Pembiasan cahaya adalah ketika gelombang cahaya berpindah dari satu medium material ke medium lainnya ketika merambat, setelah itu terjadi perubahan langsung dalam arah dan kecepatannya. Ini adalah proses yang berkaitan dengan pemantulan cahaya dan dapat terjadi secara bersamaan.
Cahaya dapat merambat dalam media material seperti vakum, air, udara, berlian, kaca, kuarsa, gliserin, dan semua jenis bahan transparan atau tembus cahaya. Pada setiap medium, cahaya merambat dengan kecepatan yang berbeda.
Ada pembiasan cahaya ketika, misalnya, melewati dari udara ke air, di mana sudut dan kecepatan gerakannya bervariasi.
Dalam semua fenomena pembiasan cahaya, unsur-unsur berikut berpartisipasi:
- sinar datang: sinar cahaya yang mencapai permukaan antara kedua media;
- sinar bias: sinar yang dibelokkan ketika gelombang cahaya melewati permukaan;
- garis normal : garis khayal yang tegak lurus terhadap permukaan, terbentuk dari titik di mana kedua sinar berhimpitan;
- sudut datang: sudut yang terjadi antara sinar datang dan garis normal. Hal ini dinyatakan dengan simbol 1 ;
- sudut bias : adalah sudut yang terjadi antara sinar bias dan garis normal. Hal ini dinyatakan dengan simbol 2 .
Kecepatan cahaya di setiap medium diberikan oleh besaran yang disebut indeks bias. Indeks bias media bahan ini ditentukan dengan menghitung hubungan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa dan kecepatan medium yang bersangkutan. Rumus untuk menghitung indeks bias adalah:
di mana,
- n adalah indeks bias medium;
- c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa;
- v adalah kecepatan cahaya di medium lain.
Saat ini indeks bias dari banyak media material telah diketahui. Beberapa contohnya adalah:
| media bahan | Indeks bias |
|---|---|
| Kosong | 1 |
| Udara | 1,0002926 |
| Air | 1,3330 |
| Kuarsa | 1,544 |
| kaca biasa | 1,45 |
| Diamante | 2,43 |
Hukum pembiasan cahaya
Dua hukum pembiasan cahaya diketahui yang menjelaskan perilaku fenomena ini.
Hukum pertama pembiasan cahaya
Menurut hukum pertama pembiasan cahaya, sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada bidang yang sama. Akibatnya, ketika fenomena diamati dari atas kita dapat menangkap kontinuitas antara kedua sinar.
Hukum kedua pembiasan cahaya atau Hukum Snell
Hukum Snell atau hukum kedua pembiasan cahaya menentukan bahwa ini terjadi ketika indeks bias kedua media berbeda dan sinar cahaya jatuh miring pada permukaan yang memisahkannya.
Dengan mengingat hal ini, hukum Snell menetapkan rumus untuk menghitung sudut bias cahaya. Ini berlaku untuk semua gelombang elektromagnetik. Itu mendapat namanya dari matematikawan Belanda Willebrord Snell van Royen, yang menemukannya pada abad ke-16.
Rumus untuk hukum Snell adalah sebagai berikut:
di mana,
- n 1 adalah indeks bias medium di mana sinar datang ditemukan;
- 1 adalah sudut datang sinar tersebut;
- n 2 adalah indeks bias medium di mana sinar bias dimanifestasikan;
- 2 adalah sudut bias sinar bias.
Lentera pengetahuan yang lain: 8 Perubahan Wujud Materi dan Contohnya
Contoh pembiasan cahaya
Beberapa contoh umum pembiasan cahaya dapat ditemukan dalam fenomena berikut:
Sendok dalam secangkir teh
Ketika kita memasukkan satu sendok teh ke dalam secangkir teh, kita bisa melihat seolah-olah itu terbagi. Ini adalah efek dari pembiasan cahaya yang menghasilkan ilusi optik itu.
Fenomena yang sama terjadi ketika kita memasukkan pensil atau sedotan ke dalam air. Ilusi dihasilkan bahwa ini bengkok karena pembiasan cahaya.
Pelangi
Pelangi dihasilkan oleh pembiasan cahaya ketika melewati tetesan kecil air yang tersuspensi di atmosfer. Cahaya, saat memasuki area ini, rusak dan menghasilkan efek warna-warni.
Lingkaran cahaya matahari
Ini adalah fenomena yang mirip dengan pelangi dan itu terjadi di beberapa titik di dunia atau dalam kondisi atmosfer yang sangat spesifik. Ini terjadi ketika partikel es menumpuk di troposfer, yang membiaskan cahaya dan menguraikannya, memungkinkan cincin berwarna dibedakan di sekitar sumber cahaya.
Cahaya dibiaskan dalam berlian
Berlian juga mampu membiaskan cahaya, memecahnya menjadi beberapa warna.
Lensa dan kaca pembesar
Baik kaca pembesar maupun lensa yang kami gunakan didasarkan pada prinsip pembiasan cahaya, karena mereka harus menangkap cahaya dan mengubah bentuk gambar sehingga dapat ditafsirkan oleh mata.
Sinar matahari di laut
Kita bisa melihat sinar matahari mengubah sudut dan kecepatan, dan menyebar saat memasuki laut melalui permukaan.
Cahaya melalui jendela kaca patri
Pembiasan cahaya juga terjadi melalui kaca atau kristal, yang menyaring cahaya dan menyebarkannya ke lingkungan.
Pemantulan dan pembiasan cahaya
Pemantulan dan pembiasan cahaya berhubungan, meskipun prosesnya berbeda. Pemantulan cahaya terdiri dari pemantulannya ketika mengenai permukaan atau antarmuka yang memisahkan dua media yang berbeda. Misalnya, pantulan pemandangan di danau atau wajah di cermin adalah fenomena pantulan cahaya.
Sebaliknya, pembiasan cahaya terjadi ketika cahaya melewati permukaan yang memisahkan dua media untuk melanjutkan perambatannya. Dengan menembus media material kedua, berkas cahaya akan berubah sudut dan kecepatannya.
Sains: Pengertian Pembiasan Cahaya dan Contohnya
