10 Manfaat Pembiasan Cahaya dan Contohnya

Pembiasan cahaya tentu sudah dikenal sejak zaman Yunani Kuno. Beberapa orang melakukan penelitian sejarah yang menghasilkan hukum pembiasan cahaya. Indeks bias merupakan salah satu bahasan utama pada pembiasan dalam arti cahaya. Indeks bias merupakan rasio antara kecepatan medium yang selanjutnya ditetapkan menjadi salah satu pernyataan pokok pada hukum pembiasan cahaya.

Hukum Snellius disebut juga dengan hukum pembiasan cahaya. Hukum pembiasan cahaya ditemukan oleh Willebrord van Roijen Snell, yaitu ahli matematika yang berasal dari Belanda. Terdapat dua pokok pernyataan hukum pembiasan cahaya, yaitu sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar. Dan pembagian antara sinus sudut datang dan sudut bias menghasilkan suatu nilai yang dapat disebut dengan indeks bias.

Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya, atau disebut juga dengan refleksi merupakan peristiwa pembelokan arah rambat cahaya akibat adanya perbedaan medium. Hal tersebut disebabkan karena indeks bias yang dimiliki oleh setiap medium berbeda-beda dan bersifat spesifik.

Pembiasan cahaya terjadi karena adanya kecepatan cahaya dari medium udara (awal) ke medium selanjutnya yang berbeda, contohnya air. Sifat cahaya salah satunya adalah merambat dengan lurus. Akan tetapi ketika melewati dua buah medium yang berbeda jenis dan indeks bias cahayanya, maka cahaya akan membelok ke arah lain.

Arah Pembiasan Cahaya

Arah pembiasan cahaya terbagi menjadi dua, yaitu arah yang mendekati garis normal dan arah yang menjauhi garis normal. Secara detail dapat dilihat pada penjelasan berikut :

1. Arah yang mendekati garis normal, terjadi ketika cahaya merambat dari medium alat optik yang kurang rapat ke medium optik yang lebih rapat. Contohnya pada pembiasan cahaya dari udara ke dalam air.
2. Arah yang menjauhi garis normal, terjadi ketika cahaya merambat dari medium optik yang lebih rapat ke medium optik yang kurang rapat. Contohnya berkebalikan dengan arah yang mendekati garis normal, yaitu dari dalam air ke udara.

Manfaat Pembiasan Cahaya

Adapun untuk beberapa manfaat pembiasaan cahaya dan contohnya, antara lain sebagai berikut;

1. Fenomena Pelangi

Pelangi merupakan salah satu peristiwa yang dikenal sebagai hasil dari pembiasan cahaya. Pelangi terbentuk setelah terjadinya hujan dan terdapat sinar matahari yang cukup banyak. Fenomena pelangi secara spesifik disebabkan oleh dispersi dari cahaya matahari yang bersifat polikromatik lalu berubah menjadi monokromatik.

Proses pembiasan cahaya yang menghasilkan pelangi berlangsung di atmosfer. Ketika cahaya matahari berubah menjadi monokromatik, pembiasan dilaukan oleh tetesan air. Tetesan air akan menyebabkan warna dari cahaya matahari terpisah.

2. Bintang terlihat lebih dekat

Bintang-bintang akan terlihat pada malam hari yang cerah. Di langit, bintang terlihat lebih dekat daripada jarak yang sebenarnya dari posisi kita melihatnya. Hal ini terjadi karena cahaya datang dari ruang yang hampa udara di angkasa sebagai medium kurang rapat, lalu menuju ke atmosfer bumi sebagai medium yang lebih rapat.

Akibatnya cahaya akan dibiaskan dengan arah yang mendekati garis normal. Proses pembiasan pada bintang terjadi di atmosfer bumi. Hasil dari pembiasan tersebut mengakibatkan bintang yang berada di langit terlihat lebih dekat jika dibandingkan dengan posisi yang sesungguhnya.

3. Dasar kolam terlihat dangkal

Apabila kita berdiri di dekat dasar kolam atau danau pada saat siang hari dan airnya jernih. Dasar kolam akan terlihat sangat dekat, seperti seakan-akan kolam tersebut tingginya tidak seberapa atau dangkal. Hal tersebut hanyalah bayangan dari dasar kolam dan bukan dasar kolam yang sebenarnya.

Pada peristiwa tersebut, terjadi pebiasan cahaya di dalam kolam. Cahaya datang dari medium kurang rapat yaitu udara, menuju ke medium yang lebih rapat yaitu air kolam. Pembiasan cahaya pada kolam akan menyebabkan terbentuknya bayangan yang lebih dekat daripada dasar kolam yang sesungguhnya. Sehingga bayangan dari dasar kolam akan terlihat dangkal.

4. Intan berlian berkilauan

Intan dan berlian memiliki bentuk yang bening seperti kaca. Oleh karena itu pembiasan cahaya dapat terjadi pada keduanya. Intan memiliki indeks bias yang besar yaitu mencapai 2.417.

Dengan besarnya jumlah indeks bias tersebut, cahaya yang masuk ke dalam intan ataupun berlian akan mengalami beberapa kali pembiasan. Pembiasan cahaya pada intan dan berlian terjadi di bagian permukaan.

5. Pembiasan pada prisma

Prisma adalah salah satu benda dengan bentuk bangun ruang yaitu prisma yang berasal dari gelas yang bersifat tembus cahaya (transparan). Pada prisma setiap bidangnya membentuk sudut tertentu yang membatasi dua bidang dan saling berpotongan.

Sudut yang saling berpotongan pada prisma disebut dengan sudut pembias. Terdapat bidang penghias pada sebuah prisma, yaitu bidang permukaan prisma. Jika terdapat berkas cahaya yang datang dari udara menuju bidang permukaan prisma, maka akan terjadi pembiasan dengan arah yang mendekati garis normal.

Kemudian sebaliknya, pembiasan akan menjauhi garis normal ketika cahaya menginggalkan permukaan prisma menuju udara. Lalu, selepas cahaya melewati bidang permukaan prisma, cahaya akan mengalami penyimpangan (deviasi).

6. Pembiasan cahaya pada metode interferometri

Pada industri makanan dan minuman, hukum pembiasan cahaya sangat berguna. Indeks bias, yaitu pernyataan pokok kedua hukum pembiasan cahaya dapat digunakan untuk mengidentifikasi besarnya konsentrasi atau kandungan gula pada makanan dan minuman.

Indeks bias pada makanan dan minuman diukur dengan metode yang dinamakan interferometri. Metode ini biasa digunakan karena memiliki nilai ke akuratan yang sangat tinggi. Walaupun demikian, metode interferometri memiliki kelemahan yaitu penggunaan alat yang rumit dan waktu yang lama.

7. Pembiasan cahaya pada refraktometer

Seperti interferometri, refraktometer berfungsi menentukan kadar dari bahan terlarut dengan memanfaatkan indeks bias pada gula dan garam. Sehingga alat refraktometer juga biasa digunakan pada industri makanan dan minuman. Nilai pada indeks bias zat terlarut selalu berubah tergantung pada suhu dan panjang gelombang yang dibiaskan.

Prinsip kerja dari alat refraktometer adalah pembiasan cahaya. Apabila sampel larutan memiliki konsentrasi yang rendah, maka sudut refraksi akan lebar. Akibatnya skala akan jatuh pada angka yang rendah, dan berlaku sebaliknya.

8. Pembiasan pada teleskop dan teropong

Pembiasan cahanya umumnya digunakan pada lensa dan prisma. Lensa yang bening dirancang sebagai alat dimana cahaya dapat masuk lalu dapat melakukan pembiasan ke satu titik. Dalam hal tersebut, lensa dapat menghasilkan gambar dengan bayangan lebih besar dari sebuah benda.

Teleskop merupakan salah satu alat yang sangat penting dalam pengamatan astronomi. Teleskop terdiri dari berbagai lensa yang berguna untuk memperbesar ukuran sudut benda dan juga kecerahannya. Sehingga dengan menggunakan teleskop atau teropong, benda-benda pada lokasi yang jauh dapat dilihat seperti dekat.

Terdapat dua macam jenis teleskop atau teropong, yaitu teropong bintang yang biasa digunakan untuk mengamati benda-benda langit di angkasa. Serta teropong bumi yang biasa digunakan untuk mengamati benda-benda yang ada di permukaan bumi.

9. Pembiasan pada lensa cekung dan lensa cembung

Lensa cekung dan lensa cembung biasa digunakan oleh orang-orang yang memiliki kelainan pada mata. Lensa cekung digunakan untuk kelainan miopia atau rabun jauh. Lensa cekung disebut juga sebagai lensa negatif.

Sementara lensa cembung digunakan untuk kelainan hipermetropi atau rabun dekat. Lensa cembung biasa disebut dengan lensa positif. Keduanya merupakan dua jenis lensa yang bening dan dapat meneruskan cahaya.

Oleh karena itu, ketika orang yang memiliki kelainan pada mata dan menggunakan salah satu dari kedua lensa tersebut maka pengelihatan akan menjadi normal.

Sebab, terjadi pembiasan cahaya pada lensa yang menyebabkan bayangan benda belok ke tempat yang seharusnya yaitu retina pada mata. Sehingga hasilnya benda yang dilihat akan lebih jelas jika dibandingkan dengan tidak menggunakan salah satu dari kedua lensa pada orang yang memiliki kelainan.

10. Pembiasan cahaya pada mikroskop

Mikroskop adalah suatu alat yang terdiri dari beberapa jenis lensa yang berfungsi melihat benda dengan ukuran yang sangat kecil. Lensa adalah benda yang terbuat dari kaca dan bersifat tembus cahaya. Pembiasan cahaya terjadi pada lensa yang menghasilkan bayangan benda lebih besar dari pada ukuran aslinya, sehingga benda sekecil apapun dapat diamati menggunakan mikroskop.

Mikroskop mendapatkan cahaya dengan dua cara, manual atau listrik. Mikroskop membutuhkan cahaya untuk proses pembiasan agar objek dapat terlihat dengan jelas. Pada lensa mikroskop, pembiasan cahaya terjadi pada medium yang kurang rapat yaitu udara menuju medium yang lebih rapat yaitu kaca.

Nah, itulah tadi artikel yang bisa kami selesaikan pada semua pembaca. Berkenaan dengan manfaat-manfaat pembiasan cahaya yang kita kenal dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberi bahan bacaan bagi semuanya.