperti pada antarmuka udara/air. θ1 dan θ2 adalah [[sudut kritis bias]] dimana [[sinar]] merah merambat menurut [[prinsip Fermat]] dan membentuk [[jendela Snellius]]. Pada sudut yang lebih besar terjadi ''total internal reflection'' sedangkan pada sudut yang lebih kecil, cahaya akan merambat lurus.]]
Ketika [[gelombang elektromagnetik]] menyentuh permukaan [[medium dielektrik]] dari suatu sudut, ''leading edge'' gelombang tersebut akan melambat sementara ''trailing edge''nya tetap melaju normal.<ref>{{cite web
|last=Henderson
{{ cite web
|last=Henderson |first=T
|year=
|url=http://www.glenbrook.k12.il.us/GBSSCI/PHYS/CLASS/refrn/u14l2b.html
|work=The Physics Classroom Tutorial
|accessdate=2009-08-21
|archive-date=2009-05-30
}}</ref> Penurunan kecepatan ''leading edge'' disebabkan karena interaksi dengan [[elektron]] dalam [[medium]] tersebut.<ref> ▼ |archive-url=https://web.archive.org/web/20090530164827/http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/Phys/class/refrn/u14l2b.html
|dead-url=yes
▲ }}</ref> Penurunan kecepatan ''leading edge'' disebabkan karena interaksi dengan [[elektron]] dalam [[medium]] tersebut.<ref>
{{cite book
|last=Feynman |first=RP
|year=1963
|title=Lectures on Physics Volume II
|publisher=[[Addison-Wesley]]
|pages=32:1–32:3
}}</ref> Saat ''leading edge'' menumbuk [[elektron]], [[energi]] [[gelombang]] tersebut akan diserap dan kemudian di[[radiasi]] kembali. Penyerapan dan re-[[radiasi]] ini menimbulkan keterlambatan sepanjang arah perambatan [[gelombang]]. Kedua hal tersebut menyebabkan perubahan arah rambat [[gelombang]] yang disebut [[refraksi]] atau pembiasan. Perubahan arah rambat [[gelombang cahaya]] dapat dihitung dari [[indeks bias]] berdasarkan [[hukum Snellius]]:
* <math>v_1</math> dan <math>v_2</math> adalah [[kecepatan gelombang]] cahaya dalam masing-masing [[medium]]
[[Berkas:lens3b.svg|jmpl|Letak bayangan benda akibat proses refraksi pada lensa]]
[[Hukum Snellius]] juga disebut '''Law of refraction''' atau '''Law of sines''' (penulisan "Snell" daripada "Snel" terjadi karena penggunaan nama Latin "Snellius"<ref>{{cite book | title = The Appreciation of Ancient and Medieval Science During the Renaissance | author = George Sarton | url = http://books.google.com/books?id=q9oZAAAAMAAJ&q=snell+snel+snellius&dq=snell+snel+snellius&lr=&as_brr=0&ei=_ltwR8_IFofgswOopJWeBw&pgis=1 | publisher = University of Pennsylvania Press | year = 1955 | pages = xiii | nopp = true}}</ref>) dikemukakan oleh [[Willebrord Snellius]] pada tahun 1621 sebagai rasio yang terjadi akibat [[prinsip Fermat]]. Pada tahun 1637, [[René Descartes]] secara terpisah menggunakan ''heuristic momentum conservation in terms of sines'' dalam tulisannya ''[[Discourse on Method]]'' untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada [[medium]] yang lebih padat karena '''cahaya''' adalah [[gelombang]] yang timbul akibat terusiknya ''plenum'', substansi kontinu yang membentuk [[alam semesta]]. ▼
Perhitungan letak bayangan pada lensa dan cermin akan mengikuti:
==Referensi==
:<math>\frac{1}{S_1} + \frac{1}{S_2} = \frac{1}{f} </math>
di mana
:<math>S_1</math> adalah jarak objek/benda dari lensa/cermin
:<math>S_2</math> adalah jarak bayangan benda dari lensa/cermin
:<math>f</math> adalah [[jarak fokus]] = R/2.
Rumus perhitungan untuk perbesaran bayangan, M:
:<math> M = - \frac{S_2}{S_1} = \frac{f}{f - S_1} </math>
di mana tanda negatif menyatakan objek yang terbalik (objek yang berdiri tegak memakai tanda positif).
▲[[Hukum Snellius]] juga disebut ''' LawHukum of refractionpembiasan''' atau ''' LawHukum of sinessinus''' (penulisan "Snell" daripada "Snel" terjadi karena penggunaan nama Latin "Snellius"<ref>{{cite book | title = The Appreciation of Ancient and Medieval Science During the Renaissance | author = George Sarton | url = http://books.google.com/books?id=q9oZAAAAMAAJ&q=snell+snel+snellius&dq=snell+snel+snellius&lr=&as_brr=0&ei=_ltwR8_IFofgswOopJWeBw&pgis=1 | publisher = University of Pennsylvania Press | year = 1955 | pages = xiii | nopp = true}}</ref>) dikemukakan oleh [[Willebrord Snellius]] pada tahun 1621 sebagai rasio yang terjadi akibat [[prinsip Fermat]]. Pada tahun 1637, [[René Descartes]] secara terpisah menggunakan ''heuristic momentum conservation in terms of sines'' dalam tulisannya ''[[Discourse on Method]]'' untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada [[medium]] yang lebih padat karena '''cahaya''' adalah [[gelombang]] yang timbul akibat terusiknya ''plenum'', substansi kontinu yang membentuk [[alam semesta]].
== Rujukan ==
{{reflist}}
[[Kategori:Optika]]
| 