Pembiasan Cahaya – Pengertian, Indeks, Penerapan dan Contoh

Diposting pada

Pembiasan Cahaya – Pengertian, Indeks, Penerapan dan Contoh DosenPendidikan.Com – Untuk pembahasan kali ini kami akan mengulas mengenai Akuntansi Internasional yang dimana dalam hal ini meliputi Pengertian, indeks, penerapan dan contoh, klasifikasi dan peranan. Nah agar lebih dapat memahami dan mengerti simak pemaparan selengkapnya dibawah ini.

Pembiasan Cahaya - Pengertian, Indeks, Penerapan dan Contoh

Pengertian Pembiasan Cahaya

Pembiasan adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya yang terjadi ketika cahaya melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda. Pembiasan terjadi apabila  sinar datang membentuk sudut tertentu cahaya datang tidak tegaklurus terhadap bidang batas (sudut datang lebih kecil dari 90O) terhadap bidang batas.


Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang merambat lurus ke segala arah dengan kecepatan 3 x 108 m/s dan mempunyai panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.

Baca juga Artikel Terkait Tentang Materi: Pengertian, Fitur Dan 6 Macam Gelombang Menurut Dasar Ukurannya


Jadi, Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Indeks bias mutlak suatu bahan ialah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut. Indeks bias relatif merupakan perbandingan indeks bias dua medium berbeda.


Indeks bias relatif medium kedua terhadap medium pertama ialah perbandingan indeks bias antara medium kedua dengan indeks bias medium pertama. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman semu dan pemantulan sempurna.


Arah  Pembiasan Cahaya

Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :


  • Mendekati garis normal

Cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.

Mendekati garis normal


  • Menjauhi garis normal

Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya  merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, contohnya  cahaya merambat dari dalam air ke udara atau dari kaca ke udara. Pembiasan cahayanya tampak seperti gambar di bawah ini

Menjauhi garis normal


Indeks Bias Cahaya

Pembiasan cahaya dapat terjadi  dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) : Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias.


Secara matematis dapat dirumuskan :

Rumus Indeks Bias Cahaya

dimana :

  • n = indeks bias
  • c = laju cahaya dalam ruang hampa

          ( 3 x 108 m/s)

  • v = laju cahaya dalam zat
  • Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 (artinya, n ³1), dan nilainya untuk beberapa zat ditampilkan pada tabel disamping.

Tabel Indeks Bias Cahaya


Hukum Pembiasan Cahaya

Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang berbunyi :

  • Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
  • Hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap (disebut indeks bias).

Secara matematis, hasil bagi sudut datang dan sudut bias dinyatakan sebagai :

       Hukum Pembiasan Cahaya

i = sudut datang ; r = sudut bias


Pembiasan Cahaya Pada Lensa

Lensa adalah benda bening yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat membiaskan atau meneruskan hampir semua cahaya yang melaluinya. Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembung atau lensa positif dan lensa cekung atau lensa negatif.


1. Lensa Cembung

Lensa cembung disebut juga lensa konvergen atau lensa positif merupakan lensa yang memiliki bagian tengah lebih tebal daripada bagian ujungnya.  Agar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang terjadi, maka perhatikan bagian-bagian lensa cembung di bawah ini:

Lensa Cembung

SU                          : Sumbu Utama

O                            : Titik Pusat Optik Lensa
f1 dan f2                 : Titik Api (Fokus) Lensa.
O – f1 dan O – f2     : f = Jarak Titik Api Lensa.
R1 dan R2               : Jari-Jari Kelengkungan Lensa.
I, II, III                  : Nomor Ruang Untuk Meletakkan Benda
(I), (II), (III), (IV) : Nomor Ruang Untuk Bayangan Benda

Baca Juga Artikel Terkait Tentang Materi: “Lensa Cembung” Pengertian & ( Rumus – Contoh – Sifat Bayangan )


Ada 3 buah sinar istimewa pada lensa cembung, yaitu :

Sinar datang sejajar sumbu utama (SU) akan dibiaskan melalui titi api (fokus/f);

Sinar datang sejajar sumbu utama

Sinar datang melalui titik api (f) akan dibiaskan sejajar sumbu utama (SU);

Sinar datang melalui titik api

Sinar datang melalui titik pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Sinar datang melalui titik pusat optik lensa

Lensa cembung mempunyai sifat seperti cermin cekung. Oleh karena itu bayangan yang dibentukpun hampir sama, yaitu :

  • Bayangan nyata, terjadi dari perpotongan sinar-sinar bias yang mengumpul. Bayangan nyata pada lensa cembung terjadi jika benda terletak di ruang II dan III.
  • Bayangan maya, terjadi dari perpotongan perpanjangan sinar-sinar bias yang divergen (menyebar). Bayangan maya pada lensa cembung terjadi jika benda terletak di ruang I.

2. Lensa Cekung

Lensa cekung (disebut juga lensa divergen atau lensa negatif) adalah lensa yang memiliki bagian tengan lebih tipis daripada bagian ujungnya.  Agar lebih memahami pembentukan bayangan perhatikan gambar berikut:

Lensa Cekung

Lensa cekung bersifat divergen atau menyebarkan cahaya. Pembentukan bayangan pada Lensa cekung mempunyai titik api (fokus) yang dinyatakan dengan negatif. Agar lebih mudah memahami pembentukan bayangan yang terjadi, maka perhatikan bagian-bagian lensa cekung di bawah ini:

bagian-bagian lensa cekung SU                       : Sumbu Utama
O                          : Titik Pusat Optik Lensa
f1 dan f2               : Titik Api (Fokus) Lensa.
O – f1 dan O – f2   : f = Jarak Titik Api Lensa.
R1 dan R2            : Jari-Jari Kelengkungan Lensa.


Tiga berkas cahaya/sinar istimewa pada lensa cembung

Sinar datang sejajar sumbu utama (SU) akan dibiaskan seolah-olah dari titik api (f1);

Sinar datang sejajar sumbu utama pada lensa cekung

Sinar datang seolah-olah menuju titik api (f2) akan dibiaskan sejajar sumbu utama (SU)

Sinar datang seolah-olah menuju titik api

Sinar datang melalui titik pusat optik lensa (O) tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Sinar datang melalui titik pusat optik lensa cekung

Lensa cekung hanya dapat membentuk satu macam bayangan, yaitu bayangan maya dari benda yang terletak di depan lensa dengan sembarang penempatan.

Lensa cekung 1

Sifat bayangan yang terjadi :

  • Maya (di depan lensa)
  • Tegak
  • Diperkecil

Baca Juga Artikel Terkait Tentang Materi: “Lensa Cekung” Pengertian & ( Sifat – Rumus – Sinar Istimewa – Contoh )


Hubungan antara Jarak Benda, Jarak Bayangan, dan Jarak Titik Fokus

Hubungan antara Jarak Benda, Jarak Bayangan, dan Jarak Titik Fokus

Keterangan :

SO = jarak benda ke lensa

Si  = jarak bayangan ke lensa (bernilai negatif bila bayangan yang dihasilkan bersifat maya)

f   = jarak titik api lensa (berharga positif)

M = perbesaran bayangan

h= tinggi benda

hi  = tinggi bayangan


Hubungan antara jarak benda (So), jarak bayangan (Si), dan jarak fokus (f) Sama halnya pada cermin lengkung, pada lensa juga berlaku persamaan :

persamaan hubungan jarak

Keterangan :

  • So = Jarak benda
  • Si = Jarak bayangan
  • f = Jarak focus
  • R = Jari-jari kelengkungan lensa
  • M = Perbesaran bayangan
  • ho = Tinggi benda
  • hi = Tinggi bayangan

Untuk lensa cembung, penggunaan persamaan tersebut dengan memperhatikan tanda sebagai berikut :

  • f ➯ bernilai positif (+) menunjukkan jarak fokus lensa cembung.
  • So ➯bernilai positif (+) menunjukkan bendanya nyata.
  • Si ➯bernilai positif (+) menunjukkan bayangannya nyata (berada dibelakang lensa)
  • Si ➯ bernilai negatif (-) menunjukkan bayangannya maya (berada di depan lensa)

Sedangkan untuk lensa cekung :

  • f ➯bernilai negatif (-) menunjukkan jarak fokus lensa cekung.
  • So ➯bernilai positif (+) menunjukkan bendanya nyata.
  • Si ➯bernilai negatif (-) menunjukkan bayangannya maya (berada di depan lensa).

Kekuatan (Daya) Lensa

Kekuatan lensa atau daya lensa adalah kemampuan suatu lensa untuk memusatkan/mengumpulkan atau menyebarkan berkas sinar yang diterimanya. Besarnya daya (P) lensa berkebalikan dengan jarak titik apinya (fokus). Semakin kecil fokus semakin besar daya lensanya.

Kekuatan (Daya) Lensa

Keterangan :
P = daya lensa, satuannya dioptri
f = jarak titik api, satuannya meter (m)


Perhatikan ketentuan berikut:

Tabel Kekuatan (Daya) Lensa


3. Pembiasan pada Prisma

Pembiasan pada Prisma

Gambar diatas menggambarkan seberkas cahaya yang melewati sebuah prisma. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa berkas sinar tersebut dalam prisma mengalami dua kali pembiasan sehingga antara berkas sinar masuk ke prisma dan berkas sinar keluar dari prisma tidak lagi sejajar.


Sudut yang dibentuk antara arah sinar datang dengan arah sinar yang meninggalkan prisma disebut sudut deviasi diberi lambang δ. Besarnya sudut deviasi tergantung pada sudut datangnya sinar.

Dari gambar diatas kita ambil beberapa bagian :

  • Untuk segiempat ABCD

Untuk segiempat ABCD

  • Pada segitiga ABC

Pada segitiga ABC

  • Pada Segitiga ACE

Pada Segitiga ACE

Besarnya sudut deviasi dapat dicari sebagai berikut.

δ = 180o – x

 = 180o – (180° –   i1r2 + β)

    = 180o –180o + i1 + r2 – β

    = i1 + r2 – β


Deviasi Minimum :

δminimum = 2i1– β

2i1 = δmin + β

i1  =

Syarat : i1= r2


Penerapan Pembiasan Dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam hal ini peristiwa pembiasan cahaya terjadi dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

  • Sedotan Yang Tercelup Air Sebagian Tampak Membengkok

Sedotan yang sebagian batangnya tercelup di dalam air akan tampak bengkok jika dilihat dari luar. Hal ini disebabkan cahaya datang dari udara “kurang rapat” menuju air “lebih rapat” akan dibiaskan menjauhi garis normal. Proses pembiasan cahaya berlangsung di dalam gelas, yang sehingga jika dilihat dari luar gelas batang sedotan tampak bengkok karena tidak berada di titik sebenarnya “garis normal”, selain sedotan batang pensil, pulpen, spidol yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air juga kan terlihat bengkok jika dilihat dari luar gelas.


  • Dasar Kolam Tampak Dangkal

Dasar kolam akan terlihat dangkal bila dilihat dari darat, hal ini disebabkan cahaya datang 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 kolam merupakan bayangan dasar kolam bukan dasar kolam yang sesungguhnya.


  • Berlian Dan Intan Tampak Berkilauan

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

Baca Juga Artikel Terkait Tentang Materi: Pengertian, Fungsi Dan Bagian Dari Mikroskop


Contoh Soal

1. Suatu benda diletakkan di depan sebuah lensa cembung yang memiliki jarak titik fokus 8 cm. Tentukan jarak benda dari lensa jika diinginkan bayangan yang terbentuk terletak 16 cm di belakang lensa!


Pembahasan

dik : f = 8 cm
dit : S =….

Untuk bayangan yang terbentuk terletak 16 cm di belakang lensa, artinya bayangannya bersifat nyata, sehingga tanda untuk s ‘ adalah positif.
s ‘ = 16 cm
s =…..

Dengan rumus lensa diperoleh jarak bendanya

 

 

 

 

 


2. Untuk mendapatkan bayangan yang terletak pada jarak 15 cm di belakang lensa positip yang jarak titik apinya 7,5 cm maka benda harus diletakkan di depan lensa tersebut pada jarak…


Pembahasan
dik: f = 7,5 cm

s ‘ = 15 cm

dit : s = …..

Contoh soal 2

 


3. Seseorang yang miopi titik dekatnya 20 cm sedang titik jauhnya 50 cm. Agar ia dapat melihat jelas benda yang jauh, ia harus memakai kacamata yang kekuatannya…


Pembahasan

dik: PP = 20 cm

PR = 50 cm

Untuk melihat benda yang jauh → Revisi titik jauhnya
P = …. Contoh soal 3


4. Dua buah lensa positif masing-masing memiliki fokus 3 cm dan 6 cm diletakkan sejauh 20 cm. Sebuah benda diletakkan sejauh 4 cm di depan lensa pertama.

lensa 1 dan 2

Dengan pembiasan cahaya terjadi lebih dahulu pada lensa pertama, tentukan berturut-turut:


Pembahasan
a)  Letak bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama.

: s = 4 cm  ;  f = 3

dit :s ‘ =….

Contoh soal 4 a

 

 

Letak bayangan : 12 cm di belakang lensa pertama.

b) Letak bayangan yang dibentuk oleh lensa kedua. Bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama, menjadi benda untuk lensa kedua.

Contoh soal 4 b

Letak benda untuk lensa kedua adalah 20 cm dikurangi 12 cm = 8 cm. Letak bayangan dengan demikian adalah

Jawaban soal 4

s’ bertanda positif jadi posisinya 24 cm di belakang lensa kedua.


Demikianlah pembahasan mengenai Pembiasan Cahaya – Pengertian, Indeks, Penerapan dan Contoh semoga dengan adanya ulasan tersebut dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian semua, terima kasih banyak atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂