Edutafsi.com - Pembiasan Cahaya. Pada bahan belajar sebelumnya, edutafsi telah menjelaskan beberapa subtopik yang berhubungan dengan pemantulan cahaya. Pada kesempatan ini, akan dijelaskan mengenai fenomena lain yang dialami oleh cahaya ketika melalui suatu medium. Selain mengalami pemantulan, cahaya ternyata juga dapat mengalami pembiasan. Pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokkan cahaya saat melalui dua medium yang berbeda kerapatannya. Ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua medium yang berbeda, maka cahaya akan dibelokkan atau dibiaskan. Fenomena tersebut terjadi saat cahaya dari udara masuk ke suatu bahan atau sebaliknya saat cahaya merambat keluar dari bahan menuju udara.
Pembiasan cahaya dapat terjadi jika memenuhi dua syarat terjadinya pembiasan. Syarat pertama adalah laju cahaya pada kedua medium harus berbeda. Syarat kedua, pembiasan cahaya akan terjadi jika arah datang cahaya tidak tegal lurus terhadap bidang batas kedua medium.
Gejala pembiasan cahaya dapat dijelaskan menggunakan hukum Snellius. Hukum Snellius tentang pembiasan cahaya terdiri dari dua poin yang menjelaskan fenomena pembiasan cahaya. Kedua poin tersebut dikenal sebagai hukum I Snellius dan hukum II Snellius.
Berikut dua poin dalam hukum pembiasan cahaya :
1). Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar
2). Perbandingan proyeksi antara sinar datang dan sinar bias yang sama panjangnya pada bidang batas antara dua zat bening merupakan bilangan tetap.
Hukum II Snellius tentang pembiasan menjelaskan bagaimana pengaruh kerapatan suatu bahan terhadap arah pembiasan atau pembelokkan cahaya. Berdasarkan perbedaan kerapatan tersebut, berikut beberapa kondisi pada peristiwa pembiasan cahaya.
#1 Tegak Lurus Bidang Batas
Jika sinar datang dengan arah tegak lurus terhadap bidang batas antara bahan dan udara, maka cahaya tetap bergerak lurus walaupun laju cahaya mengalami perubahan. Dengan kata lain, sinar datang tegak lurus bidang batas akan diteruskan tanpa dibiaskan.
#2 Menuju Medium Rapat
Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat (misalnya sinar datang dari udara ke kaca), maka sinar akan dibelokkan mendekati garis normal. Dalam hal ini, sudut bias akan lebih kecil daripada sudut datang. Perhatikan gambar di atas.
#3 Menuju Medium Kurang Rapat
Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat (misalnya sinar datang dari air ke udara), maka sinar akan dibelokkan menjauhi garis normal. Dalam hal ini, sudut biasnya akan lebih besar daripada sudut datang.
Besaran yang menentukan laju cahaya dalam suatu bahan disebut indeks bias. Jika dihubungkan dengan laju cahaya, maka indeks bias suatu bahan merupakan perbandingan antara laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam bahan tersebut. Secara matematis ditulis :
Keterangan :
n = indeks bias bahan atau medium (tanpa satuan)
c = laju cahaya dalam ruang hampa (m/s)
v = laju cahaya dalam bahan atau medium (m/s).
#1 Indeks Bias Mutlak
Indeks bias suatu bahan sering juga disebut sebagai indeks bias mutlak. Indeks bias mutlak suatu bahan merupakan perbandingan laju cahaya di ruang hampa dengan laju cahaya pada bahan tersebut. Indeks bias mutlak untuk cahaya yang bergerak dari vakum ke suatu medium tertentu dinyatakan dengan persamaan berikut ini :
Keterangan :
n = indeks bias mutlak suatu bahan
θi = besar sudut datang
θr = besar sudut bias.
Besar indeks bias mutlak suatu bahan atau medium menyatakan kemampuan suatu bahan atau medium untuk membelokkan cahaya. Semakin besar indeks bias suatu bahan, maka akan semakin besar kemampuannya dalam membelokkan cahaya.
#2 Indeks Bias Relatif
Selain indeks bias mutlak juga dikenal istilah indeks bias relatif. Sesuai dengan namanya, indeks bias relatif merupakan indeks bias suatu bahan relatif terhadap bahan lainnya. Dengan kata lain, indeks bias relatif merupakan perbandingan indeks bias mutlak dari dua medium yang berbeda.
Jika cahaya datang dari suatu medium ke medium lainnya yang berbeda, maka persamaan indeks bias yang digunakan adalah persamaan indeks bias relatif. Secara matematis, indeks bias relatif suatu bahan terhadap bahan lain dinyatakan dengan rumus berikut :
Keterangan :
n21 = indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1
n2 = indeks bias mutlak medium kedua
n1 = indeks bias mutlak medium pertama
θ1 = besar sudut datang pada medium pertama
θ2 = besar sudut bias pada medium kedua.
#3 Persamaan Snellius
Perbandingan antara indeks bias mutlak dua bahan yang berbeda seperti yang dinyatakan pada rumus di atas juga dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan Snellius sebagai berikut :
Keterangan :
ni = indeks bias mutlak medium tempat cahaya datang
nr = indeks bias mutlak medium yang dituju cahaya
θi = sudut datang cahaya
θr = sudut bias cahaya.
Demikianlah pembahasan singkat mengenai hukum snellius tentang pembiasan cahaya dan jenis-jenis indeks bias. Jika bahan belajar ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.
A. Hukum Snellius Untuk Pembiasan
Ketika arah rambat cahaya tegak lurus terhadap bidang batas antara bahan dan udara, maka cahaya tetap bergerak lurus walaupun mengalami perubahan laju. Akan tetapi, ketika arah rambat cahaya tidak tegak lurus terhadap bidang batas udara dan bahan, maka arah rambat cahaya akan mengalami pembelokan (pembiasan) pada bidang batas udara dan bahan.Pembiasan cahaya dapat terjadi jika memenuhi dua syarat terjadinya pembiasan. Syarat pertama adalah laju cahaya pada kedua medium harus berbeda. Syarat kedua, pembiasan cahaya akan terjadi jika arah datang cahaya tidak tegal lurus terhadap bidang batas kedua medium.
Gejala pembiasan cahaya dapat dijelaskan menggunakan hukum Snellius. Hukum Snellius tentang pembiasan cahaya terdiri dari dua poin yang menjelaskan fenomena pembiasan cahaya. Kedua poin tersebut dikenal sebagai hukum I Snellius dan hukum II Snellius.
Berikut dua poin dalam hukum pembiasan cahaya :
1). Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar
2). Perbandingan proyeksi antara sinar datang dan sinar bias yang sama panjangnya pada bidang batas antara dua zat bening merupakan bilangan tetap.
Hukum II Snellius tentang pembiasan menjelaskan bagaimana pengaruh kerapatan suatu bahan terhadap arah pembiasan atau pembelokkan cahaya. Berdasarkan perbedaan kerapatan tersebut, berikut beberapa kondisi pada peristiwa pembiasan cahaya.
#1 Tegak Lurus Bidang Batas
Jika sinar datang dengan arah tegak lurus terhadap bidang batas antara bahan dan udara, maka cahaya tetap bergerak lurus walaupun laju cahaya mengalami perubahan. Dengan kata lain, sinar datang tegak lurus bidang batas akan diteruskan tanpa dibiaskan.
#2 Menuju Medium Rapat
Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat (misalnya sinar datang dari udara ke kaca), maka sinar akan dibelokkan mendekati garis normal. Dalam hal ini, sudut bias akan lebih kecil daripada sudut datang. Perhatikan gambar di atas.
#3 Menuju Medium Kurang Rapat
Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat (misalnya sinar datang dari air ke udara), maka sinar akan dibelokkan menjauhi garis normal. Dalam hal ini, sudut biasnya akan lebih besar daripada sudut datang.
B. Indeks Bias dan Persamaan Snellius
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang menunjukkan suatu fenomena menarik saat memasuki dua bahan yang berbeda. Ketika gelombang elektromagnetik memasuki suatu bahan, maka laju dan panjang gelombangnya akan berkurang namun frekuensinya tidak berubah. Secara umum, laju cahaya akan berbeda jika memasuki bahan yang berbeda.Besaran yang menentukan laju cahaya dalam suatu bahan disebut indeks bias. Jika dihubungkan dengan laju cahaya, maka indeks bias suatu bahan merupakan perbandingan antara laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam bahan tersebut. Secara matematis ditulis :
| n = c/v |
Keterangan :
n = indeks bias bahan atau medium (tanpa satuan)
c = laju cahaya dalam ruang hampa (m/s)
v = laju cahaya dalam bahan atau medium (m/s).
#1 Indeks Bias Mutlak
Indeks bias suatu bahan sering juga disebut sebagai indeks bias mutlak. Indeks bias mutlak suatu bahan merupakan perbandingan laju cahaya di ruang hampa dengan laju cahaya pada bahan tersebut. Indeks bias mutlak untuk cahaya yang bergerak dari vakum ke suatu medium tertentu dinyatakan dengan persamaan berikut ini :
|
Keterangan :
n = indeks bias mutlak suatu bahan
θi = besar sudut datang
θr = besar sudut bias.
Besar indeks bias mutlak suatu bahan atau medium menyatakan kemampuan suatu bahan atau medium untuk membelokkan cahaya. Semakin besar indeks bias suatu bahan, maka akan semakin besar kemampuannya dalam membelokkan cahaya.
#2 Indeks Bias Relatif
Selain indeks bias mutlak juga dikenal istilah indeks bias relatif. Sesuai dengan namanya, indeks bias relatif merupakan indeks bias suatu bahan relatif terhadap bahan lainnya. Dengan kata lain, indeks bias relatif merupakan perbandingan indeks bias mutlak dari dua medium yang berbeda.
Jika cahaya datang dari suatu medium ke medium lainnya yang berbeda, maka persamaan indeks bias yang digunakan adalah persamaan indeks bias relatif. Secara matematis, indeks bias relatif suatu bahan terhadap bahan lain dinyatakan dengan rumus berikut :
|
Keterangan :
n21 = indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1
n2 = indeks bias mutlak medium kedua
n1 = indeks bias mutlak medium pertama
θ1 = besar sudut datang pada medium pertama
θ2 = besar sudut bias pada medium kedua.
#3 Persamaan Snellius
Perbandingan antara indeks bias mutlak dua bahan yang berbeda seperti yang dinyatakan pada rumus di atas juga dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan Snellius sebagai berikut :
| ni sin θi = nr sin θr |
Keterangan :
ni = indeks bias mutlak medium tempat cahaya datang
nr = indeks bias mutlak medium yang dituju cahaya
θi = sudut datang cahaya
θr = sudut bias cahaya.
Demikianlah pembahasan singkat mengenai hukum snellius tentang pembiasan cahaya dan jenis-jenis indeks bias. Jika bahan belajar ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.
Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.