5 Sifat Cahaya, Definisi, Cahaya Sebagai Gelombang Elektromagnetik, Bayangan Umbra Penumbra

Sifat-Sifat Cahaya - Cahaya penting dalam kehidupan, sebab tanpa adanya cahaya tidak mungkin ada kehidupan. Jika bumi tidak mendapat cahaya dari Matahari, maka bumi akan gelap gulita dan dingin sehingga tidak mungkin ada kehidupan. Para ahli telah meneliti cahaya untuk mengetahui sifat-sifat dan karakteristik cahaya. Ada dua pendapat mengenai cahaya, yaitu cahaya dianggap sebagai gelombang dan cahaya dianggap sebagai partikel. Setiap pendapat ini mempunyai alasan masingmasing dan keduanya telah dibuktikan secara eksperimen.

Karenanya cahaya memiliki sifat-sifat umum dari gelombang, antara lain:

1. Dalam suatu medium homogen (contoh: udara), cahaya merambat lurus. Perambatan cahaya disebut juga sebagai sinar.
2. Pada bidang batas antara dua medium (contoh: bidang batas antara udara dan air), cahaya dapat mengalami pemantulan atau pembiasan.
3. Jika melewati celah sempit, dapat mengalami lenturan.
4. Dapat mengalami interferensi.
5. Dapat mengalami polarisasi.

Definisi cahaya telah berkembang dari masa ke masa. Berikut ini adalah beberapa teori tentang cahaya yang dikemukakan oleh para ilmuwan. Isaac Newton menyatakan bahwa cahaya adalah partikel-partikel kecil yang disebut korpuskel. Bila suatu sumber cahaya memancarkan cahaya maka partikel-partikel tersebut akan mengenai mata dan menimbulkan kesan akan benda tersebut.

Ilmuwan lain, yaitu Huygens, menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang, karena sifat-sifat cahaya mirip dengan sifat-sifat gelombang bunyi. Perbedaan antara gelombang cahaya dan gelombang bunyi terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya. Sedangkan Maxwell menyatakan bahwa sesungguhnya cahaya merupakan gelombang elektromagnetik karena kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya, yaitu sebesar 3 × 108 m/s. Gelombang elektromagnetik tercipta dari perpaduan antara kuat medan listrik dan kuat medan magnet yang saling tegak lurus. Gelombang elektromagnetik juga termasuk gelombang transversal, yang ditunjukkan dengan peristiwa polarisasi.

Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik

Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Seperti telah dibahas pada bab sebelumnya bahwa gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium. Oleh karena itu, cahaya matahari dapat sampai ke bumi dan memberi kehidupan di dalamnya.
Cahaya merambat dengan sangat cepat, yaitu dengan kecepatan 3 × 108 m/s, artinya dalam waktu satu sekon cahaya dapat menempuh jarak 300.000.000 m atau 300.000 km. Setiap benda yang dapat memancarkan cahaya sendiri disebut sumber cahaya, contohnya: matahari, bintang, lampu, lilin, dan lain-lain. Sedangkan, benda-benda yang tidak dapat memancarkan cahaya disebut benda gelap.


Benda-benda yang termasuk benda gelap dapat digolongkan sebagai berikut.

• Benda tembus cahaya, yaitu benda yang dapat meneruskan cahaya yang diterimanya. Benda tembus cahaya dapat dikelompokkan lagi menjadi benda bening dan benda baur. Contoh benda bening adalah kaca dan air jernih, sedangkan contoh benda baur adalah es dan air keruh.
• Benda tak tembus cahaya, yaitu benda yang tidak dapat meneruskan cahaya yang diterimanya. Contohnya adalah batu, tanah, kayu, dan besi.

Jika seberkas cahaya datang menemui sebuah rintangan, apa yang terjadi? Misalnya ketika Matahari bersinar cerah, tiba-tiba ada sekumpulan awan yang menghalangi cahayanya. Kamu dapat melihat bahwa daerah di bawah awan tersebut menjadi teduh. Suasana teduh ini disebabkan adanya bayangan dari awan. Suatu penghalang, semakin sukar ditembus cahaya semakin gelap bayangan yang terbentuk. Kamu dapat melihat bayangan badanmu ketika badanmu terkena sinar. Bayangan badanmu akan tampak hitam karena badanmu sama sekali tidak dapat ditembus cahaya. Lain halnya jika segumpal awan tipis menghalangi sinar Matahari. Meskipun terjadi bayangan, bayangan ini tidak terlalu pekat.

Bayangan Umbra dan Penumbra

Berdasarkan pekat tidaknya suatu bayangan, bayangan dapat dibedakan menjadi dua jenis.
a. Bayangan umbra, yaitu bayangan yang benar-benar gelap dengan kata lain bayangan yang tidak mendapat cahaya sama sekali.
b. Bayangan penumbra, yaitu bayangan yang tidak terlalu gelap dengan kata lain bayangan yang masih mendapatkan cahaya.

Jika sebuah benda tidak tembus cahaya dikenai cahaya, di belakang benda tersebut akan terbentuk dua bayangan, yaitu bayangan inti dan bayangan kabur. Bayangan inti disebut umbra dan bayangan kabur disebut penumbra. Gerhana bulan total terjadi karena Bulan masuk ke dalam bayang-bayang umbra Bumi. Pada gerhana matahari total, sebagian tempat di Bumi masuk ke dalam bayang-bayang umbra bulan.

Cahaya Merambat Lurus

Akibat cahaya merambat lurus, benda yang tidak tembus cahaya seperti buku, pohon, kertas, atau tubuh manusia akan membentuk bayangan apabila terkena cahaya.