Pembiasan Cahaya: Pengertian, Syarat, Gambar Dan Pola Insiden Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Ketika kalian memasukkan sebagian pensil atau sedotan ke dalam gelas yang meliputi air jernih, pensil atau sedotan tersebut seakan-akan membengkok pada titik batas udara dan air. Mengapa hal ini sanggup terjadi? Tentunya kalian sudah mempelajari bahan tentang sifat-sifat cahaya bukan? Ketika cahaya terkena benda yang tidak tembus cahaya (bukan benda bening) maka cahaya tersebut akan dipancarkan kembali ke arah tertentu baik secara teratur maupun tidak teratur. Peristiwa ini kemudian dikenal sebagai pemantulan cahaya.

Baca: Pengertian, Jenis, Gambar dan misal Penerapan Pemantulan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

Apabila cahaya terkena benda yang tembus cahaya (benda bening) menyerupai air atau kaca, maka arah rambat cahaya akan dibelokkan ke arah tertentu. Peristiwa ini kemudian dikenal sebagai pembiasan cahaya atau refraksi. Lalu tahukah kalian apa itu pembiasan cahaya? Dan apa saja referensi fenomena pembiasan cahaya yang sanggup kita temukan dalam kehidupan sehari-hari? Untuk menjawaban pertanyaan tersebut, silahkan kalian simak klarifikasi diberikut ini.

Pengertian Pembiasan Cahaya

Sebagai gelombang elektromagnetik, cahaya akan dipantulkan atau dibiaskan ketika melewati bidang batas antara dua medium. Ketika cahaya dari udara melewati bidang batas antara air dan udara, maka sebagian kecil dari cahaya akan dipantulkan dan sisanya akan diteruskan. Karena terdapat perbedaan kerapatan optik antara udara dan air, maka arah berkas cahaya yang hadir dari udara tidak akan sama dengan arah berkas cahaya di dalam air.

Karena hal tersebut, maka cahaya akan dibelokkan. Peristiwa ini disebut dengan pembiasan cahaya. melaluiataubersamaini demikian, sanggup disimpulkan bahwa:

Pembiasan atau difraksi cahaya ialah adalah insiden pembelokan arah cahaya ketika melewati bidang batas antara dua medium yang tidak sama kerapatan optiknya. Pembiasan cahaya terjadi akhir kecapatan cahaya tidak sama pada setiap medium.

Ada dua syarat terjadinya proses pembiasan cahaya, yaitu:

■ Cahaya merambat melalui dua medium yang mempunyai perbedaan kerapatan optik, contohnya udara dengan air, udara dengan kaca, air dengan kaca, dan sebagainya.

■ Cahaya yang hadir harus miring pada batas dua medium, lantaran bila tegak lurus maka tidak akan mengalami proses pembiasan.

■ Cahaya yang hadir dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat (ex. beling ke udara) harus menghasilkan sudut bias lebih kecil dari 90°. Hal ini lantaran bila sinar bias sama dengan 90° maka cahaya tidak akan memasuki medium kedua. Sedangkan bila sudut bias lebih besar dari 90° maka akan terjadi insiden pemantulan sempurna.

Baca: Pemantulan Sempurna: Definisi, Syarat, Sudut Kritis, misal Soal dan Pembahasan

Yang dimaksud dengan kerapatan optik di sini ialah sifat dari medium tembus cahaya (zat optik dalam melewatkan cahaya). Kerapatan optik yang tidak sama pada dua medium akan menjadikan cepat rambat cahaya pada kedua medium tersebut tidak sama. Perbadingan antara cepat rambat cahaya pada medium 1 dan medium 2 disebut indeks bias.

Jika medium 1 ialah ruang hampa, maka perbandingan antara cepat rambat cahaya di ruang hampa dan di sebuah medium disebut indeks bias mutlak medium tersebut. Secara matematis, rumus indeks bias mutlak dituliskan sebagai diberikut.

n	=	c
		v

melaluiataubersamaini:

n = indeks bias mutlak medium

c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (3 × 108 m/s)

v = cepat rambat cahaya pada medium.

Baca: Pengertian, Macam-Macam dan Rumus Indeks Bias serta misal Soal dan Pembahasan

Berikut ini ialah beberapa referensi indeks bias mutlak beberapa medium yang disajikan dalam bentuk tabel.

Tabel Indeks Bias Mutlak Berbagai Medium

Medium	Indeks Bias
Ruang hampa	1,0000
Udara	1,0003
Air	1,3300
Gliserin	1,4700
Kaca kerona	1,5200
Kristal kuarsa	1,5400
Kaca flinta	1,6200
Batu nilam	1,7600
Intan	2,4200

Teknik Menggambarkan Arah Pembiasan Cahaya

Peristiwa pembiasan cahaya sanggup digambarkan dalam bentuk diagram. Misalnya, kita akan melukiskan proses pembiasan cahaya dari medium udara ke medium air. Sebelum membuat diagramnya, kita tentukan lampau perbandingan indeks bias mutlak antara medium udara dengan medium air, yaitu sebagai diberikut.

Indeks bias udara = 1

Indeks bias air = 1,33 = 133/100 = 11/3 = 4/3

melaluiataubersamaini demikian, perbandingan indeks bias udara dan air adalah:

n udara : n air

1 : 4/3

3 : 4

Langkah-langkah melukiskan diagram arah pembiasan cahaya ialah sebagai diberikut.

Langkah pertama, Gambar garis yang mewakili bidang batas, contohnya garis XY. Kemudian gambar garis yang mewakili garis normal yang tegak lurus dengan garis bidang batas, contohnya garis AB. Kemudian titik potong kedua garis tersebut kita diberi nama titik O menyerupai yang ditunjukkan pada gambar diberikut.

Langkah kedua, gambarkan dua buah bundar dengan titik sentra O dengan perbandingan jari-jari 3 : 4 sesuai dengan perbandingan indeks bias medium menyerupai yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Langkah ketiga, Gambarkan sinar hadir P dengan sudut hadir i, contohnya 30°. Kemudian teruskan sinar PO sampai memotong bundar kecil di titik Q. Lalu tarik garis putus-putus dari titik Q sejajar dengan garis normal AB sampai memotong bundar besar di titik R menyerupai yang diperlihatkan pada gambar diberikut ini.

Langkah keempat, langkah terakhir ialah hubungkan titik O dan titik R dengan sebuah garis lurus. Garis lurus OR inilah yang menawarkan sinar bias, di mana sudut yang dibuat antara garis OR dengan garis normal AB ialah sudut bias (r) menyerupai yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Dari gambar terakhir ini nampak bahwa sinar yang hadir dari medium kurang rapat (udara) menuju medium lebih rapat (air) dibelokkan mendekati garis normal. Lalu bagaimana bila sinar cahaya hadir dari medium yang lebih rapat menuju ke medium kurang rapat? Sinar yang hadir dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat, contohnya dari beling menuju air, akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Jika sinar hadir yang terkena suatu medium kurang rapat menghasilkan sinar bias dengan sudut 90°, berarti sinar bias bergerak sepanjang bidang batas dan tidak memasuki medium kedua. Sudut ini disebut sudut kritis. Perhatikan gambar diberikut.

Prinsip jalannya sinar dari satu medium ke medium lain pada pembiasan sama dengan pemantulan. Jadi, Hukum pembiasan cahaya sanggup dituliskan sebagai diberikut.

■ Sinar hadir, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar dan ketiganya berpotongan di satu titik.

■ Sinar hadir dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal.

■ Sinar hadir dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal.

■ Sinar hadir tegak lurus batas dua medium, tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

misal Fenomena Pembiasan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Sedotan yang tercelup air sebagian tampak membengkok

Sedotan atau pensil yang sebagian batangnya tercelup di dalam air akan tampak bengkok bila dilihat dari luar. Hal ini disebabkan cahaya hadir dari udara (kurang rapat) menuju air (lebih rapat) akan dibiaskan menjauhi garis normal. proses pembiasan cahaya berlangsung di dalam gelas.

Sehingga bila dilihat dari luar gelas, batang sedotan tampak bengkok lantaran tidak berada di titik bekerjsama (garis normal). Selain sedotan batang pensil, pulpen, spidol yang dimasukkan ke dalam gelas meliputi air juga akan terlihat bengkok bila dilihat dari luar gelas.

Baca: Kenapa Pensil atau Sedotan Tampak Bengkok Jika Tercelup Air? Berikut Penjelasannya

2. Dasar bak tampak dangkal

Dasar bak akan terlihat dangkal bila dilihat dari darat. Hal ini disebabkan cahaya hadir dari udara (kurang rapat) menuju air (lebih rapat) akan dibiaskan menjauhi garis normal. Proses pembiasan cahaya berlangsung di dalam kolam.Sehingga yang terlihat sebagai dasar bak ialah bayangan dasar bak bukan sasar bak yang sesungguhnya.

3. Berlian dan intan tampak berkilauan

Cahaya yang masuk ke dalam intan maupun berlian mengalami beberapa kali proses pembiasan oleh permukaan intan maupun permukaan berlian tersebut. Hal ini disebabkan indeks bias intan yang besar yaitu 2.417 dan sudut kritis intan kecil spesialuntuk 24°.

4. Bintang terlihat lebih bersahabat dari posisi sebenarnya

Pada malam hari yang cerah kita sanggup melihat ribuan bintang yang menghiasi langit. Bintang yang terlihat tampak lebih bersahabat dari bumi dari posisi sebenarnya. Hal ini disebabkan cahaya hadir dari ruang hampa udara di ruang angkasa (kurang rapat) menuju atmosfer bumi (lebih rapat) akan dibiaskan mendekati garis normal. Proses pembiasan cahaya berlangsung di atmosfer bumi.Sehingga bintang di langit akan terlihat lebih bersahabat dari posisi bekerjsama bila dilihat dari bumi.

5. Terjadinya pelangi

Jika hujan turun disertai gerah biasanya akan terlihat pelangi. Terjadinya pelangi disebabkan dispersi cahaya matahari yang bersifat polikromatik menjadi cahaya monokromatik dibiaskan oleh tetesan air. Proses pembiasan ini berlangsung di dalam atmosfer. Cahaya matahari yang dibiaskan oleh tetesan air menjadikan warna-warna cahaya matahari menjadi terpisah.

Masing – masing warna dibiaskan dengan sudut bias yang tidak sama sehingga masing – masing warna akan terpisah. Cahaya merah pertama dibiaskan lantaran frekuensi cahaya merah paling rendah dan memilki panjang gelombang paling besar di antara ketujuh warna pelangi. Sedangkan cahaya ungu menjadi yang terakhir dibiaskan lantaran frekuensi cahaya ungu paling tinggi dan gelombang cahaya ungu paling pendek.

Pelangi biasanya terlihat pada pagi dan sore hari lantaran sudut antara bumi dan matahari masih rendah. Pelangi spesialuntuk akan terlihat bila posisi pengamat berada di belakang hujan dan matahari berada di belakang pengamat. 

Baca: Proses Terjadinya Pelangi Secara Fisika Lengkap dengan Gambar

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :