Pengertian Pembiasan Cahaya, Manfaat, Rumus, dan Contohnya

Diposting pada
Rate this post

Pembiasan Cahaya Adalah

Ketika radiasi elektromagnetik, dalam bentuk cahaya tampak, bergerak dari satu substansi atau medium ke yang lain, gelombang cahaya dapat mengalami fenomena yang dikenal sebagai pembiasan, yang dimanifestasikan oleh tekukan atau perubahan arah cahaya. Pembiasan terjadi ketika cahaya berpindah dari satu media ke medium lainnya hanya ketika ada perbedaan dalam indeks refraksi antara kedua bahan.

Contoh efek pembiasan bertanggung jawab atas berbagai fenomena yang lazim, seperti pembengkokan nyata dari suatu objek yang sebagian terendam dalam air dan fatamorgana yang diamati di gurun pasir yang panas. Pembiasan cahaya tampak juga merupakan karakteristik penting dari lensa yang memungkinkan mereka untuk memfokuskan berkas cahaya ke satu titik.

Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya atau refraksi cahaya terjadi ketika cahaya melewati batas antara dua media, Ini adalah perubahan jalur cahaya ketika bergerak dari media transparan ke media transparan lain dari kepadatan optik yang berbeda.

Transmisi cahaya melintasi batas antara dua media disertai dengan perubahan kecepatan dan panjang gelombang gelombang, dan gelombang cahaya tidak hanya akan mengubah arahnya di batas tetapi juga akan mengubah kecepatan dan panjang gelombangnya.

Kemampuan media transparan untuk membiaskan cahaya disebut kepadatan optik media, dan itu adalah kemampuan media transparan untuk membiaskan cahaya, dan ketika kepadatan optik media meningkat, kecepatan cahaya melalui itu berkurang dan sebaliknya .

Cahaya tidak akan membias ketika gelombang cahaya melewati batas dalam arah tegak lurus, Dan setiap media memiliki kerapatan optiknya sendiri, jadi, kerapatan optik suatu media berbeda dari satu medium ke medium lain karena perubahan kecepatan cahaya melalui medium .

Pengertian Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya dapat diartikan sebagai perubahan arah (pembengkokan sinar cahaya) ketika ia berpindah dari satu medium transparan ke optik lainnya. Atau bisa juga dikatakan bahwa pembiasan cahaya merupakan pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya.

Terdapat dua jenis indeks bias yaitu mutlak dan relatif.

  1. Indeks bias mutlak suatu bahan yaitu perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut.
  2. Indeks bias relatif dari medium kedua terhadap medium pertama dapat diartikan sebagai perbandingan antara indeks bias medium kedua dengan indeks bias medium pertama. Pembiasan cahaya bisa menyebabkan kedalaman semu dan pemantulan sempurna.

Pengertian Pembiasan Cahaya Menurut Para Ahli

Adapun definisi pembiasan cahaya menurut para ahli, antara lain:

Science Learning Hub

Pembiasan adalah pembengkokan cahaya (juga bisa terjadi pada suara, air, dan gelombang lainnya) ketika ia berpindah dari satu zat transparan ke zat lain. Pembengkokan dengan pembiasan ini memungkinkan kita untuk memiliki lensa, kaca pembesar, prisma, dan pelangi.

Bahkan mata kita bergantung pada pembengkokan cahaya ini. Tanpa pembiasan, kami tidak akan bisa memfokuskan cahaya ke retina kami.

Hyperphysics

Pembiasan adalah penekukan gelombang ketika memasuki media di mana kecepatannya berbeda. Pembiasan cahaya ketika melewati dari medium cepat ke medium lambat membengkokkan sinar cahaya menuju normal ke batas antara kedua media. Jumlah pembengkokan tergantung pada indeks bias dari dua media dan dijelaskan secara kuantitatif oleh Hukum Snell.

Manfaat Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya atau refraksi cahaya dapat digunakan dalam signifikansi klinis dalam kedokteran terutama dalam optometri, opthalmologi dan ortoptik, refraksi juga dikenal sebagai refraktometri yang digunakan untuk menentukan kesalahan refraksi mata dan lensa korektif terbaik yang harus ditentukan.

Ada serangkaian lensa uji dalam kekuatan optik bertingkat atau panjang fokus yang disajikan untuk menentukan yang menyediakan penglihatan paling tajam dan paling jelas, dan kornea, aqueous humor, lensa dan humor vitreous adalah media bias.

Pembiasan cahaya terjadi ketika cahaya melewati dari udara ke kornea di mata, dari kornea ke aqueous humor, dari aqueous humor ke lensa dan dari lensa ke badan bening (humor vitreous), dan gelombang cahaya menyebar keluar. dari satu titik pada suatu objek karenanya dapat difokuskan pada titik tertentu pada retina.

Gambar dibentuk dalam kamera dengan pembiasan dengan cara yang mirip dengan pembentukan gambar di mata, sehingga akomodasi untuk gambar objek yang lebih dekat dilakukan secara berbeda di mata dan kamera.

Lensa dapat memfokuskan cahaya, dan dapat menghasilkan sinar cahaya yang menyatu atau menyimpang karena pembiasan, dan ada dua jenis lensa yang merupakan lensa cembung yang menyebabkan sinar paralel sejajar, dan lensa cekung yang menyebabkan cahaya paralel sinar mengalami penyimpangan.

Lensa cembung dapat memungkinkan pembesaran, dan cahaya yang memantulkan objek difokuskan ke suatu titik, dan kita harus tahu bahwa kaca pembesar adalah salah satu lensa cembung yang memungkinkan pembesaran objek.

Mikroskop pada dasarnya adalah serangkaian lensa yang memanfaatkan sifat pembiasan cahaya karena sifat cahaya, Jumlah maksimum pembiasan yang dimungkinkan oleh suatu bahan, ada batasan jumlah pembesaran yang bisa dilakukan dengan mikroskop cahaya.

Rumus Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya bisa terjadi  karena perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Pada medium yang rapat, laju cahaya lebih kecil jika dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat.

Christian Huygens (1629-1695) berpendapat bahwa “Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam suatu zat disebut indeks bias”, yang secara matematis bisa dirumuskan yaitu:

Rumus Indeks Bias Mutlak

Rumus Indeks Bias Mutlak Adalah

Keterangan:

  • n          :  indeks bias
  • c          : laju cahaya dalam ruang hampa, besarnya yaitu 3 x 108 m/s
  • v          : laju cahaya dalam zat

Perlu kita ingat bahwa indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1. Berikut ini nilai indeks bias beberapa zat:

Perhitungan indeks biasRumus Indeks Bias Relatif

n12= n1/ n2

Keterangan :

  • n12        : indeks bias relatif medium 1 terhadap medium 2
  • n1            : indeks bias medium 1
  • n2            : indeks bias medium 2

Hukum Pembiasan Cahaya

Sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell melakukan eksperimen untuk mengetahui hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen tersebut dikenal dengan nama Hukum Snell:

  • Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
  • Hasil bagi sinus antara sudut datang dengan sinus sudut bias adalah bilangan tetap

Secara matematis, hasil bagi sudut datang dan sudut bias dapat dituliskan sebagai berikut:

Hukum Pembiasan Cahaya

Keterangan:

  • i = sudut datang
  • r = sudut bias

Contoh Pembiasan Cahaya

Berikut ini contoh fenomena dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan peristiwa pembiasan cahaya, antara lain:

  1. Terjadinya fatamorgana

Fatamorgana adalah sebuah istilah yang merujuk pada suatu hal yang bersifat khayal yang tidak mungkin dapat dapat dicapai.

Sebab fenomena ini memang gejala optik yang menyebabkan suatu permukaan yang sangat panas atau mempunyai  suhu panas, tampak berkilat seperti ketika melihat permukaan air. Fatamorgana biasanya terjadi pada tanah atau bidang yang luas dan panjang, misalnya di jalan aspal, padang pasir atau padang es.

  1. Proses pembentukan bayangan pada periskop

Saat kita melihat ujung bawah periskop, sinar sejajar dari objek masuk lewat ujung atas mengenai prisma optik. Prisma tersebut akan memantulkan sinar secara sempurna dari objek tersebut, dan membentuk sudut 45° ke arah prisma optik kedua.

Selanjutnya sinar pantul dari prisma pertama tersebut akan dipantulkan kembali dengan sudut 45° oleh prisma kedua menuju ke mata kita, sehingga kita bisa melihat objek tersebut.

  1. Dasar kolam jernih tampak dangkal

Dasar kolam yang jernih akan tampak dangkal jika dilihat dari darat. Hal tersebut disebabkan karena cahaya datang dari udara (kurang begitu rapat) menuju ke air (lebih rapat), sehingga terjadi pembiasan cahaya menjauhi garis normal yang berlangsung di dalam kolam, sehingga yang kita lihat sebagai dasar kolam sebenarnya hanyalah bayangan dasar kolam bukan dasar kolam yang aslinya.

  1. Cahaya senter terlihat membelok

Ketika kita menyinari sungai yang airnya begitu jernih dengan sebuah senter di kondisi malam hari, cahaya senter tersebut akan tampak membelok ke arah mendekati sumber cahaya. Hal ini bisa terjadi karena cahaya senter melewati medium udara dan air.

  1. Bintang terlihat lebih dekat dari posisi aslinya

Pada malam hari yang begitu cerah kita bisa melihat ribuan bintang tampaknya lebih dekat dari bumi dari posisi yang aslinya. Hal itu disebabkan karena cahaya datang dari ruang hampa udara diruang angkasa ( kurang begitu rapat ) yang menuju ke atmosfer buni ( lebih rapat ) dibiaskan mendekati garis normal.

Dalam proses pembiasan cahaya tersebut berlangsung diatmosfer bumi, sehingga bintang dilangit terlihat lebih dekat dari posisi yang aslinya apabila dilihat dari bumi.

  1. Munculnya Pelangi

Ketika turun hujan yang disertai panas biasanya akan terlihat pelangi, hal ini terjadi karena adanya disperse cahaya matahari yang bersifat polikromatik yang menjadi cahaya monokromatik dibiaskan oleh tetesan air.

Pada proses pembiasan berlangsung didalam atmosfer, cahaya matahari yang dibiaskan oleh tetesan air sehingga mengakibatkan warna-warna cahaya matahari menjadi terpisah. Masing-masing warna tersebut dibiaskan dengan sudut bias yang berbeda sehingga masing-masing warna akan terpisah.

Cahaya berwarna merah yang pertama dibiaskan sebab frekuensinya paling rendah dan mempunyai panjang gelombang yang cukup besar diantara ketujuh warna pelangi. Sedangkan warna ungu terakhir dibiaskan sebab frekuensi cahaya ungu paling tinggi dan gelombang cahaya ungu paling pendek.

Pelangi biasanya terlihat pada waktu pagi dan sore hari sebab sudut antara bumi dan matahari masih rendah. Pelangi akan tampak jika posisi pengamat berada dibelakang hujan dan matahari berada dibelakang orang yang melihatnya.

Itulah tadi serangkain artikel yang sudah kami tuliskan kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian pembiasan cahaya menurut para ahli, manfaat, rumus penghitungan, hukum, dan contohnya. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan dan menambah pengetahuan bagi pembaca sekalian. Trimakasih,

Daftar Pustaka
  • Introduction to the Refraction of Light dari https://www.olympus-lifescience.com/en/microscope-resource/primer/lightandcolor/refractionintro/
  • What are the causes and uses of the light refraction ? dari https://www.online-sciences.com/the-waves/what-are-the-causes-and-uses-of-the-light-refraction/

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *