PENCAHAYAAN ALAMI DAN BUATANPencahayaan merupakan salah satu
faktor untuk mendapatkan keadaan lingkungan yang aman dan nyaman
dan berkaitan erat dengan produktivitas manusia. Pencahayaan yang
baik memungkinkan orang dapat melihat objek-objek yang
dikerjakannya secara jelas dan cepat. Menurut sumbernya,
pencahayaan dapat dibagi menjadi dua yaitu sistem pencahayaan alami
dan sistem pencahayaan buatan.
SISTEM PENCAHAYAAN ALAMI SIANG HARI PADA GEDUNGPencahayaan alami
adalah sumber pencahayaan yang berasal dari sinar matahari. Sinar
alami mempunyai banyak keuntungan, selain menghemat energi listrik
juga dapat membunuh kuman. Untuk mendapatkan pencahayaan alami pada
suatu ruang diperlukan jendela-jendela yang besar ataupun dinding
kaca sekurang-kurangnya 1/6 dari pada luas lantai.Dalam usaha
memanfaatkan cahaya alami, pada selang waktu antara pukul 08.00 s/d
16.00, perlu direncanakan dengan baik sedemikian sehingga hanya
cahaya yang masuk ke dalam ruangan, sedangkan panas diusahakan
tidak masuk ke dalam ruangan. Panas yang masuk ke dalam ruangan
selain akan menyebabkan warna permukaan interior akan cepat pudar,
juga akan menyebabkan bertambahnya beban pendinginan dari sistem
tata udara, sehingga tujuan penghematan energi tidak
tercapai.Sumber pencahayaan alami kadang dirasa kurang efektif
dibanding dengan penggunaan pencahayaan buatan, selain karena
intensitas cahaya yang tidak tetap, sumber alami menghasilkan panas
terutama saat siang hari. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan
agar penggunaan sinar alami mendapat keuntungan, yaitu:o Variasi
intensitas cahaya matahario Distribusi dari terangnya cahayao Efek
dari lokasi, pemantulan cahaya, jarak antar bangunano Letak
geografis dan kegunaan bangunan gedungDepartemen Pemukiman dan
Prasarana Wilayah mewakili pemerintah, asosiasi profesi, konsultan,
kontraktor, supplier, pengelola bangunan gedung dan perguruan
tinggi, menyusun standar "tata cara perancangan sistem pencahayaan
alami pada bangunan gedung" yang selanjutnya dibakukan oleh Badan
Standardisasi Nasional menjadi : SNI 03-0000-2001.Pencahayaan alami
siang hari dapat dikatakan baik apabila :1. Pada siang hari antara
jam 08.00 sampai dengan jam 16.00 waktu seternpat terdapat cukup
banyak cahaya yang masuk ke dalam ruangan.2. Distribusi cahaya di
dalam ruangan cukup merata dan atau tidak menimbulkan kontras yang
mengganggu
Faktor Pencahayaan Alami Siang Hari:Faktor pencahayaan alami
siang hari adalah perbandingan tingkat pencahayaan pada suatu titik
dari suatu bidang tertentu di dalam suatu ruangan terhadap tingkat
pencahayaan bidang datar di lapangan terbuka yang merupakan ukuran
kinerja lubang cahaya ruangan tersebut. Faktor pencahayaan alami
siang hari terdiri dari 3 komponen meliputi :1. Komponen langit
(faktor langit-fl) yaknikomponen pencahayaan langsung dari cahaya
langit.2. Komponen refleksi luar (faktor refleksi luar - frl) yakni
komponen pencahayaan yang berasal dari refleksi benda-benda yang
berada di sekitar bangunan yang bersangkutan.3. Komponen refleksi
dalam (faktor refleksi dalam frd) yakni komponen pencahayaan yang
berasal dad refleksi permukaan-permukaan dalam ruangan, dad cahaya
yang masuk ke dalam ruangan akibat refleksi benda-benda di luar
ruangan maupun dad cahaya langit (lihat gambar).
Faktor pencahayaan alami siang had ditentukan oleh
persamaan-persamaan berikut ini
keterangan :L = lebar lubang cahaya efektif.H = tinggi lubang
cahaya efektif.D = jarak titik ukur ke lubang cahaya
Keterangan : (fl)p = faktor langit jika tidak ada penghalang.
Lrata-rata = perbandingan antara luminansi penghalang dengan
luminansi rata-rata langit. Tkaca = faktor transmisi cahaya dad
kaca penutup lubang cahaya, besarnya tergantung pada jents kaca
yang nilainya dapat diperoleh dad katalog yang dikeluarkan oleh
produsen kaca tersebut. A = luas seluruh permukaan dalam ruangan R
= faktor refleksi rata-rata seluruh permukaan W = luas lubang
cahaya. Rcw = faktor refleksi rata-rata dari langit-langit dan
dinding bagian atas dimulaidari bidang yang melalui tengah-tengah
lubang cahaya, tidak termasuk dinding dimana lubang cahaya
terletak. C = konstanta yang besarnya tergantung dad sudut
penghalang. Rfw = faktor refleksi rata-rata lantai dan dinding
bagian bawah dimulai dad bidang yang melalui tengah-tengah lubang
cahaya, tidak termasuk dinding dimana lubang cahaya terletak.
Langit Perancangana) Dalam ketentuan ini sebagai terang langit
diambil kekuatan terangnya langit yang dinyatakan dalam lux.b)
Karena keadaan langit menunjukkan variabilitas yang besar, maka
syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh keadaan langit untuk dipilih
dan ditetapkan sebagai Langit Perancangan adalah :1. Bahwa langit
yang demikian sering dijumpai.2. Memberikan tingkat pencahayaan
pada bidang datar di lapangan terbuka, dengan nilai dekat minimum,
sedemikian rendahnya hingga frekuensi kegagalan untuk mencapai
nilai tingkat pencahayaan ini cukup rendah.3. Nilai tingkat
pencahayaan tersebut tidak boleh terlampau rendah sehingga
persyaratan tekno konstruktif menjadi terlampau tinggi.c) Sebagai
Langit Perancangan ditetapkan :1. Langit biru tanpa awan atau2.
Langit yang seluruhnya tertutup awan abu-abu putih.d) Langit
Perancangan ini memberikan tingkat pencahayaan pada titik-titik di
bidang datar di lapangan terbuka sebesar 10.000 lux. Untuk
perhitungan diambil ketentuan bahwa tingkat pencahayaan ini asalnya
dari langit yang keadaannya dimana-mana merata terangnya (uniform
luminance distribution).
Faktor LangitFaktor langit (fl) suatu titik pada suatu bidang di
dalam suatu ruangan adalah angka perbandingan tingkat pencahayaan
langsung dad langit di titik tersebut dengan tingkat pencahayaan
oleh Terang Langit pada bidang datar di lapangan terbuka.Pengukuran
kedua tingkat pencahayaan tersebut dilakukan dalam keadaan
sebagai-berikut:1. Dilakukan pada saat yang sama.2. Keadaan langit
adalah keadaan Langit Perancangan dengan distribusi terang yang
merata di mana-mana.3. Semua jendela atau lubang cahaya
diperhitungkan seolah-olah tidak ditutup dengan kaca.
Lubang Cahaya EfektifBila suatu ruangan mendapatkan pencahayaan
dad langit metalui lubang-lubang cahaya di beberapa dinding, maka
masing-masing dinding ini mempunyai bidang lubang cahaya efektifnya
sendiri-sendiri lihat gambar 4 ).
Umumnya lubang cahaya efektif dapat berbentuk dan berukuran lain
daripada lubang cahaya itu sendiri. Hal ini, antara lain dapat
disebabkan oleh:1. Penghalangan cahaya oleh bangunan lain clan atau
oleh pohon.2. Bagian-bagian dari bangunan itu sendiri yang karena
menonjol menyempitkan pandangan ke luar, seperti balkon, konstruksi
"sunbreakers" dan sebagainya.3. Pembatasan-pembatasan oleh letak
bidang kerja terhadap bidang lubang cahaya .4. Bagian dari jendela
yang dibuat dari bahan yang tidak tembus cahaya.
SISTEM PENERANGAN BUATAN PADA GEDUNG
Pencahayaan buatan adalah pencahayaan yang dihasilkan oleh
sumber cahaya selain cahaya alami. Pencahayaan buatan sangat
diperlukan apabila posisi ruangan sulit dicapai oleh pencahayaan
alami atau saat pencahayaan alami tidak mencukupi. Fungsi pokok
pencahayaan buatan baik yang diterapkan secara tersendiri maupun
yang dikombinasikan dengan pencahayaan alami adalah sebagai
berikut:1. Menciptakan lingkungan yang memungkinkan penghuni
melihat secara detail serta terlaksananya tugas serta kegiatan
visual secara mudah dan tepat2. Memungkinkan penghuni berjalan dan
bergerak secara mudah dan aman3. Tidak menimbukan pertambahan suhu
udara yang berlebihan pada tempat kerja4. Memberikan pencahayaan
dengan intensitas yang tetap menyebar secara merata, tidak
berkedip, tidak menyilaukan, dan tidak menimbulkan bayang-bayang.5.
Meningkatkan lingkungan visual yang nyaman dan meningkatkan
prestasi.PENERANGAN BUATAN DIPERLUKAN BILA : Tidak tersedia cahaya
alami siang hari Tidak tersedia cukup cahaya alami dari matahari
Cahaya alami matahari tidak dapat menjangkau tempat tertentu di
dalam ruangan yang jauh dari jendela. Diperlukan cahaya merata pada
ruang lebar Diperlukan intensitas cahaya konstan. Diperlukan
pencahayaan dengan warna dan arah penyinaran mudah diatur. Cahaya
buatan diperlukan untuk fungsi khusus. Diperlukan cahaya dengan
efek khusus.
Disamping hal-hal tesebut di atas, dalam perencanaan penggunaan
pencahayaan untuk suatu lingkungan kerja maka perlu pula
diperhatikan hal-hal berikut ini:1) Seberapa jauh pencahayaan
buatan akan digunakan, baik untuk menunjang dan melengkapi
pencahayaan alami.2) Tingkat pencahayaan yang diinginkan, baik
untuk pencahayaan tempat kerja yang memerlukan tugas visual
tertentu atau hanya untuk pencahayaan umum3) Distribusi dan variasi
iluminasi yang diperlukan dalam keseluruhan interior, apakah
menyebar atau tefokus pada satu arah4) Arah cahaya, apakah ada
maksud untuk menonjolkan bentuk dan kepribadian ruangan yang
diterangi atau tidak5) Warna yang akan dipergunakan dalam ruangan
serta efek warna dari cahaya6) Derajat kesilauan obyek ataupun
lingkungan yang ingin diterangi, apakah tinggi atau rendah.
Sistem pencahayaan buatan yang sering dipergunakan secara umum
dapat dibedakan atas 3 macam yakni:1. Sistem Pencahayaan MerataPada
sistem ini iluminasi cahaya tersebar secara merata di seluruh
ruangan. Sistem pencahayaan ini cocok untuk ruangan yang tidak
dipergunakan untuk melakukan tugas visual khusus. Pada sistem ini
sejumlah armatur ditempatkan secara teratur di seluruh
langi-langit.2. Sistem Pencahayaan TerarahPada sistem ini seluruh
ruangan memperoleh pencahayaan dari salah satu arah tertentu.
Sistem ini cocok untuk pameran atau penonjolan suatu objek karena
akan tampak lebih jelas. Lebih dari itu, pencahayaan terarah yang
menyoroti satu objek tersebut berperan sebagai sumber cahaya
sekunder untuk ruangan sekitar, yakni melalui mekanisme pemantulan
cahaya. Sistem ini dapat juga digabungkan dengan sistem pencahayaan
merata karena bermanfaat mengurangi efek menjemukan yang mungkin
ditimbulkan oleh pencahayaan merata.3. Sistem Pencahayaan
SetempatPada sistem ini cahaya dikonsentrasikan pada suatu objek
tertentu misalnya tempat kerja yang memerlukan tugas visual. Sistem
pencahayaan ini sangat bermanfaat untuk: Memperlancar tugas yang
memerlukan visualisasi teliti Mengamati bentuk dan susunan benda
yang memerlukan cahaya dari arah tertentu. Melengkapi pencahayaan
umum yang terhalang mencapai ruangan khusus yang ingin diterangi
Membantu pekerja yang sudah tua atau telah berkurang daya
penglihatannya. Menunjang tugas visual yang pada mulanya tidak
direncanakan untuk ruangan tersebut.Tipe Penerangan BuatanMenurut
Siswanto (1993:18) penerangan yang digunakan dapat dibedakan
menjadi 3 macam sistem/tipe penerangan yaitu :1. Pencahayaan Umum
(General Lighting)Sistem pencahayaan ini harus menghasilkan
iluminasi yang merata pada bidang kerja dan bidang ini biasanya
terletak pada ketinggian 30-60 inchi diatas lantai. Untuk memenuhi
persyaratan itu maka armatur harus dipasang simetris, dan jarak
lampu satu dengan lainnya perlu diperhatikan, dianjurkan antara
1,5-2 kali jarak antara lampu dan bidang kerja.
2. Pencahayaan Terarah (Localized General Lighting)Pada tipe ini
diperlukan bila intensitas penerangan yang merata tidak diperlukan
untuk semua tempat kerja tetapi hanya bagian tertentu saja yang
membutuhkan tingkat iluminasi, maka lampu tambahan dapat dipasang
pada daerah tersebut.
3. Pencahayaan Lokal (Local Lighting)Sistem pencahayaan lokal
ini diperlukan khususnya untuk pekerjaan yang membutuhkan
ketelitian. Kerugian dari sistem pencahayaan ini dapat menyebabkan
kesilauan, maka pencahayaan lokal perlu dikoordinasikan dengan
penerangan umum.
Menurut Sumamur PK (1998:10) ada beberapa faktor yang harus
diperhatikan dalam pencahayaan buatan antara lain:1. Pembagian
lumensi dalam lapangan penglihatanLapangan penglihatan yang baik
adalah dengan kekuatan terbesar ditengah pada daerah kerja yang
dilakukan. Perbandingan terbaik antara lumensi pusat, daerah
sekitar pusat dan lingkungan sekitarnya adalah 10:3:1. Kondisi
penerangan dinyatakan baik atau tidak bila memenuhi syarat jika
perbedaan lumensi melebihi perbandingan 40:1 baik di lapangan
penglihatan pekerjaan maupun terhadap lingkungan luar.2.
KesilauanTerjadi bila perbedaan penyebaran luminensi melebihi
perbandingan 40 :1, namun pada umumnya terjadi karena keterbatasan
kemampuan penglihatan.Kepekaan retina seluruhnya menyesuaikan
dengan luminensi rata-rata sehingga pda lapangan penglihatan dengan
luminensi berbeda, retina terlalu peka untuk luminensi yang tinggi,
tetapi sangat kurang peka untuk daerah yang samar-samar.3. Arah
CahayaSumber cahaya yang cukup jumlahnya sangat berguna dalam
mengatur pencahayaan yang baik. Cahaya dari berbagai arah dapat
meniadakan gangguan oleh bayangan.4. Warna CahayaWarna cahaya dan
komposisi spektrumnya sangat penting dalam membandingkan dan
mengkombinasikan warna-warna dalam lingkungan kerja atau tempat
kerja sebagai akibat pencahayaan yang menentukan rupa dari
lingkungan. Dengan adanya kombinasi tata warna dan dekorasi yang
serasi maka akan menimbulkan suasana kerja yang nyaman sehingga
kegairahan kerja akan meningkat.
5. Panas akibat sumber cahaya.Baik sumber pencahayaan alam
maupun pencahayaan buatan dapat menimbulkan suhu udara di tempat
kerja. Pertambahan suhu yang berlebihan dapat mengakibatkan
ketidaknyamanan bekerja dan akan merupakan beban tambahan.
Jenis Lampu Sumber Penerangan BuatanMenurut Siswanto (1989:22)
ada 3 jenis lampu sebagai sumber penerangan buatan yaitu:1. Lampu
Pijar (Incandescent Lamp)Cahaya sebagian besar terdiri dari infra
merah yang dapat mencapai 75- 80% sedangkan ultra violet pada lampu
pijar umumnya diabaikan. Pemanfaatan lampu pijar sebagai sumber
penerangan buatan mempunyai kerugian yaitu memancarkan radiasi dan
suhu permukaan dapat mencapai 60 C atau lebih sehingga ruangan
terasa tidak nyaman dan lampu pijar memberikan kesan psikis hangat
karena warna cahayanya kuning kemerahan.
2. Lampu Pelepasan Listrik Bertekanan Rendah (Electric Dicharge
Lamp atau Flourescen Lamp)Lampu jenis ini lebih dikenal dengan nama
lampu fluorescent atau lampu TL (Tube Lamp), cahayanya berasal dari
proses transformasi energi listrik menjadi ultra violet pada saat
aliran listrik melalui gas-gas misalnya Argon, Neon, uap Mercuri,
tergantung dari zat-zat fluorescent maka lampu TL dapat dibuat
sehingga cahayanya menyerupai cahaya lampu pijar, cahaya
matahari.
3 Lampu Pelepasan Listrik Bertekanan Tinggi (Mercury Vapor
Lamp)Secara prinsip lampu ini sama dengan lampu TL, tetapi dengan
tekanan tinggi radiasi cahayanya tergantung dari jenis gas dan
tekanan yang diisikan. Pada lampu Mercuri memancarkan cahaya dalam
empat panjang gelombang yang berwarna ungu, biru, kuning, dan
hijau.Warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu mercuri adalah
tergantung oleh tekanan uapnya. Lampu mercuri dapat dikombinasikan
dengan lampu pijar atau lampu tabung mercuri diberi lapisan zat
fosfor untuk mengubah radiasi ultra violet menjadi cahaya yang
berwarna merah. Lampu ini dapat menurun sampai 30%. Bila mengalami
kenaikan diatas 5% maka lampu akan rusak karena panas.Menurut
Achmad sujudi (1999:26) agar pencahayaan memenuhi persyaratan
kesehatan perlu dilakukan tindakan sebagai berikut :1) Pencahayaan
alami maupun buatan diupayakan agar tidak menimbulkankesilauan dan
memiliki intensitas sesuai dengan peruntukannya.2) Kontras sesuai
kebutuhannya, hindarkan terjadinya kesilauan atau bayangan.3) Untuk
ruang kerja yang mempergunakan peralatan berputar untuk
tidakmenggunakan lampu neon.4) Penempatan bola lampu dapat
menghasilkan penyinaran yang optimum dansering dibersihkan. Bola
lampu yang mulai tidak berfungsi dengan baik segeradiganti.
5 Sistem Penerangano Sistem penerangan langsungo Penerangan semi
langsungo Penerangan diffuso Penerangan semi tidak langsungo
Penerangan tidak langsung
Dari sistem penerangan tersebut ternyata ada yang diserap,
direfleksikan dan ditransmisikan AbsorbsiSebahagian dari cahaya
yang mengenai suatu permukaan akan diserap oleh permukaan itu.
RefleksiJumlah cahaya yang dipantulkan tidak ditentukan oleh
mengkilatnya suatu permukaan, tetapi oleh sifat-sifat dan permukaan
bahannya. TransmisiBahan tembus cahaya seperti kaca dan seluloida
akan memantulkan atau menyerap hanya sebagian saja dari cahaya yang
mengenai.
Secara keseluruhan, untuk suatu permukaan bahan berlaku
ketentuan: a + r + t =1
Secara umum ada tiga jenis lampu yang beredar di pasaran :1.
Lampu pijar (incandescent), cahaya dihasilkan oleh filamen dari
bahan tungsten (titik lebur > 2200 C) yang berpijar karena
panas.2. Lampu fluorescent, cahaya dihasilkan oleh pendaran bubuk
fosfor yang melapisi bagian dalam tabung lampu.3. Lampu HID
(High-Intensity Discharge lamps), cahaya dihasilkan oleh lecutan
listrik melalui uap zat logam.
Satuan-satuan teknik penerangan Steradian Kandela Fluk cahaya :
Satuannya lumen (lm)Rumus : Q = F x tdimana : Q = jumlah cahayaF =
fluk cahayat = waktu Intensitas cahayaSatuannya kandela (Cd)Rumus :
= 4 steradian, maka F = 4 I lumen
Intensitas peneranganSatuannya luxRumus :
Luminansi atau brightnessSatuannya cd/m2Rumus : 1 cd/cm2 = 1
stilb = 10000 cd/m2
Hukum penerangan Hukum KuadratRumus :
Catatan : rumus ini hanya berlaku untuk penerangan suatu titik
tertentu dari bidang yang diterangi
Penyelesaian :F = 1200 lumen
r = LB =
cos =
Intensitas penerangan titik B = = 0,764 lux
Contoh perhitungan penerangan suatu bangunanSuatu ruangan
laboratorium dengan ukuran 12 x 10 m dan tinggi lampu dari meja 2,6
m, yang akan diberi penerangan dengan ketentuan sebagai berikut :1.
Tentukan jenis lampu dan armatur yang digunakan. Ruangan ini
direncanakan armatur tipe TMX 200 dengan lampu 2 x TLD 36 W/54.
Menurut standar Philip lampu TL 36 W warna putih fluk cahayanya 2 x
2500 lumen per armatur.2. Tentukan faktor-faktor refleksirp = 0,7
rw = 0,5 rm = 0,33. Tentukan indeks bentuk ruanganLampu dipasang
pada langit-langit dan bidang kerjanya berada pada kira-kira 0,90 m
di atas langit maka h = 2,6 m.
4. Tentukan efisiensi penerangan (tabel XIII) dengan nilai k =
2,1Pada tabel, untuk k = 2 0,69untuk k = 2,5 0,75maka untuk k =
2,1dilakukan interpolasi =5. Intensitas penerangan (berdasarkan
tabel), untuk labor = 350 lux
6. Hitung fluk cahaya yang diperlukanF armatur = 2 x 2500 = 5000
lumen7. Tentukan faktor depresiasi, pada contoh ini kalau
lampu-lampu diperbarui setiap 2 tahun, maka d = 0,8 (tabel).Jadi,
jumlah armatur :
Jumlah ini dapat dibagi atas 3 deret pemasangannya,
masing-masing 5 armatur. Penempatan meja laboratorium harus
diperhatikan dan sebaiknya meja dipasang 3 deret dan jumlahnya 15
buah.Gambar layout penempatan lampu :10
Menghitung Kebutuhan Cahaya (Penerangan Buatan) Dengan Metoda
LumenHitung kebutuhan cahaya, bila dirancang dua armatur (2 bh
lampu) pada ruang tamu ukuran 3 x 4 M. Direncanakan memakai lampu
jenis SLJawab : Berdasarkan tabel intensitas cahaya (kuat
penerangan) untuk R Tamu dibutuhkanE (kuat penerangan) = 50
luxIndeks ruangan k = = = 0,6Menurut Tabel k, Eff = 0,38Karena
pengotoran ringan maka untuk faktor depresiasi masa 2 th pemakaian
= 0,8Jadi Flux Cahaya yang dibutuhkan := = = 1973,6 LumenKarena
dirancang dua armatur dg 2 bh lampu, maka Flux cahaya tiap lampu= =
986,8 lumenLihat tabel Flux cahaya; bagi lampu SL yang ada hanya
1050 Lumen untuk SL 25 WJadi dipakai SL 25 W sebanyak 2 buah lampu
per Armatur
Perhitungan lanjutanBerdasarkan perhitungan kebutuhan cahaya
pada sebuah Rumah Kediaman diperoleh ;Untuk jaringan kelompok I,
melayani : Jaringan kelompok II, melayani :1. R Tamu, TL 20 W = 20
W 1. Gang, Pijar = 4 x 15 W = 60 W2. R Makan, TL 20 W = 20 W 2.
Dapur, TL 10 W = 10 W3. K Tidur, Pijar 15 & 5 W = 20 W 3. WC,
Pijar 15 W = 15 W4. KM/WC, Pijar 15 & 30 W = 45 W 4. K Pelayan,
Pijar 5 W = 5 W5. Teras, Pijar 30 W = 30 W 5. Garasi, Pijar 15 W =
15 W6. K.K = 2 x 150 W = 300 W 6. K.K = 2x150 W = 300 WJumlah = 435
W Jumlah = 405 WRekapitulasi daya :Kelompok Pijar TL KK/150W
Jumlah5 W 15 W 30 W 20 W 10 W I 1 2 2 2 - 2 435 WII 1 6 - - 1 2 405
WIN1 = = 2,47 A; Isekering = 1,25 IN = 1,25 x 2,47 = 3,09 A 4AIN2 =
= 2,3 A; Isekering = 1,25 IN = 1,25 x 2,3 A = 2,87 A 4AUntuk MCB IN
Total = = 4,77 AIMCB = 1,25 x IN = 1,25 x 4,77 A = 5,96 A 6A6 A 4A
4A
HomeIslamiKesehatanOtomotifteknologipengetahuan umumHome alam
Pengertian Sumber Cahaya, Sifat-sifatnya Dan Hukum
SnelliusPengertian Sumber Cahaya, Sifat-sifatnya Dan Hukum
SnelliusADMIN MAY 16, 2012 1
Kita dapat melihat sebuah benda kalau ada cahaya yang datang
dari benda itu dan masuk ke mata kita. Benda-benda yang dapat
memancarkan cahayanya sendiri disebut sumber cahaya. Contoh sumber
cahaya adalah matahari, lampu lilin, nyala api, kunang-kunang, dan
lain-lain.
Selain sumber cahaya, kita juga mengenal adanya benda gelap.
Benda gelap adalah benda yang tidak dapat memancarkan cahayanya
sendiri. Contoh benda gelap adalah meja, kursi, buku, pensil, dan
lain-lain. Benda gelap dapat terlihat oleh mata karena benda-benda
tersebut memantulkan cahaya yang berasal dari sumber cahaya. Cahaya
memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
1. Cahaya merambat menurut garis lurus.
Cahaya merupakan partikel-partikel yang sangat kecil dan
bergerak sangat cepat dengan lintasan garis lurus. Cahaya memiliki
kecepatan 300.000 km per detik. Garis-garis maya lurus yang
menggambarkan cahaya disebut sinar cahaya. Kumpulan sinar-sinar
cahaya akan membentuk berkas cahaya. Bayangan-bayangan dapat
terjadi karena cahaya merambat lurus. Cahaya tidak dapat mencapai
daerah di belakang benda.
2. Cahaya dapat dibiaskan.
Cahaya yang merambat dari suatu zat ke zat lain akan dibiaskan
di bidang perbatasan. Pembiasan cahaya disebut juga pembelokan
cahaya. Contoh peristiwa pembiasan adalah dasar kolam yang airnya
jernih tampak lebih dangkal dari biasanya. Mengapa hal tersebut
bisa terjadi? Karena cahaya yang datang dari zat yang renggang
(udara) menuju zat yang lebih rapat (air kolam) akan dibiaskan
mendekati garis normal sehingga dasar kolam tampak lebih
dangkal.
3. Cahaya dapat menembus benda-benda bening.
Benda tembus pandang atau benda bening hampir seluruhnya mampu
meneruskan cahaya yang diterimanya. Contoh benda tembus cahaya
adalah gelas kaca, botol, toples, dan air. Tumbuhan dan hewan yang
hidup di dalam air juga membutuhkan cahaya matahari untuk kehidupan
mereka. Cahaya matahari dapat menembus air laut, air sungai, dan
air kolam yang dalam, asalkan air tersebut bening.
4. Cahaya dapat dipantulkan.
Bila cahaya mengenai suatu benda maka terdapat dua kemungkinan
peristiwa yang akan dialami oleh cahaya tersebut. Yang pertama
adalah sebagian cahaya tersebut akan diteruskan ke dalam benda yang
dikenainya. Sedangkan kemungkinan kedua adalah sebagian cahaya akan
dipantulkan kembali.
Untuk mengetahui arah pemantulan cahaya dan sudut yang dibentuk,
kita bisa menggunakan Hukum Snellius. Hukum Snellius atau hukum
pemantulan cahaya menyatakan bahwa:1. Sudut datang sama dengan
sudut pantul.2. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul
terletak pada sebuah bidang datar.
Semoga artikel yang membahas pengertian sumber cahaya,
sifat-sifat cahaya, dan Hukum Snellius ini bisa membantu Anda dalam
memperluas pengetahuan ilmu fisika.
benda-benda sumber cahaya
BAB I1.1.Latar Belakang MasalahMatahari Kita merupakan materi
yang selalu bergolak, karena ledakan- ledakan yang selalu terjadi.
Ledakan itu memancarkan cahayanya sampai di bumi. Ledakan- ledakan
yang padam kelihatan sebagai bintik- bintik hitam yang di namakan
bintik matahari. Bintik matahari itu hanya mungkin bisa kita lihat
dengan alat yang di sebut dengan cermin matahari. Alat itu akan
memantulkan gambar matahari yang telah di perbesar beberapa ribu
kali dan di proyeksikan ke layar.Pasti kita sudah mengenal Alat
untuk mengambil gambar , atau sering kita sebut dengan Camera, di
mana alat tersebut bisa membuat dan mengambil gambar dengan bantuan
cahaya. Dan dalam kehidupan sehari- hari, kita sangat sering
berhubungan dengan cahaya, dimana seperti kalaw kita ingin melihat
kita harus memerlukan adanya cahaya untuk dapat melihat benda atau
objek yang ingin kita lihat, dan tentu kalaw tidak ada cahaya kita
tidak akan dapat melihat, karena pada dasarnyaKita dapat melihat
sebuah benda kalau ada cahaya yang datang dari benda itu dan masuk
ke mata kita. Benda-benda yang dapat memancarkan cahayanya sendiri
disebut sumber cahaya. Contohnya: sumber cahaya adalah Matahari,
Lampu Pijar, lampu lilin, nyala api, kunang-kunang, dan
lain-lain.Selain sumber cahaya, kita juga mengenal adanya benda
gelap. Dimana Benda gelap adalah benda yang tidak dapat memancarkan
cahayanya sendiri. Contoh benda gelap adalah meja, kursi, buku,
pensil, dan lain-lain. Benda gelap dapat terlihat oleh mata karena
benda-benda tersebut memantulkan cahaya yang berasal dari sumber
cahaya.Maka dari itu kami dari kelompok satu ini mengangkat tema
:Benda-Benda sumber cahaya dan Pemantul cahaya,supaya kita lebih
memahami kenapa kita bisa melihat, dan kenapa kalaw di malam hari
kalaw kita berada di dalam ruangan yang gelap tanpa cahaya
sedikitpun pasti kita tidak akan dapat melihat.
2.2. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang masalah di atas
maka rumusan masalah yang bisa kita ambil dalam makalah ini adalah
di bawah ini, supaya pembahasan kita tidak keluar dari pokok
bahasan.1.Apa yang di maksud dengan Cahaya2.Apakah yang di maksud
Sumber cahaya itu dan contohnya3.Apakan yang di maksud dengan
pemantulan cahaya dan Bagaimana proses pemantulannya.2.3. Tujuan
MakalahAdapaun tujuan dari makalah dan pembahasan permasalahan ini
adalah untuk :1.Untuk mengetahui Apa defensisi Cahaya2.Untuk
Memngetahui meksud dari sumber cahaya dan contohnya3.Untuk
mengetahui defenisi pemantulan cahaya dan Untuk mengetahui proses
terjadinya pemantulannya
BAB IIPEMBAHASAN2.1. Defenisi CahayaCahaya menurut Newton
(1643-1727) adalah : Terdiri dari partikel-partilkel ringan
berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala
arah dengan kecepatan yang sangat tinggi.Menurut Huygens
(1629-1695), cahaya adalah gelombang seperti bunyi. Perbedaan
antara keduanya hanya pada frekuewensi dan panjang gelombang
saja.Jadi cahaya secara umum adalah Jenis gelombang yang merambat
tanpa memerlukan Medium. Sebagai contoh : Cahaya Matahari dapat
sampai ke bumi walaupun melewati ruang hampa udara . Cahaya
merupakan gelombang Elektromagnetik.Sedangkan kalaw kita berbicara
tentang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik ,maka
Cahayaadalahenergiberbentukgelombang elekromagnetikyang
kasatmatadenganpanjang gelombangsekitar 380750 nm. Pada
bidangFisika, cahaya adalah Radiasi Elektromagnetik, baik
denganpanjang gelombangkasat matamaupun yang tidak. Selain itu,
cahaya adalah paket partikel yang disebutfoton. Kedua definisi
tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan
sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang
disebutspektrumkemudian dipersepsikan secara visual oleh indera
penglihatan sebagaiwarna. Bidang studi cahaya dikenal dengan
sebutanoptika, merupakan area riset yang penting
padafisikamodern.Studi mengenai Cahaya dimulai dengan munculnya
eraoptika klasikyang mempelajari besaran optik
seperti:intensitas,frekuensiataupanjang
gelombang,polarisasidanfasecahaya. Sifat-sifat cahaya dan
interaksinya terhadap sekitar dilakukan denganpendekatan
paraksialgeometris sepertirefleksidanrefraksi, dan pendekatan sifat
optik fisisnya yaitu:interferensi,difraksi,dispersi,polarisasi.
Masing-masing studi optika klasik ini disebut denganoptika
geometris(geometrical optics) danoptika fisis(physical optics).Pada
puncak optika klasik,cahayadidefinisikan sebagai gelombang
elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran,
sejak tahun 1838 olehMichael Faradaydengan penemuansinar katode,
tahun 1859 denganteori radiasi massa hitamolehGustav Kirchhoff,
tahun 1877Ludwig Boltzmannmengatakan bahwa statusenergisistem fisik
dapat menjadi diskrit,teori kuantumsebagai model dariteori radiasi
massa hitamolehMax Planckpada tahun 1899 dengan hipotesa
bahwaenergiyang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi
jumlahan diskrit yang disebutelemen energi,E.Pada tahun 1905,Albert
Einsteinmembuat percobaanefek fotoelektrik, cahaya yang
menyinariatommengeksitasielektronuntuk melejit keluar dariorbitnya.
Pada pada tahun 1924 percobaan olehLouis de
Brogliemenunjukkanelektronmempunyai sifat dualitas
partikel-gelombang, hingga tercetusteori dualitas
partikel-gelombang.Albert Einsteinkemudian pada tahun 1926
membuatpostulatberdasarkanefek fotolistrik, bahwa cahaya tersusun
darikuantayang disebutfotonyang mempunyai sifat dualitas yang sama.
KaryaAlbert EinsteindanMax Planckmendapatkanpenghargaan
Nobelmasing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasarteori
kuantum mekanikyang dikembangkan oleh banyak ilmuwan,
termasukWerner Heisenberg,Niels Bohr,Erwin Schrdinger,Max Born,John
von Neumann,Paul Dirac,Wolfgang Pauli,David Hilbert,Roy J.
Glauberdan lain-lain.Era ini kemudian disebut eraoptika
moderndancahayadidefinisikan sebagai dualismegelombangtransversal
elektromagnetik dan aliranpartikelyang disebutfoton. Pengembangan
lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannyasinarmaser,
dansinarlaserpada tahun 1960. Era optika modern tidak serta merta
mengakhiri eraoptika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat
cahaya yang lain yaitudifusidanhamburan.
2.2.Defenisi Sumber Cahaya dan contoh benda -
bendanyaSebagaimana Kita ketahui bahwa Kita dapat melihat sebuah
benda kalau ada cahaya yang datang dari benda itu dan masuk ke mata
kita. Benda-benda yang dapat memancarkan cahayanya sendiri disebut
Sumber Cahaya. Contoh sumber cahaya adalah Matahari, Lampu Pijar,
Lampu lilin, nyala api, kunang-kunang, dan
lain-lain.a.MatahariMatahari merupakan Benda Sumber cahaya yang
memancarkan sinarnya sendiri, dan Matahari juga merupakan pusat
tata surya dengan suhu 6.000 Kelvin. Sumber kalor dimatahari
merupakan hasil reaksi fusi atam hidrogen. Matahari adalah sebuah
bintang yang terdekat dari bumi. Jarak rata rata bumi ke matahari
adalah 149.600.000 Km.Jarak ini disebut satu satuan astronomi (SA
atau AU = Astronomical Unit).b.Lampu PijarLampu pijaradalah
sumbercahayabuatan yang dihasilkan melalui penyaluranarus
listrikmelaluifilamenyang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.
Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara
untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung
rusak akibatteroksidasi.Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam
bentuk dan tersedia untuk tegangan (voltase) kerja yang bervariasi
dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt. Energilistrikyang diperlukan
lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar
dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya sepertilampu
pendardandiode cahaya, maka secara bertahap pada beberapa negara
peredaran lampu pijar mulai dibatasi.Di samping memanfaatkan cahaya
yang dihasilkan, beberapa penggunaan lampu pijar lebih memanfaatkan
panas yang dihasilkan, contohnya adalah pemanas kandangayam,
danpemanas inframerahdalam proses pemanasan di bidang industri.
c.Kunang-KunangKunang-kunangadalah sejenis serangga yang dapat
mengeluarkan cahaya yang jelas terlihat saat malam hari. Cahaya ini
dihasilkan oleh "sinar dingin" yang tidak
mengandungultravioletmaupun sinarinframerahdan memiliki panjang
gelombang 510 sampai 670nanometer, dengan warna merah pucat,
kuning, atau hijau, denganefisiensi sinarsampai 96%.Kunang-kunang
termasuk dalam golonganLampyridaeyang
merupakanfamiliadalamordokumbangColeoptera. Ada lebih dari
2000spesieskunang-kunang, yang dapat ditemukan di daerah empat
musim dantropisdi seluruh dunia. Banyak sepesies ini yang ditemukan
dirawaatauhutanyang basah dimana tersedia banyak persediaan makanan
untuklarvanya.Kunang-kunang, yang memancarkan sinar untuk saling
mengenali atau untuk memberi tanda kawin, menggunakan panjang
gelombang sinar yang berbeda, tergantung pada spesiesnya. Selain
itu, pada beberapa spesies, kunang-kunang jantan yang mula-mula
menyorotkan sinar untuk menarik sang betina, sementara pada spesies
lainnya, sang betina yang memanggil. Sebagian kunang-kunang
menggunakan cahaya mereka untuk mempertahankan diri. Mereka
mengeluarkan sinar sebagai tanda pada musuh bahwa mereka bukan
makanan yang lezat.Bagi kunang-kunang kelompok Photuris, cahaya
mereka berperan pula dalam perburuan. Betina jenis ini dapat meniru
kerlipan sinyal cahaya yang dipancarkan betina jenis lain, misalnya
Photuris. Dengan sinyal cahaya palsu ini, kunang-kunang jantan
jenis Photuris pun terjebak dan dimakan oleh Photuris betina.Cahaya
kunang-kunang berperan pula sebagai tanda peringatan, untuk
memperingatkan antar-sesama jenisnya tentang ancaman bahaya, maupun
peringatan bagi serangga dan burung pemangsa agar tidak memakannya.
Sebab, zat pemicu pembentukan cahaya kunang-kunang berasa pahit.
Kalaupun ada serangga pemangsa yang nekad, mereka biasanya memakan
tubuh kunang-kunang dari bagian kepala, terus hingga ke bagian
belakang, kecuali bagian perut yang tidak dimakannya.2.3.
Pemantulan Cahaya dan ProsesnyaRefleksiataupemantulanadalah
perubahan arah rambatcahayake arah sisimediumasalnya, setelah
menumbukantarmukaduamedium.Refleksi pada eraOptik
Geometrisdijabarkan denganhukum refleksiyaitu:
Sinarinsiden,sinarrefleksi dan sumbu normalantarmukaada pada satu
bidang yang sama Sudut yang dibentuk antara
masing-masingsinarinsiden dansinarrefleksi terhadap sumbu normal
adalah sama besar. Jarak tempuhsinarinsiden dansinarrefleksi
bersifatreversible.
Bila cahaya mengenai suatu benda maka terdapat dua kemungkinan
peristiwa yang akan dialami oleh cahaya tersebut. Yang pertama
adalah sebagian cahaya tersebut akan diteruskan ke dalam benda yang
dikenainya. Sedangkan kemungkinan kedua adalah sebagian cahaya akan
dipantulkan kembali.Untuk mengetahui arah pemantulan cahaya dan
sudut yang dibentuk, kita bisa menggunakan Hukum Snellius. Hukum
Snellius atau hukum pemantulan cahaya menyatakan bahwa:1. Sudut
datang(i)sama dengan sudut pantul (rp).2. Sinar datang, garis
normal, dan sinar pantul terletak pada sebuah bidang
datar.Pemantulan cahaya dapat di selidiki dengan cermin , ada dua
jenis cermin , yaitu cermin datar dan cermin lengkung.a.Cermin
datarSifat-Sifat bayangan pada cermin datar adalah sebagai
berikutMaya .Tegak dan sama besar dengan bendanya ( perbesar =
1)Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke
cermin.Bayangan menghadap benda saling berlawanan . sisi kanan
benda menjadi sisi kiri bayangan , sedangkan sisi kiri benda
menjadi sisi kanan bayangan.M ===1Keterangan :M = Perbesaranh =
Tinggi Benda (cm)h = Tinggi Bayangan (cm )S = jarak benda (cm )S
=Jarak bayangan ( cm )b.Pemantulan pada Cermin lengkung ( Sferik
)Cermin lengkung terdiri dari 2 macam yaitu : cermin cekung dan
cermin cembung. Sifat- sifat jalannya sinar pada dua cermin
tersebut berbeda.1.Cermin cekung ( Konkaf )Sinar- sinar istimewa
pada cermin cekung adalaha.Sinar datang sejajar sumbu utama cermin
akan di pantulkan melalui titik fokusF.b.Sinar datang melalui titik
fokus (F) akan di pantulkan sejajar sumbu utama .c.Sinar datang
melalui titik pusat kelengkungan(C) dipantulkan kembali melalui
titik pusat lengkung tersebut.2.Cermin cembung ( Konveks )Sinar
sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut :a.Sinar
datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah olah dari titik fokus
( F )b.Sinar yang datang menuju titik fokus ( F ) di pantulkan
sejajar sumbu utama .c.Sinar yang emnuju titik pusat kelengkungan
cermin M dipantulkan seolah olah berasal dari titik pusat
kelengkungan tersebut.
BAB IIIPENUTUP3.1KesimpulanCahaya menurut Newton (1643-1727)
adalah : Terdiri dari partikel-partilkel ringan berukuran sangat
kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan
kecepatan yang sangat tinggi.Menurut Huygens (1629-1695), cahaya
adalah gelombang seperti bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya
pada frekuewensi dan panjang gelombang saja.Jadi cahaya secara umum
adalah Jenis gelombang yang merambat tanpa memerlukan Medium.
Sebagai contoh : Cahaya Matahari dapat sampai ke bumi walaupun
melewati ruang hampa udara. Cahaya merupakan gelombang
Elektromagnetik.Benda-benda yang dapat memancarkan cahayanya
sendiri disebut Sumber Cahaya. Contoh sumber cahaya adalah
Matahari, Lampu Pijar, Lampu lilin, nyala api, kunang-kunang, dan
lain-lain.d.MatahariMatahari merupakan Benda Sumber cahaya yang
memancarkan sinarnya sendiri, dan Matahari juga merupakan pusat
tata surya dengan suhu 6.000 Kelvin. Sumber kalor dimatahari
merupakan hasil reaksi fusi atam hidrogen. Matahari adalah sebuah
bintang yang terdekat dari bumi. Jarak rata rata bumi ke matahari
adalah 149.600.000 Km.Jarak ini disebut satu satuan astronomi (SA
atau AU = Astronomical Unit).e.Lampu PijarLampu pijaradalah
sumbercahayabuatan yang dihasilkan melalui penyaluranarus
listrikmelaluifilamenyang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.
Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara
untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung
rusak akibatteroksidasi.Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam
bentuk dan tersedia untuk tegangan (voltase) kerja yang bervariasi
dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt. Energilistrikyang diperlukan
lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar
dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya sepertilampu
pendardandiode cahaya, maka secara bertahap pada beberapa negara
peredaran lampu pijar mulai dibatasi.Di samping memanfaatkan cahaya
yang dihasilkan, beberapa penggunaan lampu pijar lebih memanfaatkan
panas yang dihasilkan, contohnya adalah pemanas kandangayam,
danpemanas inframerahdalam proses pemanasan di bidang
industri.f.Kunang-KunangKunang-kunangadalah sejenis serangga yang
dapat mengeluarkan cahaya yang jelas terlihat saat malam hari.
Cahaya ini dihasilkan oleh "sinar dingin" yang tidak
mengandungultravioletmaupun sinarinframerahdan memiliki panjang
gelombang 510 sampai 670nanometer, dengan warna merah pucat,
kuning, atau hijau, denganefisiensi sinarsampai 96%.Kunang-kunang
termasuk dalam golonganLampyridaeyang
merupakanfamiliadalamordokumbangColeoptera. Ada lebih dari
2000spesieskunang-kunang, yang dapat ditemukan di daerah empat
musim dantropisdi seluruh dunia. Banyak sepesies ini yang ditemukan
dirawaatauhutanyang basah dimana tersedia banyak persediaan makanan
untuklarvanya.Refleksiataupemantulanadalah perubahan arah
rambatcahayake arah sisimediumasalnya, setelah
menumbukantarmukaduamedium.Refleksi pada eraOptik
Geometrisdijabarkan denganhukum refleksiyaitu:
Sinarinsiden,sinarrefleksi dan sumbu normalantarmukaada pada satu
bidang yang sama Sudut yang dibentuk antara
masing-masingsinarinsiden dansinarrefleksi terhadap sumbu normal
adalah sama besar. Jarak tempuhsinarinsiden dansinarrefleksi
bersifatreversible.Pemantulan cahaya dapat di selidiki dengan
cermin , ada dua jenis cermin , yaitu cermin datar dan cermin
lengkung.c.Cermin datarSifat-Sifat bayangan pada cermin datar
adalah sebagai berikutMaya .Tegak dan sama besar dengan bendanya (
perbesar = 1)Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke
cermin.Bayangan menghadap benda saling berlawanan . sisi kanan
benda menjadi sisi kiri bayangan , sedangkan sisi kiri benda
menjadi sisi kanan bayangan.M ===1Keterangan :M = Perbesaranh =
Tinggi Benda (cm)h = Tinggi Bayangan (cm )S = jarak benda (cm )S
=Jarak bayangan ( cm )d.Pemantulan pada Cermin lengkung ( Sferik
)Cermin lengkung terdiri dari 2 macam yaitu : cermin cekung dan
cermin cembung. Sifat- sifat jalannya sinar pada dua cermin
tersebut berbeda.3.Cermin cekung ( Konkaf )Sinar- sinar istimewa
pada cermin cekung adalahd.Sinar datang sejajar sumbu utama cermin
akan di pantulkan melalui titik fokusF.e.Sinar datang melalui titik
fokus (F) akan di pantulkan sejajar sumbu utama .f.Sinar datang
melalui titik pusat kelengkungan(C) dipantulkan kembali melalui
titik pusat lengkung tersebut.4.Cermin cembung ( Konveks )Sinar
sinar istimewa pada cermin cembung adalah sebagai berikut :d.Sinar
datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah olah dari titik fokus
( F )e.Sinar yang datang menuju titik fokus ( F ) di pantulkan
sejajar sumbu utama .f.Sinar yang emnuju titik pusat kelengkungan
cermin M dipantulkan seolah olah berasal dari titik pusat
kelengkungan tersebut.