Pembiasan Cahaya Pada Prisma, Referensi Soal Dan Pembahasan

Dalam artikel sebelumnya, sudah dibahas terkena konsep pembiasan cahaya pada beling plan paralel. Kaca plan paralel yaitu benda bening berupa sekeping beling yang kedua sisi panjangnya dibuat sejajar. Nah pada peluang kita akan mengulas insiden pembiasan cahaya pada benda bening lainnya, yaitu prisma. Lalu tahukah kalian apa itu prisma? Bagaimana lukisan jalannya sinar hadir dan sinar bias dikala melewati prisma? Apakah sama dengan beling plan paralel? Untuk menjawaban pertanyaan tersebut, simak klarifikasi diberikut ini.

Prisma yaitu benda yang terbuat dari gelas tembus cahaya (transparan) yang kedua sisinya dibatasi bidang permukaan yang membentuk sudut tertentu satu sama lain. Karena membentuk sudut tertentu, maka dua bidang pembatas tersebut saling berpotongan (tidak sejajar). melaluiataubersamaini demikian, Prisma ialah kebalikan dari beling plan pararel. Kalau beling plan paralel dua bidang pembatasnya sejajar sedangkan pada prisma dua bidang pembatasnya tidak sejajar.

Sudut yang dibuat oleh dua permukaan prisma yang saling berpotongan tersebut dinamakan sudut pembias yang disimbolkan dengan β (baca: beta). Bidang permukaan prisma berfungsi sebagai bidang pembias. Coba kalian perhatikan lukisan jalannya sinar yang melewati sebuah prisma pada gambar diberikut.

Seberkas cahaya hadir dari udara menuju bidang permukaan prisma akan dibiaskan mendekati garis normal. Kemudian, dikala cahaya meninggalkan prisma menuju udara, cahaya tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal. Sesudah melewati bidang prisma, cahaya tersebut mengalami deviasi (penyimpangan). Besarnya penyimpangan tersebut ditetapkan dalam sudut deviasi yang disimbolkan dengan δ (baca: delta). Besarnya sudut deviasi yang dialami cahaya sanggup ditentukan dengan cara diberikut.

Jika suatu berkas sinar PQ hadir pada salah satu sisi prisma yang sudut pembiasnya β, maka oleh prisma sinar ini dibiaskan mendekati garis normal menjadi sinar QR, kemudian sinar keluar lagi dari sisi prisma yang lain menjadi sinar RS dibiaskan menjauhi garis normal. Dari lukisan jalannya sinar di atas, ternyata sinar hadir PQ dengan sinar keluar RS, perpotongan perpantidakboleh kedua sinar tersebut membentuk sudut yang disebut sudut deviasi.

Nah, menurut lukisan di atas, kita sanggup menurunkan rumus untuk menghitung besar sudut pembias prisma (β) dan sudut deviasi (δ). Tekniknya yaitu sebagai diberikut.

Menentukan Rumus Sudut Pembias Prisma

Perhatikan ∆QRT.

∠TRQ = r2 – i2 dan ∠TQR = i1 – r1

∠QTR = 180° − ∠TQR − ∠TRQ

Perhatikan ∆BQR.

∠BQR = 90° − r1

∠BRQ = 90° − i2

∠QBR = 180° − ∠BQR − ∠BRQ

⇒ ∠QBR = 180° − (90° − r1) – (90° − i2)

⇒ ∠QBR = 180° − (90° − r1) – (90° − i2)

⇒ ∠QBR = r1 + i2

Karena ∠QBR = β, maka rumus untuk memilih besar sudut pembias prisma yaitu sebagai diberikut.

β = r1 + i2

Keterangan:

β = sudut pembias prisma

r1 = sudut bias dari sinar masuk

i2 = sudut hadir sinar keluar

Menentukan Rumus Sudut Deviasi

Perhatikan ∆QTR.

∠QTR + ∠TRQ + ∠TQR = 180° maka:

∠QTR = 180° − (∠TRQ + ∠TQR)

Karena  ∠QTR dan δ saling berpelurus, maka:

∠QTR + δ = 180°

δ = 180° − ∠QTR

⇒ δ = 180° − [180° − (∠TRQ + ∠TQR)]

⇒ δ = ∠TRQ + ∠TQR

⇒ δ = ( r2 – i2) + (i1 – r1)

⇒ δ = i1 + r2 − r1 − i2

⇒ δ = (i1 + r2) – (r1 + i2)

Karena r1 + i2 = β, maka

δ = i1 + r2 – β

melaluiataubersamaini demikian, rumus untuk menghitung besar sudut deviasi cahaya pada pembiasan prisma yaitu sebagai diberikut.

δ = i1 + r2 – β

Keterangan:

δ = sudut deviasi

i1 = sudut hadir sinar masuk

r2 = sudut bias dari sinar keluar

β = sudut pembias prisma

Agar kalian lebih paham terkena penerapan rumus sudut pembias prisma dan rumus sudut deviasi dalam insiden pembiasan cahaya pada prisma optik, perhatikan referensi soal dan pembahasannya diberikut ini.

misal Soal:

Sebuah prisma terbuat dari beling (indeks bias beling = 1,5) mempunyai sudut pembias 60°. Jika seberkas sinar laser jatuh pada salah satu permukaan prisma dengan sudut hadir 30°, berapakah sudut deviasi yang dialami oleh sinar laser tersebut sehabis melewati prisma?

Penyelesaian:

Diketahui:

i1 = 30°

nudara = 1

nkaca = 1,5

β = 60°

Ditanyakan: sudut deviasi (δ)

Jawab:

Sudut deviasi dicari dengan memakai persamaan:

δ = i1 + r2 – β

Oleh alasannya yaitu i1 dan β sudah diketahui, nilai r2 (sudut bias kedua) perlu ditentukan terlebih lampau. Sebelum sanggup memilih r2, kita perlu mencari nilai dari r1 dan i2 terlebih lampau.

■ Menentukan r1

Pada permukaan pembias pertama, berlaku Persamaan Snellius sebagai diberikut.

n1 sin i1 = n2 sin r1

sin i1	=	n2	(dengan n1 = nudara dan n2 = nkaca
sin r1		n1

sin 30°	=	1,5
sin r1		1

0,5	=	1,5
sin r1		1

sin r1	=	0,5
		1,5

sin r1 = 0,33

r1 = arc sin 0,33

r1 = 19,47°

■ Menentukan i2

Nilai i2 ditentukan dengan memakai rumus sudut pembias prisma sebagai diberikut.

β = r1 + i2

Sehingga:

i2 = β – r1

i2 = 60° − 19,47°

i2 = 40,53°

■ Menentukan r2

Pada permukaan pembias kedua, berlaku Persamaan Snellius sebagai diberikut.

n1 sin i2 = n2 sin r2

sin i2	=	n2	(dengan n1 = nkaca dan n2 = nudara
sin r2		n1

sin 40,53°	=	1
sin r2		1,5

0,65	=	1
sin r2		1,5

sin r2 = 0,65 × 1,5

sin r2 = 0,98

r2 = arc sin 0,98

r2 = 78,5°

Jadi, sudut deviasi yang dialami cahaya dikala melewati perisma beling tersebut sebesar:

δ = i1 + r2 – β

δ = 30° + 78,5° – 60°

δ = 48,5°

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :