Cahaya sinar matahari yang selama ini kita dapatkan secara "geratis" ternyata tidak hanya membantu manusia saja dalam melakukan aktivitas sehari-hari, hampir semua makhluk hidup yang ada di muka bumi ini sangat bergantung pada cahaya sinar matahari ini.
Apa yang terjadi ketika Matahari mulai terbenam? yang tertinggal adalah kegelapan dan hanya sedikit bantuan dari pantulan cahaya matahari oleh bulan. Benda-benda yang dapat kita lihat dengan mudah di pagi hari menjadi sulit terlihat. Bagaimana agar kita dapat melihat dikegelapan? kita perlu bantuan dari sumber cahaya yang lain, bukan dari Matahari, karena ia sudah terbenam.
Biasanya kita menyalakan lampu, obor, atau senter untuk membantu melihat benda-benda di kegelapan. Kita dapat melihat kembali akibat cahaya yang dipancarkan oleh lampu, obor atau senter yang dipantulkan oleh benda-benda disekeliling kita, dan pantulan cahaya tersebut masuk ke mata kita sehingga kita dapat melihat.
Cahaya yang mengenai mata difokuskan oleh lensa mata sehingga bayangannya tepat jatuh diretina. Sebagai akibatnya, sel-sel syaraf optic yang ada di retina mengirim sinyal-sinyal listrik ke otak dan otak kita menterjemahkannya.
Cahaya yang masuk ke mata kita dapat berasal dari sebuah sumber cahaya seperti matahari atau lampu. Selain itu, dapat juga berasal dari pantulan sumber cahaya ini oleh benda-benda di sekitar kita.
Kecepatan cahaya.
Cahaya memerlukan waktu untuk sampai ke penerima. Saat ini , kecepatan cahaya (disimbolkan c) didefinisikan secara tepat sebesar: “299 792 457 meter per detik (m/s)”
Atau mendekati nilai “3 x 10 pangkat 8 m/s”. Berarti dalam satu detik, cahaya menempuh jarak sekitar tiga ratus juta meter, atau tiga ratus ribu kilometer.
Cahaya membawa energy
Ketika matahari bersinar, permukaan bumi terasa hangat, dan panas di siang hari. Cahaya matahari juga memanaskan permukaan bumi sehingga timbul cuaca dan perubahan iklim. Rasa hangat atau panas yang kita rasakan, serta perubahan iklim yang terjadi di Bumi merupakan bukti cahaya membawa energy.
Ambil kaca pembesar (lup) dan paparkan di bawah cahaya matahari. Letakkan kertas di bawahnya pada jarak focus lup tersebut. Setelah beberapa saat, kertas akan terbakar. Peristiwa ini juga membuktikan cahaya merambat dengan membawa energy.
Cahaya sebagai gelombang
Teori gelombang cahaya
Cahaya dapat dianggap sebagai gelombang karena memiliki sifat-sifat seperti gelombang. Gelombang adalah bentuk perambatan energy suatu benda yang bergetar. Sifat-sifat yang dimiliki gelombang dan juga dimiliki cahaya di antaranya yaitu dapat dipantulkan jika mengenai benda, dapat dibiaskan jika melewati medium dengan kerapatan yang berbeda, mengalami difraksi, interferensi, dan polarisasi.
Teori gelombang elekotromagnetik
Elektromagnet berasal dari kata elektro dan magnet. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang terbentuk dari medan listrik dan medan magnet. Fisikawan James C. Maxwell mengungkapkan bahwa antara listrik dan magnet saling berhubungan.
Terciptanya listrik dari magnet dan magnet dari listrik terjadi secara terus-menerus dan memancar dalam bentuk gelombang yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik.
Cahaya sebagai partikel
Selain memiliki perilaku gelombang, cahaya juga memiliki perilaku seperti partikel atau peluru. Penggagas pertama kali teori ini adalah Isaac Newton, yang lebih kita kenal dengan hukum-hukum mekanika dan gravitasinya. Sifat cahaya yang mendukung teori ini adalah cahaya bergerak dalam garis lurus, sehingga mirip dengan gerak peluru. Newton menjelaskan peristiwa-peristiwa seperti pembiasan dan pemantulan cahaya menggunakan teori cahaya sebagai partikel.
Model berkas cahaya
Model berkas cahaya adalah bentuk penyerdehanaan dari penjelasan tentang sifat-sifat cahaya, model ini menyatakan bahwa cahaya menempuh lintasan dalam sebuah garis lurus yang disebut berkas cahaya.
Bayangan
Ketika kita berdiri di senja hari menghadap arah matahari tenggelam atau lampu jalan, lantai dibelakang kita akan terbentuk daerah hitam atau gelap yang memiliki bentuk mengikuti bentuk tubuh kita. Daerah gelap ini disebut bayangan. Daerah gelap yang terbentuk pada tembok ini disebut sebagai bayangan. Jika cahaya mengenai suatu benda, maka akan timbul daerah gelap dibelakang benda tersebut yang disebut sebagai bayangan.
Umbra dan Penumbra
Jika cahaya muncul dari sumber yang dianggap titik cahaya, maka bayangan yang terjadi adalah bayangan tunggal. Matahari yang menyinari tubuh kita dapat dianggap sebagai sumber cahaya titik karena letaknya sangat jauh dengan bumi. Lilin tidak dapat dianggap sebagai sumber titik karena bayangan yang terjadi tidak tunggal.
Jika kita amati dengan teliti, ada dua bayangan yang terbentuk. Di sekitar daerah sangat gelap yang terbentuk ditembok, ada daerah gelap yang tercipta. Daerah ini sedikit lebih terang dibandingkan daerah gelap pertama. Bayangan yang berada dipusat dan sangat gelap disebut umbra, sedangkan daerah yang kurang gelap yang mengelilinginya disebut penumbra.
Apakah yang kita lihat dicermin adalah bayangan?
Istilah bayangan sering digunakan untuk menyatakan benda-benda yang memiliki bentuk mirip dengan bentuk aslinya. Misalnya bayangan kita di cermin atau bayangan di dalam air walaupun bayangan tersebut tidak gelap. Bayangan juga dapat diartikan sebagai gambar yang muncul dipermukaan air dan cermin.
Ketika kita memandang ke cermin, kita melihat diri kita sendiri dicermin, seolah-olah ada dua yang sama. Satu diluar cermin dan satu didalam cermin. Diri kita yang terlihat di dalam cermin adalah bayangan, dalam optika bayangan didefinisikan sebagai gambar yang muncul di dalam cermin atau permukaan air.
Ketika kita menonton bioskop, kita melihat adanya gambar bergerak yang muncul di layar depan tempat duduk kita. Gambar bergerak yang kita lihat tersebut sebenarnya adalah bayangan yang dihasilkan oleh proyektor setelah negatif oleh film dan sebagian lagi diteruskan sehingga terbentuk bayangan yang ditangkap oleh layar.
Bayangan nyata
Bayangan yang dapat ditangkap oleh layar pada contoh-contoh tersebut termasuk bayangan nyata. Lantai dan tembok merupakan layar yang berfungsi untuk meletakkan bayangan badan kita akibat terkena cahaya matahari dan lilin.
Bayangan maya
Ketika kita melihat di cermin, maka kita kan melihat bayangan diri kita dalam cermin. Bayangan yang kita lihat dicermin disebut bayangan maya atau tidak nyata. Pada cermin, bayangan ini muncul akibat pemantulan cahaya secara sempurna yang dilakukan oleh cermin. Bayangan ini tidak dapat ditangkap oleh layar. Jika kita meletakan kertas atau kain di tempat bayanagn berbeda, maka tidak terdapat bayangan pada layar. Bayangan maya terjadi karena mata kita menagngkap adanya berkas cahaya dan menganggap bahwa berkas ini berasal dari cahaya yang lurus, seolah-olah terdapat benda sebenarnya di ujung garis lurus tersebut.
Sumber Buku : Ensiklopedia FISIKA OPTIKA, Penerbit : Inter Plus
Sumber Gambar : http://www.skyandtelescope.com/
