 |
| Contoh Pembiasan Cahaya |
Hai sobat negri, taukah kalian kalo pelangi merupakan salah satu contoh dari peristiwa alam hasil dari hasil pembiasan cahaya. Lalu, apa itu pembiasan cahaya? Dan bagaimana rumus yang digunakan dalam pembiasan cahaya? Berikut ini penjelasannya.
Pengertian Pembiasan Cahaya
Dikutip dari laman Science Learning Hub, pembiasan cahaya ialah pembelokan arah cahaya ketika melewati dua zat atau medium dimana kerapatan optiknya berbeda.
Pembiasan juga dipengaruhi oleh kecepatan cahaya yang memasuki dua medium berbeda. Hal ini membuat kecepatan tersebut berubah dan menyebabkan gelombang cahaya berbelok.
Cahaya yang awalnya berada di udara kemudian masuk ke air sehingga cahaya membelok. Peristiwa pembelokan cahaya yang memasuki medium berbeda inilah yang disebut sebagai pembiasan (refraksi).
Hukum Snellius tentang Pembiasan Cahaya
Pada Modul Fisika SMA yang disusun Irman Yusron (2016), peristiwa pembiasan cahaya dibahas dalam hukum Snellius. Berikut bunyi hukum Snellius:
Bunyi Hukum Snellius
Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
Apabila sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.
Sebaliknya, apabila sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, maka sinar dibiaskan mendekati garis normal.
Perbandingan sinus sudut datang (i) dengan sinus sudut bias (r) merupakan suatu bilangan tetap. Bilangan tetap ini yang menunjukkan indeks bias.
Indeks bias ialah perbandingan antara kecepatan cahaya di ruang hampa udara dengan kecepatan cahaya pada medium tersebut. Dari hukum di atas, diketahui rumus pembiasan cahaya sebagai berikut:
Rumus Pembiasan Cahaya
n1 x V1 = n2 x V2
Keterangan:
- n1 adalah indeks bias medium 1 (medium awal)
- n2 adalah indeks bias medium 2 (medium akhir)
- V1 adalah kecepatan cahaya pada medium 1
- V2 adalah kecepatan cahaya pada medium 2
Sementara itu untuk rumus indeks bias mutlak yaitu
n=c/V
Keterangan:
- n adalah indeks bias mutlak medium
- c adalah kecepatan cahaya di ruang hampa
- V adalah kecepatan cahaya pada medium.
Contoh Pembiasan Cahaya
Contoh medium yang bisa membiaskan cahaya adalah air dan udara. Keduanya memiliki kerapatan optik berbeda dimana nilai indeks biasnya menunjukkan kerapatan masing-masing medium. Semakin besar kerapatan medium, semakin besar pula indeksnya.
1. Pelangi
Peristiwa yang terjadi karena pembiasan cahaya contohnya adalah pelangi. Fenomena pelangi hadir dari cahaya putih yang terurai. Kalian mungkin sering mendengar bahwa salah satu sifat cahaya yaitu dapat diuraikan.
Nah, cahaya putih sebenarnya tersusun dari bermacam warna yang juga dapat diurai dan dipecah. Inilah yang menyebabkan cahaya putih dikenal sebagai cahaya polikromatik, misalnya sinar matahari.
Ketika cahaya putih terurai, macam-macam warna yang muncul disebut dispersi. Dispersi adalah perbedaan indeks bias cahaya yang membuat cahaya dapat dibiaskan di suatu medium, lalu cahaya tersebut mengeluarkan berbagai warna yang biasa kita sebut sebagai pelangi.
2. Pensil yang ada di dalam gelas
Contoh pembiasan cahaya lainnya juga bisa kita amati yakni dengan cara memasukkan pensil ke dalam gelas berair. Cahaya yang masuk ke air dan mengenai pensil, akan dipantulkan oleh pensil. Kemudian terjadi pembelokan cahaya yang keluar dari air menuju mata kita sehingga pensil dalam air terlihat akan bengkok atau tidak sejajar.
3. Fatamorgana
Fenomena pembiasan cahaya lainnya yaitu juga terjadi pada fatamorgana di tanah atau bidang panjang dan luas, bintang yang terlihat lebih dekat ke bumi dari lokasi asalnya, atau dasar sungai yang jernih sehingga terlihat dangkal.
Contoh Soal
1. Cahaya merambat dari udara ke air. Bila cepat rambat cahaya di udara adalah 3 × 108 m/s dan indeks bias air 4/3, maka tentukanlah cepat rambat cahaya di air!
Penyelesaian:
Diketahui:
c = 3 × 108 m/s
nair = 4/3
Ditanyakan: vair
Jawab:
Maka cepat rambat cahaya di air dirumuskan sebagai berikut.
Jadi, cepat rambat cahaya di dalam air adalah 2,25 × 108 m/s.
2. Seseorang menyinari sebuah kaca dengan tebal dengan sudut 30° terhadap garis normal. Jika cepat rambat cahaya di dalam kaca adalah 2 × 108 m/s, tentukan indeks bias kaca dan sudut biasnya.
Penyelesaian:
Diketahui:
θi = 30°
v2 = 2 × 108 m/s
Ditanyakan: n2 (indeks bias kaca) dan θr
Jawab:
■ Untuk mencari indeks bias kaca, gunakan persamaan:
Jadi, indeks bias kaca adalah 1,5
■ Untuk mencari sudut bias, gunakan hukum Snellius.
Jadi, besar sudut biasnya adalah 19,27°.
Nah itulah pembahasan mengenai apa itu pembiasan cahaya, dan juga rumus beserta contoh soalnya, semoga bisa bermanfaat bagi kalian.
