Cahaya dann Pemanfaatannya

MAKALAH

CAHAYA DAN PEMANFAATANNYA

BAB I

PENDAHULUAN

A.     Latar Belakang

Cahaya memegang peranan penting dalam perikehidupan manusia. Tanpa cahaya kita tidak dapat melihat benda-benda di sekitar kita. Ini berarti bahwa tanpa cahaya kita tidak dapat menikmati keindahan dunia dan alam semesta. Manusia banyak belajar dari alam sekitarnya. Perlu diketahui pula bahwa lebih dari 70 % pengetahuan manusia diperoleh melalui indera mata atau penglihatan. Sedangkan penglihatan tidak akan berfungsi tanpa ada cahaya.

Pokok  bahasan cahaya dan penglihatan berusaha untuk mengungkapkan pengertian dasar dan hukum yang berkaitan dengan sifat cahaya serta beberapa aplikasinya.

B.     RUMUSAN MASALAH

1.      Apa pengertian cahaya?

2.      Bagaimana spektrum gelombang elektromagnetik?

3.      Bagaimana sifat cahaya dan sumber cahaya?

4.      Bagaimana pemanfaatan cahaya?

C.    TUJUAN

1.      Memenuhi tugas mata kuliah Konsep Dasar IPA di SD

2.      Menjelaskan pengertian cahaya

3.      Menjelaskan spektrum gelombang elektromagnetik

4.      Menjelaskan sifat dan sumber cahaya

5.      Menjelaskan pemanfaatan cahaya

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Cahaya

Pengertian cahaya menurut :

·        Sir Isaac Newton (1642-1727)

Cahaya adalah partikel-partikel yang sangat kecil sangat ringan dan bergerak dengan sangat cepat yang dipancarkan dari sumbernya ke segala arah.

·  Christia Huygens (1678)
Cahaya adalah gelombang yang merambat dengan cepat.

Cahaya adalah perambatan gelombang yang dihasilkan oleh kombinasi medan listrik dan medan magnet. Gelombang yang dihasilkan oleh kombinasi medan listrik dan medan magnet disebut gelombang elektromagnetik. Pada mulanya, cahaya didefinisikan sebagai aliran partikel yang dipancarkan oleh benda penghasil cahaya (sumber cahaya). Tetapi, penyelidikan lain menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang karena cahaya adalah gelombang karena cahaya memiliki sifat-sifat seperti yang dimiliki gelombang. Pada akhirnya, para ahli menyimpulkan bahwa kedua teori tersebut (cahaya adalah materi yang merambat dan cahaya adalah gelombang) sama benarnya.

Panjang gelombang cahaya menentukan jenis cahaya yang dihasilkan. Berdasarkan panjang gelombangnya, dikenal ada cahaya tampak dan cahaya tidak tampak. Cahaya tampak adalah jenis gelombang elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 4x10^-7 m (ungu) hingga 7x10^-7 (merah). Di luar rentang tersebut mata manusia tidak bisa mendeteksinya. Oleh karena itu, cahaya di luar rentang ini disebut cahaya tidak tampak. Contoh cahaya tidak tampak adalah sinar gamma, sinar X, sinar ultraungu, dan sinar inframerah. Cahaya memiliki sifat-sifat antara lain merambat lurus, dapat menembus benda bening, dapat dipantulkan, dan dapat dibiaskan.

B.     SUMBER DAN SIFAT CAHAYA

Sumber cahaya secara garis besar dibagi

1.      Cahaya Alam (Natural Ligthing)

Yang termasuk cahaya alam adalah cahaya matahari yang merupakan sumber cahaya utama dan dominan di bumi.

2.      Cahaya Buatan (Artifasial)

Cahaya buatan ini meliputi cahaya listrik, cahaya gas, lampu minyak dan lilin. Cahaya buatan ini sebagai sarana pelengkap untuk peneranganruangan.

Sifat Cahaya

Gelombang dan sifat-sifatnya sebagian sudah dikenal pada waktu membahas getaran dan gelombang. Pada bagian ini, kita akan membahas gelombang cahaya. Cahaya selain memiliki sifat-sifat gelombang secara umum misal dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi, juga memiliki sifat-sifat gelombang elektromagnetik, yaitu dapat merambat melalui ruang hampa.

1)      Cahaya Merambat Lurus

Cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya merambat ke segala arah. Bila medium yang dilaluinya homogen, maka cahaya merambat menurut garis  lurus. Bukti cahaya merambat lurus tampak pada berkas cahaya matahari yang menembus masuk ke dalam ruangan yang gelap. Demikian pula dengan berkas lampu sorot pada malam hari. Berkas-berkas itu tampak sebagai batang putih yang lurus. Ketika menyentuh permukaan suatu benda maka rambatan cahaya akan mengalami dua hal, yaitu pemantulan atau pembiasan. Pemantulan biasanya dialami benda yang tidak tembus cahaya, sedangkan pembiasan terjadi pada benda yang transparan atau tembus cahaya.

2)      Cahaya Dapat Dipantulkan (Refleksi)

Dalam pemantulan, berlaku hukum Snellius sebagai berikut.

a)      Sudut datang sama dengan sudut pantul (i=r)

b)      Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada sebuah bidang datar.

Ada dua macam pemantulan cahaya, yaitu:

1.      Pemantulan teratur

Berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan bidang yang halus dan rata, akan dipantulkan sejajar. Hal ini mengakibatkan banyaknya sinar pantul yang masuk ke mata pengamat. Peristiwa ini disebut pemantulan teratur.

2.      Pemantulan baur

Berkas sinar sejajar yang mengenai permukaan bidang yang kasar atau tidak rata, akan dipantulkan ke segala arah. Hal ini mengakibatkan banyaknya sinar pantul yang tidak masuk ke mata pengamat. Peristiwa ini disebut pemantulan baur (difus).

Benda yang terlihat oleh mata ada dua macam, yaitu sumber cahaya dan benda gelap. Sumber cahaya memancarkan berkas cahaya yang masuk ke mata sehingga benda tersebut dapat terlihat. Contoh sumber cahaya : lilin, lampu, matahari, bintang, dll

Benda gelap akan terlihat oleh mata jika berkas cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut masuk ke mata. Benda gelap ada 3 macam :

1.      Benda bening

Benda bening adalah benda yang dapat meneruskan hampir semua cahaya yang diterimanya, contoh: kaca bening.

2.      Benda tembus cahaya

Benda tembus cahaya adalah benda gelap yang masih dapat meneruskan sebagian cahaya yang diterimanya. Contoh: kain, dan kertas tipis

3.      Benda tak tembus cahaya

Benda tak tembus cahaya adalah benda yang sama sekali tidak meneruskan cahaya yang diterimanya, contoh: triplek, karton, kayu

3)      Cahaya Dapat Dibiaskan

Pembiasan cahaya (refraksi) adalah peristiwa pembelokan berkas cahaya yang merambat dari suatu medium ke medium yang lainnya yang berbeda kerapatan optiknya.

Besarnya pergeseran berkas cahaya yang keluar dari suatu medium bergantung pada kerapatan optik medium tersebut. Jika cahaya masuk dari zat optik kurang rapat ke zat optik lebih rapat, cahaya dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, jika cahaya masuk dari zat optic lebih rapat ke zat optik kurang rapat, cahaya dibiaskan menjauhi garis normal. Garis normal merupakan garis yang tegak lurus pada bidang batas kedua permukaan.

 “sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang dan ketiganya berpotongan pada satu titik”. Pernyataan tersebut dikenal dengan dengan Hukum I Snellius.

“sinar datang dari medium renggang, menuju ke medium rapat dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, sinar datang dari medium rapat menuju ke medium renggang dibiaskan menjauhi garis normal”. Pernyataan ini disebut dengan Hukum II Snellius.

4)      Cahaya Dapat Diuraikan (Dispersi)

Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum. Isac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kamu lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

C.    Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik.

Gambar spektrum elektromagnetik disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan m) yaitu mencakup kisaran :

1. Energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang      radio

2. Energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray

Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri atas tujuh macam gelombang yang dibedakan berdasarkan frekuensi serta panjang gelombang tetapi cepat rambat di ruang hampa adalah sama, yaitu c =3 x 10⁸ m/s. Seperti yang sudah dibahas dalam teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik. Frekuensi gelombang terkecil adalah gelombang radio serta panjang gelombang terbesar sedangkan frekuensi terbesar adalah sinar gamma serta panjang gelombang terpendek.

      Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri dari urutan: 

· gelombang radio dan televisi

· gelombang mikro

· infra merah

· cahaya tampak

· ultraviolet

· siar x

· sinar gamma

Urutan dari atas ke bawah adalah frekuensi makin besar serta panjang gelombang makin pendek karena frekuensi dan panjang gelombang berbanding terbalik. Berikut ini adalah penjelasannya.

·         Gelombang Radio

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10³ meter dengan frekuensi sekitar 10⁴ Hertz. Sumber gelombang ini berasal dari rangkaian oscillator elektronik yang bergetar. Rangkaian oscillator tersebut terdiri dari komponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). Spektrum gelombang radio dimanfaatkan manusia untuk teknologi radio, televisi, dan telepon.

·         Gelombang Mikro

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10^-2 meter dengan frekuensi sekitar 10⁸ hertz. Gelombang ini dihasilkan oleh tabung klystron, kegunaanya sebagai penghantar energy panas. Salah satu contoh penggunaan gelombang micro yaitu pada oven microwave yang berupa efek panas untuk memasak. Gelombang micro dapat mudah diserap oleh suatu benda dan juga menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Selain itu, gelombang micro juga dapat digunakan untuk mesin radar.

·         Gelombang Infra Merah

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10^-5 meter dengan frekuensi sekitar 10¹² hertz. Gelombang infra merah dihasilka ketika molekul electron bergetar karena panas, contohnya tubuh manusia dan bara api. Manfaat kegunaan lain yaitu untuk remote TV dan transfer data di ponsel.

·         Gelombang Cahaya Tampak

Sesuai namanya, spketrum ini berupa cahaya yang dapat ditangkap langsung oleh mata manusia. Gelombang ini memiliki panjang 0.5x10^-6 meter dengan frekuensi 10¹⁵ hertz. Dan  gelombang cahaya tampak sendiri terdiri dari 7 macam yang disebut warna. Jika diurutkan dari yang paling besar frekuensinya adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Warnacahaya	Panjanggelombang (λ) x 10-7	Frekuensi (f) x 1014
Merah	6,22-7.80	4,82-3,84
Jingga	5,97-6,22	5,03-4,82
Kuning	5,77-5,97	5,20-5,03
Hijau	4,92-5,77	6,10-5,20
Biru	4,55-4,92	6,59-6,10
Ungu	3,90-4,55	7,69-6,59

·         Gelombang Ultra Violet

Gelombang UV memiliki panjang 10^-8 meter dengan frekuensi 10¹⁶ hertz. Gelombang ini berasal dari matahari dan juga dapat dihasilkan oleh transisi elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Funsi UV dapat bermanfaat dan dapat berbahaya bagi manusia. Salah satu contoh fungsi sinar UV adalah sebagai detector untuk membedakan uang asli dan uang palsu.

·         Gelombang Sinar X

Gelombang ini memiliki panjang 10^-10 meter dan memiliki frekuensi 10¹⁸ hertz. Gelombang sinar X sering disebut juga dengan sinar rontgen, karena gelombang ini banyak dimanfaatkan untuk kegiatan rontgen di rumah sakit.

·         Gelombang Sinar Gamma

Gelombang ini memilik panjang 10^-12 meter dengan frekuensi 10²⁰ hertz. Dihasilkan dari peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tidak stabil.Gelombang sinar gamma merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling besar dan serta panjang gelombang terkecil. Sehingga daya tembusnya sangat besar, bahkan bisa menembus plat besi. Salah satu fungsi dari sinar gamma yaitu dapat digunakan dalam kedokteran sebagai pembunuh sel kanker dan sterilisasi alat – alat kedokteran.

Hubungan kecepatan perambatan gelombang, frekuensi, dan panjang gelombang dinyatakan sebagai berikut.

Contoh Soal :

1. Sebuah pemancar radio bekerja pada daerah frekuensi 600 kHz dan 90 MHz. Berapa panjang gelombang siaran yang diterima pesawat radio?

2. Sebuah gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 × 10⁸ m/s. Jika panjang gelombangnya 30 m, maka tentukan frekuensi gelombang tersebut?

D.    Teori Tentang Cahaya

a.       Teori abad ke-10.

Ilmuwan Abu Ali Hasan Ibn Al-Haitham (965–sekitar 1040), dikenal juga sebagai Alhazen, mengembangkan teori yang menjelaskan penglihatan, menggunakan geometri dan anatomi. Teori itu menyatakan bahwa setiap titik pada daerah yang tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, namun hanya satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat dilihat. Cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat dilihat. Dia menggunakan kamera lubang jarum sebagai contoh, yang menampilkan sebuah citra terbalik. Alhazen menganggap bahwa sinar cahaya adalah kumpulan partikel kecil yang bergerak pada kecepatan tertentu. Dia juga mengembangkan teori Ptolemy tentang refraksi cahaya namun usaha Alhazen tidak dikenal diEropa sampai pada akhir abad 16.

b.      Teori Partikel.

Isaac Newton menyatakan dalam Hypothesis of Light pada1675 bahwa cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua arah dari sumbernya. Teori ini dapat digunakan untuk menerangkan pantulan cahaya, tetapi hanya dapat menerangkan pembiasan dengan menganggap cahaya menjadi lebih cepat ketika memasuki medium yang padat tumpat karena daya tarik gravitasi lebih kuat.

c.       Teori Gelombang ( atau Ray ).

Christiaan Huygens menyatakan dalam abad ke-17 yang cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai ciri-ciri gelombang. Pandangan ini menggantikan teori partikel halus. Ini disebabkan oleh karena gelombang tidak diganggu oleh gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika memasuki medium yang lebih padat. Teori gelombang ini menyatakan bahwa gelombang cahaya akan berinterferensi dengan gelombang cahaya yang lain seperti gelombang bunyi (seperti yang disebut oleh Thomas Young pada kurun ke-18), dan cahaya dapat dipolarisasikan.  Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya seperti gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar. Suatu hipotesis yang disebut luminiferous aether telah diusulkan, tetapi hipotesis itu tidak disetujui.

d.      Teori Elektromagnetik.

Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut polarisasi dari sebuah sinar cahaya ketika sinar tersebut masuk melewati material pemolarisasi dapat diubah dengan medan magnet.Ini adalah bukti pertama kalau cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme. Faraday mengusulkan pada tahun 1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang dapat bertahan walaupun tidak ada medium. Teori ini diusulkan oleh James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet sehingga tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada permukaannya dianggap gelombang cahaya disebarkan melalui kerangka acuan yang tertentu, seperti aether, tetapi teori relativitaskhusus menggantikan anggapan ini. Teori elektromagnet menunjukkan yang sinar kasat mata adalah sebagian daripada spektrum elektromagnet. Teknologi penghantaran radio diciptakan berdasarkan teori ini dan masih digunakan. Kecepatan cahaya yang konstan berdasarkan persamaan Maxwell berlawanan dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak zaman Galileo, yang menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif terhadap laju sang pengamat. Pemecahan terhadap kontradiksi ini kelak akan ditemukan oleh Albert Einstein.

e.       Teori Kuantum.

Teori ini di mulai pada abad ke-19 oleh Max Planck , yang menyatakan pada tahun 1900 bahwa sinar cahaya adalah terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai photon.Penghargaan Nobel menghadiahkan Planck anugerah fisika pada 1918 untuk kerja-kerjanya dalam penemuan teori kuantum, walaupun dia bukannya orang yang pertama memperkenalkan prinsip asas partikel cahaya.

f.       Teori Dualitas Partikel-Gelombang.

Teori ini menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan bahwa cahaya adalah partikel dan gelombang. Ini adalah teori modern yang menjelaskan sifat-sifat cahaya, dan bahkan sifat-sifat partikel secara umum. Teori ini pertama kali dijelaskan oleh Albert Einstein pada awal abad 20, berdasarkan dari karya tulisnya tentang efek fotolistrik , dan hasil penelitian Planck. Einstein menunjukkan bahwa energi sebuah foton sebanding dengan frekuensinya. Lebih umum lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua benda mempunyai sifat partikel dan gelombang, dan berbagai macam eksperimen dapat di lakukan untuk membuktikannya. Sifat partikel dapat lebih mudah dilihat apabila sebuah objek mempunyai massa yang besar. Pada pada tahun 1924 eksperimen oleh Louis deBroglie menunjukan elektron juga mempunyai sifat dua litas partikel-gelombang. Einstein mendapatkan penghargaan Nobel pada tahun 1921 atas karyanya tentang dualitas partikel-gelombang pada foton, dan de Broglie mengikuti jejaknya pada tahun 1929 untuk partikel-partikel yang lain.

E.     Pemanfaatan Cahaya

            1.  Mesin Photo Copy

Mesin fotokopi adalah peralatan kantor yang membuat salinan ke atas kertas dari dokumen, buku, maupun sumber lain. Mesin fotokopi zaman sekarang menggunakan xerografi, proses kering yang bekerja dengan bantuan listrik maupun panas. Mesin fotokopi lainnya dapat menggunakan tinta. Pencahayaan, cahaya yang sangat terang yang dihasilkan dari lampu expose yang menyinari dokumen yang sudah diletakkan di atas kaca dengan posisi terbalik ke bawah pada kaca, gambar pada dokumen kemudian akan dipantulkan melalui lensa, kemudian lensa akan mengarahkan gambar tersebut ke arah tabung drum. Tabung drum adalah silinder dari bahan aluminium yang dilapisisi dengan selenium yang sangat sensitif terhadap cahaya. Gambar yang lebih terang pada permukaan drum akan mengakibatkan elektron-elektron muncul dan menetralkan ion-ion positif yang dihasilkan oleh kawat pijar ( corona wire ) sebelah atas drum ( kawat 1 ), sehingga pada permukaan yang terang tidak ada elektron yang yang bermuatan, sedangkan pada cahaya yang yang lebih gelap akan menghasilkan tidak terjadi perubahan muatan, tetap bermuatan positif. Serbuk berwarna hitam ( toner ) bermuatan positif yang berada pada depeloper, akan tertarik oleh ion positif pada permukaan drum, Tegangan tinggi DC yang diberikan pada kawat pijar ( corona wire ) membuat drum bermuatan positif, kawat pijar ( corona wire ) terdapat dua buah, satu terdapat diatas drum ( kawat 1 ), dan di bawah drum ( kawat 2 ). Selembar kertas yang dilewatkan di bawah drum ketika drum berputar, sebelum kertas mencapai drum terlebih dahulu kertas dijadikan bermuatan positif oleh kawat 2, sehingga toner yang menempel pada kertas akan tertarik dengan sangat kuat ke kertas, karena gaya tarik muatan positif pada kertas lebih kuat dari pada muatan positif pada drum ditambah lagi dengan gaya gravitasi. Berikutnya kertas akan di lewatkan melalui dua buah rol panas yang bertekanan, panas dari kedua rol tersebut akan melelahkan toner yang kemudian akan menempel erat ke kertas.peristiwa ini akan menghasilkan copian atau salinan gambar yang sama persis dengan aslinya. Setelah toner turun ke kertas drum akan terus berputar sampai melewati blade(cleaning balde) pembersih drum kemudian melalui kawat 1 (primary corona wire), sehingga drum kembali bermuatan positif dan siap kembali disinariterus berulang-ulang.

2.Mengukur Jarak Benda Langit

Metode penentuan jarak bintang dan objek luar angkasa lainnya yang paling sederhana adalah metode paralaks trigonometri.
Akibat perputaran Bumi mengitari Matahari, maka bintang-bintang yang dekat tampak bergeser letaknyaterhadap latar belakang bintang-bintang yang jauh. Dengan mengukur sudut pergeseran itu (disebut sudut paralaks), dan karena kita tahu jarak Bumi ke Matahari, maka jarak bintang dapat ditentukan. Sudut paralaks ini sangat kecil hingga cara ini hanya bisa digunakan untuk bintang- bintang yang jaraknya relative dekat, yaitu hanya sampai beberapa ratus tahun cahaya (bandingkan dengan diameter galaksi kita yang 100.000 tahun cahaya, dan jarak galaksi. Andromeda yang dua juta tahun cahaya). Ada metode lain yang dapat meraih jarak lebih jauh, yaitu metode fotometri Bayangkan pada suatu malam yang gelap Anda melihat sebuah lampu di kejauhan. Anda diminta menentukan jarak lampu itu. Ini dapat Anda lakukan asalkan Anda tahu berapa watt daya lampu itu. Dalam istilah astronomi daya sumber cahaya disebut luminositas, yaitu energy yang dipancarkan sumber setiap detik. Jarak ditentukan dengan menggunakan prinsip inverse- square law, artinya terang sumber cahaya yang kita lihat sebanding terbalik dengan jarak kuadrat. Suatu lampu yang jaraknya kita jauhkan dua kali, cahayanya akan tampak lebih redup empat kali.
       Ada benda-benda langit yang luminositasnya dapat diketahui. Ini disebut sebagai lilin penentu jarak (standard candle). Salah satu lilin penentu jarak adalah bintang-bintang variabel Cepheid yang berubah cahayanya dengan irama tetap (periodik). Perubahan cahaya itu
disebabkan karena bintang itu berdenyut. Makin panjang periode (selang waktu antara) denyutan, makin terang bintang itu. Sifat tersebut ditemukan oleh astronom wanita Henrietta Leavitt pada tahun 1912.

Jadi, luminositas bintang dapat ditentukan dengan cara mengukur periode denyutannya. Variabel Cepheid merupakan bintang yang sangat terang, hingga beberapa puluh ribu kali matahari, karena itu dapat digunakan untuk menentukan jarak galaksi lain. Ada lilin penentu jarak yang jauh lebih terang lagi, yaitu Supernova
Type Ia. Ini bintang meledak, terangnya telah dikalibrasi sekitar 10 miliar kali matahari. Ini lilin penentu jarak yang sangat penting karena bisa digunakan untuk menentukan jarak galaksi- galaksi yang sangat jauh. Studi tentang Supernova Type Ia ini intensif dilakukan sekarang.
Alam semesta Sebuah mobil ambulans bergerak sambil membunyikan sirene. Bila mobil itu sedang mendekati kita, maka suara lengking sirene itu bernada tinggi. Tetapi bila mobil melewati kita dan bergerak menjauh, nada lengking menjadi rendah. Ini disebut efek Doppler.
Bunyi adalah peristiwa gelombang. Pada saat sumber bunyi mendekat, waktu getarnya (frekuensinya) bertambah, maka nadanya terdengar tinggi. Tetapi bila sumber bunyi menjauh, waktu getarnya merendah. Cahaya merupakan gelombang elektromagnet. Cahaya yang waktu getarnya cepat berwarna biru, yang waktu getarnya lambat berwarna merah. Efek Doppler juga berlaku untuk cahaya. Sebuah sumber cahaya akan tampak lebih biru bila benda tadi bergerak mendekat dan lebih merah bila menjauh. Vesto Slipher di Observatorium Lowell, Amerika, pada tahun 1920 menunjukkan bahwa garis spektrum galaksi-galaksi yang jauh bergeser ke arah merah. Ini disebut pergeseran merah atau red shift. Artinya, galaksi-galaksi itu semuanya bergerak menjauhi kita.
    Dengan mengukur besar pergeseran merah itu kecepatan menjauh galaksi-galaksi itu dapat diukur. Pada tahun 1929 Edwin Hubble di Observatorium Mount Wilson, Amerika, mendapatkan adanya hubungan antara kecepatan menjauh itu dan jarak galaksi. Makin jauh suatu galaksi, makin besar kecepatannya. Hubble mendapatkan hubungan itu
linier dan menuliskannya dalam rumus V = H D dengan V = kecepatan menjauh, D = jarak galaksi dan H disebut tetapan Hubble. Dengan rumus Hubble itu dapat diperoleh bahwa semua galaksi itu dulu menyatu di suatu titik. Kapan ? Waktunya adalah t = D / V atau t = 1 / H. Pada waktu itulah terjadi big bang atau ledakan besar yang membentuk alam semesta ini. Harga t inilah yang kita sebut sebagai umur alam semesta. Dengan mengukur tetapan Hubble H, maka umur alam semesta dapat ditentukan.

3. Scanner

Scanner adalah alat yang membantu komputer mengubah gambar atau objek grafis ke dalam kode digital yang dapat ditampilkan dan digunakan pada komputer. Scanner memiliki kemampuan untuk menerjemahkan sinyal-sinyal listrik analog ke dalam kode-kode digital. Analog disini seperti jam tangan yang mempunyai jarum penunjuk menit dan jam yang berputar mengelilingi jam tersebut. Tetapi jam digital menampilkan waktu dari satu frame ke frame waktu selanjutnya. Komputer tidak dapat memproses data analog sehingga harus diubah dulu ke dalam kode digital. Scanner dapat dipadukan dengan suatu software komputer untuk mengenali karakter yang discan namanya optical character recognition (OCR). Software ini dapat mengenali tulisan seperti yang tercetak atau tertulis. Informasi tersebut dapat dimanipulasi dengan komputer. Scannner ada beberapa jenis, diantaranya :

1.    Flatbed scanners atau scanner yang posisinya mendatar memiliki areayang dilapisi kaca dimana objek yang akan discan diletakkan sementara komponen scanner melewati objek tersebut. Metode ini mirip dengan mesin Xerox.

2.  Handheld scannersatau scanner yang dapat digenggam berukuran kecil,penggunaan scanner portabel bergantung pada orang pada saat proses pengambilan gambar yaitu dengan menggerakkan scanner didepan objek yang akan discan.

4. Indera Penglihatan

            Mata mempunyai reseptor untuk menangkap rangsang cahaya yang disebut fotoreseptor. Oleh karena itu, pada siang hari pantulan sinar matahari oleh benda-benda di sekeliling kita dapat kita tangkap dengan jelas. Sebaliknya pada malam hari, benda-benda di sekitar kita tidak memantulkan cahaya matahari seperti waktu siang hari. Akibatnya, kita hanya mampu melihat benda-benda itu bila mereka memantulkan cahaya dari sumber cahaya lain, misalnya lampu

5. Digunakan juga untuk menjemur pakaian, Sepatu dan alat rumah tangga lainnya (menggunakan cahaya matahari)

6. Digunakan untuk alat-alat kecantikan seperti sinar UV untuk menghilangkan flek-flek hitam di wajah, selulit, dll.

7. Digunakan untuk lampu dan alat penerangan lainnya.

8. Digunakan untuk kamera foto

9. Di bidang kedokteran salah satu manfaat gelombang cahayadigunakan untuk rontgen.

10. Digunakan sebagai satuan jarak antar benda-benda langit.

11.Digunakan oleh tumbuhan

Cahaya matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup didunia. Bagi tumbuhan khususnya yang berklorofil, cahaya matahari sangat menentukan proses fotosintesis. Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan.  Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. cahaya merupakan faktor penting terhadap berlangsungnya fotosintesis, sementara fotosintesis merupakan proses yang menjadi kunci dapat berlangsungnya proses metabolisme yang lain di dalam tanaman. Cahaya memegang peranan penting dalam proses fisiologis tanaman, terutama fotosintesis, respirasi, dan transpirasi

   Fotosintesis : Proses fotosintesis pada tanaman dilakukan di siang hari dikala matahari menyinari bumi. Dengan menggunakan cahaya matahari tumbuhan mengubah gas karbondioksida dan unsur-unsur mineral dalam tanah serta air untuk menghasilkan gula (glukosa) dan oksigen. Proses ini dilakukan oleh zat hijau daun bernama klorofil yang berada di daun dan dilindungi oleh lapisan lilin untuk mencegah penguapan. Gula hasil fotosintesis disimpan tumbuhan sebagai cadangan energi, dan oksigen sebagai hasil sampingannya

             Gula yang telah dibuat kemudian digunakan oleh tumbuhan untuk proses metabolismenya. Pemanfaatan energi gula oleh tumbuhan memerlukan serangkaian proses sehingga energi yang ada dalam bentuk gelombang elektromagnetik tersebut dapat diubah menjadi energi kimia (ATP dan NADPH) yang  dikenal dengan reaksi terang.  Hasil reaksi terang ini (ATP dan NADPH) selanjutnya dapat dimanfaatkan dalam reaksi metabolisme khususnya reduksi CO

            Seperti telah kita ketahui, reaksi fotosintesis terdiri atas dua tahapan yaitu : tahapan Reaksi Terang ( disebut juga Reaksi Hill ) dan Reaksi Gelap ( disebut juga Reaksi Blackman atau siklus Calvin ). Masing-masing tahapan menunjukkan proses reaksi yang berbeda. Namun keduanya merupakan satu rangkaian reaksi  yang tak terpisahkan dari reaksi fotosintesis. Perbedaan antara reaksi terang dengan reaksi gelap, secara ringkas dijelaskan dalam tabel seperti berikut ini  :

• Cahaya matahari ditangkap daun sebagai foton

     • Tidak semua radiasi matahari mampu diserap tanaman, cahaya tampak, dg panjang gelombang 400 s/d 700 nm

     • Faktor yang mempengaruhi jumlah radiasi yang sampai ke bumi: sudut datang, panjang hari, komposis atmosfer

     • Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk fotosintesis, 75-85% untuk memanaskan daun dan transpirasi

     • Peranan cahaya dalam respirasi, fotorespirasi, menaikkan suhu

     • Peranan cahaya dalam transpirasi, transpirasi stomater, mekanisme bukaan stomata

     • Kebutuhan intensitas cahaya berbeda untuk setiap jenis tanaman, dikenal tiga tipe tanaman C3, C4, CAM

     • C3 memiliki titik kompensasi cahaya rendah, dibatasi oleh tingginya fotorespirasi

     • C4 memiliki titik kompensasi cahaya tinggi, sampai cahaya terik, tidak dibatasi oleh fotorespirasi

     • Besaran yang menggambarkan banyak sedikitnya radiasi matahari yang mampu diserap tanaman:ild

     • ILD kritik dan ILD optimum, ILD kritik menyebabkan pertumbuhan tanaman 90% maksimum. ILD optimum menyebabkan pertumbuhan tanaman (CGR) maksimum

12. Laser

`Laser adalah akronim dari light amplification by stimulated emission of radiation. Laser merupakan sumber cahaya yang memancarkan berkas cahaya yang koheren. Laser termasuk cahaya monokromatik. Laser mempunyai intensitas dan tingkat ketelitian yang sangat tinggi, sehingga laser banyak digunakan dalam berbagai peralatan. Laser pertama kali dikembangkan pada tahun 1960. Penerapan laser dalam kehidupan sehari-hari antara lain sebagai pemindai barcode di supermarket, alat pemutar CD atau DVD, laser printer,dan dioda laser.

Di bidang kedokteran, laser digunakan sebagai pisau bedah dan untuk menyembuhkan gangguan akomodasi mata.

13. Serat Optik

Selain contoh-contoh di atas, pemanfaatan laser juga dapat diterapkan dalam bidang telekomunikasi. Dalam bidang telekomunikasi, laser digunakan untuk mengirim sinyal telepon dan internet melalui suatu kabel khusus yang disebut serat optik. Serat optik merupakan suatu serat transparan yang digunakan untuk mentransmisi cahaya, misalnya laser. Dengan menggunakan serat optik, data yang dikirim akan lebih cepat sampai. Karena kecepatan data tersebut sama dengan kecepatan cahaya, yaitu 3 . 10⁸ m/s.

14.  Hologram

Perkembangan laser juga merambah bidang fotografi. Penggunaan laser dalam fotografi dikenal sebagai holografi. Holografi adalah pembuatan gambar-gambar tiga dimensi dengan menggunakan laser. Hasil yang diperoleh pada proses holografi disebut hologram. Mekanisme holografi adalah sebagai  berikut. Objek yangakan dibuat hologram disinari dengan laser. Objek tersebut kemudian memantulkan sinar dari laser. Perpaduan antara laser dengan sinar yang dipantulkan objek akan memberikan efek interferensi. Efek interferensi inilah yang memberikan bayangan objek tiga dimensi.

F.     PRAKTIKUM

1.      Pembuktian bahwa cahaya merambat lurus

Alat dan bahan:

1)      Kardus

2)      Senter

3)      Kertas HVS

2.      Mencari sudut yang tepat untuk membuat pelangi

Alat dan bahan:

1)      Air mineral dalam gelas plastik

2)      Senter

3)      Kertas HVS

3.      Cahaya tak bisa menembus benda yang tidak bening

Alat dan bahan:

1)      Buku

2)      Kertas HVS

3)      Senter

4.      Cahaya dapat dipantulkan

Alat dan bahan:

1)      Senter

2)      Cermin

3)      Kertas HVS

5.      Cahaya menembus benda bening

Alat dan bahan:

1)      Plastik mika

2)      Senter

3)      Kertas HVS

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Dari uraian diatas dapat disimpulkan sebagai berikut.

1.         Cahaya sendiri pada hakekatnya tidak dapat dilihat, kesan adanya cahaya apabila cahaya tersebut mengenai suatu benda. Melalui pendekatan cahaya sebagai gelombang dan partikel maka peristiwa refraksi, defraksi , dispersi, dan refleksi dapat dijelaskan dengan teori gelembang.

2.         Sumber cahaya berasal dari cahaya alam dan cahaya buatan.

3.Melihat dari sifat cahaya bahwa cahaya itu; merambat lurus, dapat dipantulkan, cahayadapat dibiaskan, dan dapat diuraikan (dispersi).

4.Sinar sangat berguna dalam bidang kedokteran yaitu sebagai pembantu dalam memperoleh informasi maupun terapi.

B. SARAN

Penggunaan cahaya pada alat-alat medis memiliki dampak negatif, dimana efek dari cahaya misalnya sinar-X sangat membahayakan tubuh. Oleh karena itu, dalam penggunaannya harus sesuai dengan tahapan dan proses yang benar dan tepat.

DAFTAR PUSTAKA

Elis Novita. 2013. Cahaya (online).http://makalahstudy.blogspot.com/2013/05/cahaya.html. Diakses pada Jumat, 26 September 2014 pukul 11:52.

Anonim.2013. Dualisme gelombang cahaya (Online).http://www.onfisika.com/2013/01/ dualisme-gelombang-cahaya-sebagai.html. Diakses pada Jumat, 26 September pukul 12:14.

Anonim. 2014. Gelombang cahaya (Online).www.fisikon.com. Diakses pada Jumat, 26 September Pukul 12:29.

Anonim. 2014. Sifat dan Spektrum Gelombang Elektromagnetik  (Online).http://www.rumus-fisika.com/2014/03/sifat-dan-spektrum-gelombang-elektromagnetik.html. Diakses pada Jumat, 26 September 2014 Pukul 13.00.

Sumardi, Yosaphat. Dkk. 2003. KonsepDasar IPA 1. Jakarta: Universitas Terbuka.