Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

Ulasan pembiasan cahaya pada kaca plan paralel menjelaskan bagaimana pembelokan cahaya yang terjadi ketika mengenai sebuah kaca plan paralel. Kaca plan paralel adalah kaca berbentuk bangun ruang dengan sisi yang saling berhadapan rata dan sejajar, seperti pada bangun ruang bentuk balok atau kubus. Ketebalan kaca (t) memengaruhi hasil sudut pembelokan pada proses pembiasan cahaya pada kaca plan paralel.

Proses pembiasan cahaya pada kaca plan paralel diawali dengan sinar datang dari udara merambat lurus mengenai kaca plan paralel. Besa sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis yang tegak lurus dengan kaca (garis normal N) disebut sudut datang (i). Sedangkan sudut antara garis normal (N) dengan sudut bias disebut sudut pantul (r). Pada proses pembiasan cahaya pada kaca plan paralel terdapat dua sudut datang dan dua sudut pantul seperti yang ditunjukkan gambar berikut.

Proses Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

Pembelokan cahaya yang terjadi pada pembiasan cahaya pada kaca plan paralel terjadi karena cahaya melewati dua medium dengan kerapatan yang berbeda. Besar kerapatan medium atau indek bias (n) akan memengaruhi besar sudut pembelokan cahaya. Peristiwa pembelokan cahaya dalam keseharian sering disebut dengan pembiasan cahaya.

Bagaimana proses pembiasan cahaya pada kaca plan paralel? Seberapa jauh pergeseran berkas sinar cahaya yang melewati kaca plan paralel dengan suatu kerepatan medium n? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

Baca Juga: Proses Pembentukan Bayangan Benda pada Teropong/Teleskop

Proses Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

Sebuah sumber cahaya mengenai kaca plan paralel dan mengalami pembiasan. Berkas cahaya dari udara tersebut masuk melewati kaca plan paralel dari satu sisi dan keluar dari bagian sisi lain dari kaca plan paralel. Ruas garis antara cahaya yang masuk dan cahaya yang keluar dari kaca plan paralel akan saling sejajar. Jarak pergeseran sinar datang dan sinar pantul hasil pembiasan cahaya pada kaca plan paralel disimbolkan dengan d.

Bahasan mengenai sudut datang dan sudut pantul cahaya terdapat dalam Hukum Snellius yang terdiri dari dua hukum yaitu Hukum I Snellius dan Hukum I Snellius.

Bunyi Hukum I Snellius:
Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar, dan ketiganya saling berpotongan.

Hukum I Snellius

Bunyi Hukum II Snellius:
Sinar datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, begitu juga sebaliknya.

Hukum II Snellius

Proses jalannya sinar dari udara masuk ke kaca plan paralel dan keluar kaca plan paralel pada sisi lainnya terjadi dalam dua tahapan. Kedua tahapan tersebut adalah saat berkas sinar cahaya memasuski kaca dan saat sinar keluar dari kaca.

Pada saat sinar cahaya memasuki kaca, sinar datang dari udara (medium renggang) menuju ke kaca (medium rapat) akan dibiaskan mendekati garis normal. Pada saat sinar cahaya keluar dari kaca, sinar yang berada dalam kaca (medium rapat) menuju ke udara (medium renggang) sehingga cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal.

Hubungan matematis untuk persamaan Hukum Snellius dinyatakan dalam persamaan n1 × sin i = n2 × sin r. Di mana n1 = indek bias medium 1 dan n2 = indek bias medium 2, sementara i = sudut datang dan r = sudut pantul.

Baca Juga: Sifat Bayangan Benda yang Dihasilkan Lensa Cembung

Rumus Jarak Pergersan Sinar Datang dan Bias (d)

Arah cahaya dinyatakan melalui sudut yang dibentuk ruas garis dari sinar datang atau bias dengan garis normal. Sudut antara sinar datang dan dan garis normal disebut sudut datang (i), sedangkan sudut antara sinar bias dan dan garis normal disebut sudut bias (r). Ukuran kemampuan suatu medium dalam membelokkan cahaya dinyatakan dalam nilai indek bias (n).

Sebagai contoh, pada pembiasan cahaya yang melalui kaca plan paralel dengan ketebalan t. Diketahui indek bias udara = n1 dan indek bias kaca = n2 maka n2 > n1 (medium kaca lebih rapat dari pada udara). Berkas sinar datang dari udara menuju kaca plan paralel membentuk sudut i1, dan berkas sinar cahaya dibelokkan mendekati garis normal dengan sudut r1.

Selanjutnya, cahaya diteruskan menuju udara kembali dengan membentuk sudut i2 dan dibiaskan menjauhi garis normal dengan sudut r2.

Proses Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

Berdasarkan gambar di atas dapat diperoleh hubungan besaran yang sesuai dengan persamaan-persamaan berikut.

  • i1 = r2
  • r1 = i2
  • i1 = i2 + α
  • sin α = d/AB → AB = d/sin α   
  • cos r1 = t/AB → AB = t/cos r1

Sinar yang keluar dari kaca plan paralel pada bagian sisi lainnya akan sejajar dengan sinar datang semula dengan suatu pergesaran. Besarnya pergeseran antara sinar datang dan sinar bias dapat dihitung melalui rumus pergeseran sinar (d). Dari persamaan sin α = d/AB dan cos r1 = t/AB memenuhi persamaan seperti berikut.

Pergeseran Sinar yang Melewati Kaca Plan Paralel

Hasil akhir persamaan di atas merupakan persamaan d yang merupakan rumus jarak pergeseran cahaya yang melewati kaca plan paralel. Bentuk rumus jarak pergeseran sinar datang dan bias pada proses pembiasan cahaya pada kaca plan paralel beserta keterangannya terdapat pada persamaan berikut.

Rumus Pergeseran Cahaya yang Melewati Kaca Plan Paralel

Baca Juga: Cara Kerja Mikroksop dalam Menghasilkan Bayangan Benda

Contoh Soal Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel dan Pembahasannya

Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool untuk melatih dan menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idshool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat berlatih!

Contoh 1 – Contoh Soal Pembiasan Cahaya

Pembiasan cahaya yang benar ditunjukkan pada gambar ….

Contoh Soal Pembiasan pada Kaca Plan Paralel

Pembahasan:
Bunyi Hukum Snellius II: Sinar datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal, begitu juga sebaliknya.

Diketahui bahwa berkas sinar datang dari udara menuju air, sehingga dapat disimpulkan bahwa sinar melewati medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat. Sehingga, berkas sinar dari udara ke air akan mengalami pembiasan atau pembelokan mendekati garis normal.

Gambar yang menunjukkan pembiasan sinar mendekati garis normal ditunjukkan gambar pada pilihan D. Jadi, pembiasan cahaya yang benar ditunjukkan pada gambar D.

Jawaban: D

Contoh 2 – Soal Pembiasan Cahaya

Contoh Soal Pembiasan

Pembahasan:
Pada pembiasan cahaya dari udara menuju air, berkas sinar melewati medium kurang rapat menuju ke medium yang lebih rapat. Berdasarkan hukum Snellius, jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat maka sinar bias akan belok mendekati garis normal (N).

Jadi, gambar yang menunjukkan arah pembiasan cahaya dari udara menuju air adalah D.

Jawaban: D

Contoh 3 – Pembiasan Cahaya pada Kaca Plan Paralel

Contoh Soal Pembahasan pada Kaca Plan Paralel

Pembahasan:
Berkas sinar dari udara ke kaca akan mengalami pembelokan arah mendekati garis normal karena cahaya melewati medium kurang rapat ke medium lebih rapat. Sedangkan cahaya dari kaca ke udara akan belok menjauhi garis normal karena melewati medium yang lebih rapat ke kurang rapat.

Jadi, lukisan pembiasan pada kaca plan paralel yang benar adalah D.

Jawaban: D

Demikianlah tadi ulasan proses pembiasan cahaya pada kaca plan paralel yang menerangkan bagaimana cahaya yang melewati sebuah kaca dengan ketebalan d mengalami pembelokan. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!

Baca Juga:  Proses Pembentukan Bayangan pada Mata

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *