geometri adalah studi tentang cahaya yang diasumsikan merambat dalam garis lurus (sinar). Cabang ini sangat praktis dalam merancang alat optik.

1. Hukum Pemantulan (Refleksi)

Cahaya yang jatuh pada suatu permukaan akan dipantulkan. Hukumnya sederhana:

• Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal (garis tegak lurus permukaan) terletak pada satu bidang datar.
• Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r).

2. Hukum Pembiasan (Refraksi)

Terjadi saat cahaya melewati batas dua medium berbeda (misalnya udara ke air). Pembiasan disebabkan oleh perubahan kecepatan cahaya antar medium.

• Hukum Snellius: Hubungan antara sudut datang (θ1​), sudut bias (θ2​), dan indeks bias (n) kedua medium adalah: n1​sinθ1​=n2​sinθ2​
• Indeks Bias (n): Didefinisikan sebagai perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa (c) dengan kecepatan cahaya di medium tersebut (v): n=c/v.

3. Aplikasi: Cermin dan Lensa

Konsep pemantulan dan pembiasan digunakan untuk membentuk bayangan.

Alat Optik	Prinsip Dasar	Pembentukan Bayangan
Cermin	Pemantulan	Bayangan terbentuk berdasarkan perpotongan sinar pantul.
Lensa	Pembiasan	Bayangan terbentuk berdasarkan perpotongan sinar bias. Lensa terbagi dua: Cembung (mengumpulkan/konvergen) dan Cekung (menyebar/divergen).

Ekspor ke Spreadsheet

---

Optik Fisis: Sifat Gelombang Cahaya 🌊

Optik fisis memperlakukan cahaya sebagai gelombang elektromagnetik dan menjelaskan fenomena yang melibatkan interaksi gelombang.

1. Interferensi

Perpaduan dua atau lebih gelombang cahaya koheren (memiliki fase dan frekuensi yang sama) yang menghasilkan pola teratur.

• Interferensi Konstruktif: Terjadi jika gelombang bertemu pada fase yang sama (puncak bertemu puncak), menghasilkan gelombang dengan amplitudo lebih besar (pita terang).
• Interferensi Destruktif: Terjadi jika gelombang bertemu pada fase berlawanan (puncak bertemu lembah), menghasilkan pelemahan atau bahkan nol (pita gelap).
• Percobaan Young: Eksperimen klasik yang menunjukkan sifat gelombang cahaya melalui pola interferensi dari dua celah sempit.

2. Difraksi (Lenturan)

Pembelokan atau penyebaran gelombang cahaya ketika melewati celah atau mengelilingi tepi objek.

• Prinsip Huygens: Setiap titik pada muka gelombang dapat dianggap sebagai sumber gelombang sekunder.
• Difraksi Celah Tunggal: Menghasilkan pola terang-gelap yang lebih kompleks dibandingkan interferensi dua celah.

3. Polarisasi

Proses pembatasan getaran medan listrik pada gelombang cahaya hanya pada satu bidang saja. Cahaya alami (tak terpolarisasi) memiliki medan listrik yang bergetar ke segala arah tegak lurus arah rambat. Polarisasi dapat dilakukan melalui:

• Filter Polarisasi: Seperti pada kacamata hitam yang mengurangi silau.
• Pemantulan: Cahaya yang dipantulkan pada sudut tertentu (Sudut Brewster) akan terpolarisasi.
• Pembiasan Ganda: Terjadi pada kristal tertentu.

---

Konsep Kunci dan Batasan 💡

Batas Difraksi dan Resolusi

Salah satu batasan fundamental dalam optik adalah batas difraksi. Karena sifat gelombang cahaya, mustahil bagi alat optik (seperti mikroskop) untuk membedakan dua titik yang jaraknya kurang dari sekitar setengah panjang gelombang (λ/2) cahaya yang digunakan.

• Mikroskop Optik: Batas resolusinya adalah ≈200 nm (untuk cahaya tampak).
• Mikroskop Elektron: Mengatasi batas ini dengan menggunakan “gelombang” elektron yang memiliki panjang gelombang jauh lebih pendek.

Dualisme Gelombang-Partikel

Secara lebih mendalam, optik modern mengakui bahwa cahaya memiliki sifat dual:

1. Gelombang: Menjelaskan interferensi, difraksi, dan polarisasi.
2. Partikel (Foton): Menjelaskan emisi dan penyerapan cahaya (Efek Fotolistrik), yang merupakan dasar bagi Optik Kuantum.

Singkatnya, optik adalah ilmu yang menjembatani fenomena fisika klasik (sinar dan gelombang) hingga fisika kuantum (foton), dan menjadi tulang punggung bagi teknologi komunikasi modern (serat optik) dan pencitraan (medis dan astronomi).