Apa yang terjadi pada bayangan benda jika lampu senter digerakkan mendekat?

Apa yang terjadi pada bayangan benda jika lampu senter digerakkan mendekat? – Jika lampu senter didekatkan ke benda, bayangan benda akan menjadi lebih gelap (peningkatan intensitas) dan lebih besar akibat perubahan sudut pantulan dan proporsi pada proyeksi geometris.

Mekanisme Optik Geometris

Peristiwa ini dijelaskan oleh prinsip optik geometris dimana cahaya merambat lurus. Sumber cahaya dari senter bertindak sebagai sumber cahaya titik atau luas yang menghasilkan sinar sejajar maupun menyebar. Ketika jarak sumber cahaya ke benda (u) diperkecil, intensitas illuminansi pada permukaan benda meningkat drastis sesuai hukum kuadrat terbalik.

Tahapan Proses Perubahan Bayangan

Tahap 1: Peningkatan Intensitas Pencahayaan

Saat senter didekatkan, illuminansi (E) pada benda meningkat berdasarkan rumus E = I / d² (I = intensitas sumber, d = jarak). Jika jarak dipotong setengah, intensitas cahaya menjadi 4 kali lebih terang. Hal ini menyebabkan bagian benda yang terkena cahaya memantulkan lebih banyak foton ke lensa atau dinding, sehingga bayangan menjadi lebih kontras dan hitam pekat karena perbedaan area terang dan gelap semakin ekstrem.

Tahap 2: Pembesaran Geometris Proyeksi

Bayangan menjadi lebih besar akibat perubahan sudut proyeksi. Dengan mengacu pada trigonometri, ukuran bayangan (B) dipengaruhi rumus B = O × (v / u). Ketika u (jarak benda ke sumber) diperkecil, rasio v/u (jarak bayangan ke sumber dibagi jarak benda ke sumber) meningkat. Akibatnya, sudut semu bayangan membesar, membuat proyeksi bayangan di dinding memanjang secara signifikan.

Tahap 3: Perubahan Sifat Bayangan

Jika senter digerakkan secara lateral, posisi bayangan akan bergeser. Namun jika didekatkan secara aksial (tegak lurus), bayangan akan membesar dan tepi bayangan menjadi lebih tajam jika senter memiliki kolimator. Namun, jika senter dekat dan sumber cahaya luas (tidak titik), bayangan akan menjadi kabur (penumbra) karena titik bayangan menjadi lingkaran kabur sesuai persamaan Ukuran Penumbra = (Luas sumber cahaya × Jarak) / Jarak ke objek.

Rumus Dasar Iluminansi dan Pembesaran

Untuk memprediksi perubahan, gunakan dua rumus kunci:

1. Intensitas Cahaya:E = I / d²2. Pembesaran Bayangan:M = B / O = v / u

Variabel dalam Rumus

• E = Iluminansi (Lux), tingkat penerangan permukaan.
• I = Intensitas sumber cahaya (Candela).
• d = Jarak sumber ke permukaan (meter).
• M = Perbesaran bayangan (tanpa satuan).
• v = Jarak sumber ke bayangan (meter).
• u = Jarak sumber ke benda (meter).

Cara Menggunakan Rumus

Jika jarak senter dari benda semula 2 meter lalu didekatkan jadi 1 meter: 1. Hitung peningkatan terang: 1 / 1² dibagi 1 / 2² = 4x lipat lebih terang. 2. Hitung pembesaran: Jika bayangan semula panjangnya 10 cm dengan rasio v/u = 10, maka saat u dipotong setengah, rasio menjadi 20, sehingga bayangan menjadi 20 cm (membesar 2x lipat).

Penerapan dalam Kehidupan

Ini sering diterapkan dalam teknik teater boneka bayangan (shadow puppetry). Dalang mendekatkan lampu ke boneka untuk memperbesar bayangan di layar secara instan tanpa mengubah ukuran boneka. Di dunia fotografi, fotografer menggunakan prinsip pendekatan sumber cahaya untuk menciptakan efek hard lighting (bayangan tajam) dan high contrast pada objek makro. Jarak sumber cahaya yang dekat (kurang dari 1 meter) sering digunakan untuk menghasilkan bayangan dramatis dengan intensitas cahaya mencapai 10.000 Lux lebih tinggi dibanding jarak 5 meter.