Berbagai macam fenomena alam
terjadi karena sifat-sifat cahaya. Misalnya saja pelangi, fatamorgana gerhana
dan sebagianya. Kali ini akan dibahas salah satu sifat dari cahaya yaitu
pembiasan. Pembiasan merupakan peristiwa pembelokan cahaya karena melewati dua
medium yang berbeda dengan kerapatan optik yang berbeda. Kerapatan optik benda
bening biasanya dihubungkan dengan indeks bias, semakin besar indeks bias benda
semakin rapat. Udara memiliki indeks bias lebih kecil dibanding air, dan air
memiliki indeks bias lebih kecil dari kaca. Apabila sebatang pensil dicelupkan
ke dalam gelas berisi air, maka pensil tersebut akan terlihat patah. Ini adalah
salah satu contoh pembiasan, pelangi dan fatamorgana juga merpakan contoh
peristiwa pembiasan.
Peristiwa pembiasan merupakan
pembelokan cahaya yang melewati dua medium berbeda. Seorang ilmuwan bernama
Willebrord Snellius (1591 – 1626) telah mengamati peristiwa ini dan merumuskan
hukum . Berikut ini hukum pembiasan atau hukum Snellius yang diperoleh dari
percobaannya :
1.
Sinar datang, sinar bias dan garis normal
berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar
2.
Sinar datang dari medium yang kurang rapat ke
medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal.
3.
Sinar datang dari medium yang lebih rapat ke
medium yang kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal.
4.
Sinar yang datang tegak lurus terhadap bidang
batas akan diteruskan tanpa dibiaskan.
Hubungan matematis untuk
persamaan hukum Snellius tersebut yaitu sebagai berikut.
Keterangan :
n1 = indeks bias medium 1
n2 = indeks bias medium 2
i = sudut datang
Contoh
Soal :
Dewi sedang melakukan pengamatan seberkas cahaya dari
sepotong kaca dengan indeks bias 1.5 menuju ke dalam air yang memiliki indeks bias 1.33 . Jika sudut datang
cahaya sebesar 30 derajat, maka berapa sudut biasnya pada air ?
Diketahui :
n1 = 1,5
n2 = 1,33
i = 30 derajat
r = …… ?
Penyelesaian :
1,5 x sin 300 = 1,33 x sin r
Sin r = (1,5/1,33) sin 300
sin r = (1,1278) (1/2)
sin r = 0,56
r = arc sin 0,56 = 340
Jadi berkas cahaya tersebut memiliki sudut bias sebesar 34 derajat. dengan kata lain sesuai dengan hukum Snellius berkas menjauhi garis normal ketika berkas berasal dari medium rapat (kaca) ke medium kurang rapat (air)