Semua orang tahu atau setidaknya pernah mendengar bahwa cahaya memiliki sifat pembiasan dan pemantulan. Tetapi hanya rumus optik geometris dan gelombang yang dapat menjelaskan bagaimana, atau lebih tepatnya, atas dasar apa, ini terjadi. Dan semua ajaran ini didasarkan pada konsep "sinar", yang diperkenalkan oleh Euclid tiga abad sebelum zaman kita. Jadi apa itu balok, secara ilmiah?
Berkas adalah garis lurus yang dilalui gelombang cahaya. Bagaimana, mengapa - pertanyaan ini dijawab dengan rumus optik geometris, yang merupakan bagian dari optik gelombang. Yang terakhir, seperti yang mungkin diasumsikan, memperlakukan sinar sebagai gelombang.
Rumus optik geometris
Hukum perambatan bujursangkar: sinar dalam medium yang sejenis cenderung merambat lurus. Artinya, cahaya bergerak di sepanjang jalur terpendek yang ada di antara dua titik. Anda bahkan bisa mengatakan bahwa berkas cahaya berusaha untuk menghemat waktu sendiri. Hukum ini menjelaskan fenomena bayangan dan penumbra.
Misalnya, jika sumber cahaya itu sendiri berukuran kecil atau terletak pada jarak yang sangat jauh sehinggaukuran dapat diabaikan, berkas cahaya membentuk bayangan yang jelas. Namun jika sumber cahayanya besar atau sangat dekat, maka berkas cahaya tersebut membentuk bayangan kabur dan bayangan parsial.
Hukum Perbanyakan Mandiri
Sinar cahaya cenderung merambat secara independen satu sama lain. Artinya, mereka tidak akan mempengaruhi satu sama lain dengan cara apapun jika mereka berpotongan atau melewati satu sama lain dalam beberapa media homogen. Sinar-sinar tersebut seolah tidak menyadari keberadaan sinar-sinar lain.
Hukum Pemantulan
Mari kita bayangkan seseorang mengarahkan laser pointer ke cermin. Tentu saja, berkas tersebut akan dipantulkan dari cermin dan akan merambat di media lain. Sudut antara tegak lurus cermin dan sinar pertama disebut sudut datang, sudut antara tegak lurus cermin dan sinar kedua disebut sudut pantul. Sudut-sudut ini sama besar.
Rumus optik geometris mengungkapkan banyak situasi yang bahkan tidak terpikirkan oleh siapa pun. Misalnya, hukum pemantulan menjelaskan mengapa kita dapat melihat diri kita sendiri di cermin "langsung" persis seperti kita, dan mengapa permukaan melengkungnya menghasilkan bayangan yang berbeda.
Rumus:
a - sudut datang, b - sudut pantul.
a=b
Hukum pembiasan
Sinar datang, sinar bias, dan garis tegak lurus cermin terletak pada bidang yang sama. Jika sinus sudut datang dibagi dengan sinus sudut bias, maka diperoleh nilai n, yang konstan untuk kedua media.
n menunjukkan pada sudut berapa sinar dari medium pertama masuk ke medium kedua, dan bagaimana komposisi media ini berkorelasi.
Rumus:
i - sudut datang. r - sudut bias. n21 - indeks bias.
sin i/sin r=n2/ 1= n21
Hukum reversibilitas cahaya
Apa yang dikatakan hukum keterbalikan cahaya? Jika berkas merambat sepanjang lintasan yang ditentukan dengan baik dalam satu arah, maka ia akan mengulangi rute yang sama dalam arah yang berlawanan.
Hasil
Rumus optik geometris dalam bentuk yang agak disederhanakan menjelaskan cara kerja berkas cahaya. Tidak ada yang sulit dalam hal ini. Ya, rumus dan hukum optik geometris mengabaikan beberapa sifat alam semesta, tetapi pentingnya mereka bagi sains tidak dapat diremehkan.
