Pembiasan Cahaya Pada Beling Plan Paralel, Pola Soal Dan Pembahasan

Pembiasan ialah insiden pembelokan arah sinar atau cahaya yang melalui dua atau lebih medium yang tidak sama kerapatan optiknya. Pembiasan cahaya spesialuntuk sanggup terjadi apabila medium-medium yang dilewatinya ialah benda bening. Air, gelas kaca, lensa dan plastik transparan ialah bebeberapa pola benda bening. Dapatkah kalian sebut contoh-contoh benda bening yang lainnya?

Berbicara terkena benda bening, pada peluang kali ini kita akan berguru terkena pembiasan cahaya pada beling plan paralel. Tahukah kalian apa itu beling planparalel? Jika di laboratorium sekolah kalian memiliki beling planparalel, gunakanlah untuk melaksanakan percobaan sederhana. Amati serpihan bening pada balok beling tersebut. Kaca tersebut memiliki dua serpihan bening yang sejajar. Itulah sebabnya balok beling tersebut dinamakan kaca plan paralel (paralel: sejajar)

Kaca plan paralel ialah sekeping beling yang kedua sisi panjangnya dibentuk sejajar. Kaca plan paralel sanggup dipakai untuk mengamati jalannya sinar yang mengalami pembiasan dan untuk memilih indeks bias beling tersebut. Jika sebuah berkas sinar hadir menuju permukaan beling plan paralel, maka sinar tersebut akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali.

Pembiasan pertama terjadi dikala cahaya masuk ke kaca. Dan pembiasan kedua terjadi dikala cahaya keluar dari beling ke udara. Ketika cahaya dari udara masuk ke kaca, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Sesudah itu, cahaya akan keluar dari beling dan dibiaskan oleh udara menjauhi garis normal. Perjalannya cahaya yang mengalami pembiasan dua kali ini sanggup kalian lihat pada gambar diberikut.

Keterangan gambar:

n1 = indeks bias udara

n2 = indeks bias beling plan paralel

Jika seberkas cahaya hadir pada salah satu sisi beling plan paralel maka sinar ini di dalam beling akan dibiaskan dan jadinya keluar dari sisi lain, yang arahnya selalu sejajar dengan sinar hadir. Dari gambar di atas, berkas sinar hadir AB dibiaskan oleh beling menjadi sinar BC mendekati garis normal dan sehabis ke luar dari beling dibiaskan lagi menjadi sinar CD menjauhi garis normal. Lalu bagaimana mengambarkan bahwa sinar BC dan CD tersebut sejajar? Perhatikan klarifikasi diberikut.

Bukti:

■ Sinar hadir dari udara menuju beling planparalel berlaku Hukum Snellius sebagai diberikut.

n1 sin i1 = n2 sin r1

n2	=	sin i1	…………… Pers. (1)
n1		sin r1

■ Sinar hadir dari beling planparalel menuju udara berlaku Hukum Snellius sebagai diberikut.

n2 sin i2 = n1 sin r2

n1	=	sin r2	…………… Pers. (2)
n2		sin i2

melaluiataubersamaini demikian, persamaan (1) = persamaan (2) sehingga:

sin i1	=	sin r2
sin r1		sin i2

Karena r1 = i2, maka:

sin i1	=	sin r2
sin r1		sin r1

sin i1

=

sin r2

Jadi, i1 = r2, oleh lantaran itu CD // AB (terbukti).

Akan tetapi, dari lukisan di atas ternyata sinar keluar CD sudah mengalami pergeseran sejauh t terhadap sinar hadir AB. Misalkan ketebalan beling plan paralel ialah d cm, maka besar pergeseran sinar sanggup dihitung dengan cara diberikut.

Dari gambar lukisan di atas, perhatikan ∆CBE yang siku-siku di E.

β = (i1 – r1)

sin β	=	CE
		BC

sin (i1 – r1)	=	CE
		BC

CE = t = BC sin (i1 – r1) …………… Pers. (3)

Kemudian lihat ∆CBF yang siku-siku di F

cos r1	=	BF
		BC

BC	=	BF
		cos r1

BF = d sehingga:

BC	=	d	…………… Pers. (4)
		cos r1

Apabila persamaan (4) kita subtitusikan ke persamaan (3) maka kita peroleh persamaan diberikut.

t	=	d	sin (i1 – r1)
			cos r1

Keterangan:

t = pergeseran sinar

d = ketebalan beling plan paralel

i1 = sudut hadir sinar dari udara ke kaca

r1 = sudut bias sinar dari udara ke kaca

Agar kalian lebih paham terkena konsep dan rumus pergeseran sinar dalam insiden pembiasan cahaya pada beling planparalel, perhatikan pola soal dan pembahasannya diberikut ini.

misal Soal 1:

Seberkas sinar laser jatuh pada permukaan beling plan paralel sanggup membentuk sudut hadir sebesar 45°. Jika tebal beling plan paralel 15 cm dan sudut bias yang dihasilkan ialah 20°. Tentukan besar pergeseran yang dialami oleh sinar laser tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

i1 = 45°

d = 15 cm

r1 = 20°

Ditanyakan: t

Jawab:

t	=	d sin (i1 – r1)
		cos r1

t	=	(15) sin (45° – 20°)
		cos 20°

t	=	(15) sin (25°)
		cos 20°

t	=	(15)(0,42)
		0,94

t	=	6,3	=	6,7
		0,94

Jadi, dikala melewati beling plan paralel, sinar laser mengalami pergeseran sejauh 6,7 cm dari arah tiruanla.

misal Soal 2:

Sebuah sinar diarahkan ke salah satu sisi beling plan paralel yang memiliki ketebalan 4 cm. Jika sudut hadir sinar tersebut 30° dan indeks bias beling 2, tentukanlah pergeseran sinar pada kaca.

Penyelesaian:

Diketahui:

d = 4 cm

nkaca = 2

i1 = 30°

Ditanyakan: t

Jawab:

Untuk mencari t, terlebih lampau kita mencari sudut bias (r1). Sesuai dengan Hukum Pembiasan, kita mendapatkan:

nudara sin i1 = nkaca sin r1

(1) sin i1 = nkaca sin r1

sin i1 = nkaca sin r1

sin r1	=	sin i1
		nkaca

sin r1	=	sin 30°
		2

sin r1	=	1/2
		2

sin r1	=	1
		4

r1 =  sin-1(1/4)

r1 = 14,48°

Kemudian besar pergeseran sinar sanggup kita cari dengan persamaan diberikut.

t	=	d sin (i1 – r1)
		cos r1

t	=	(4) sin (30° – 14,48°)
		cos 14,48°

t	=	(4) sin (15,52°)
		cos 14,48°

t	=	(4)(0,268)
		0,968

t	=	1,072	=	1,11
		0,968

Jadi, pergeseran sinar tersebut ialah 1,11 cm.

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :