Pengertian pembiasan cahaya dan contohnya

Pembiasan cahaya adalah pembengkokan gelombang cahaya ketika berpindah dari satu medium ke medium lainnya. Pembiasan tersebut disebabkan karena perbedaan massa jenis antara kedua zat tersebut.

Juga disebut refraksi, pembiasan adalah pembengkokan gelombang ketika mereka melewati dari satu media ke yang lain, karena adanya perubahan dalam kecepatan mereka. Fenomena ini paling sering dikaitkan dengan cahaya, tetapi juga dapat berlaku untuk suara, atau bahkan gelombang air.

Pengertian

Pembiasan adalah perubahan arah gelombang yang lewat dari satu medium ke medium lainnya. Ini adalah salah satu fenomena yang paling sering diamati, tetapi gelombang lain seperti gelombang suara dan gelombang air juga mengalami pembiasan.

Pembiasan cahaya mengacu pada perubahan arah sinar cahaya saat bergerak dari satu media ke media lainnya. Pembiasan cahaya adalah salah satu jenis fenomena yang paling umum, tetapi berbagai gelombang lain seperti gelombang air dan gelombang suara juga mengalami pembiasan.

Pembiasan cahaya terjadi ketika serangkaian gelombang melakukan perjalanan menuju media baru membentuk sudut, sehingga satu sisi mengalami perubahan dalam kecepatan sebelum yang lain, menyebabkan ia berpaling ke sisi yang lebih lambat dengan cara yang sama seperti kendaraan yang bergerak akan cenderung berubah jika satu sisi diperlambat lebih dari yang lain.

Refraksi dapat menyebabkan benda akan muncul berpindah tempat, dan mungkin memperkuat suara yang jauh. Pembiasan memiliki banyak kegunaan dalam konteks cahaya, seperti lensa dan prisma.

Penyebab pembiasan

Penyebab pembiasan cahaya adalah sebagai berikut:

  • Frekuensi sinar bias tetap konstan.
  • Karena refleksi parsial dan penyerapan cahaya pada antarmuka, intensitas sinar bias akan lebih kecil dari sinar datang.
  • Pada saat cahaya melewati batas antara dua media yang berbeda, terjadi penyimpangan cahaya yang mengakibatkan terjadinya pembiasan sehingga terjadi perubahan panjang gelombang dan kecepatan cahaya.

Dampak pembiasan

  • Kelap-kelip bintang terjadi karena pembiasan cahaya.
  • Bayangan dan bayangan adalah ilusi optik yang merupakan hasil pembiasan cahaya.
  • Kolam renang selalu terlihat lebih dangkal dari yang sebenarnya karena cahaya yang datang dari dasar kolam membengkok ke permukaan akibat pembiasan cahaya.

Indeks Bias

Setiap media di mana gelombang dapat bergerak memiliki indeks bias yang menunjukkan seberapa cepat mereka akan melakukan perjalanan. Dalam kasus ringan, indek bias dapat ditentukan dengan membagi kecepatan dalam ruang hampa dengan kecepatan dalam media tertentu.

Indek bias adalah rasio antara kecepatan medium, sehingga tidak diukur dalam satuan apapun. Indeks bias umumnya meningkat seiring dengan kepadatan medium: indek biasa pada ruang vakum akan lebih besar dari semua bahan-bahan alami yang dikenal.

Udara biasanya memiliki indeks bias sekitar 1,00029, tapi ini bervariasi tergantung suhu dan tekanan. Untuk air, memiliki nilai sekitar 1,33, dan untuk kaca, sekitar 1,50-1,75, tergantung pada jenis. Berlian memiliki indeks bias yang sangat tinggi dari 2,417, yang menghasilkan efek berkilau yang terkenal.

Contoh sehari-hari

  • Pembentukan pelangi adalah contoh pembiasan saat sinar matahari membelok melalui tetesan hujan yang menghasilkan pelangi.
  • Prisma juga merupakan contoh pembiasan.

Contoh yang paling umum digunakan ketika membahas pembiasan adalah sedotan dalam air. Ketika sedotan ditempatkan dalam segelas air dan dilihat dari samping, tampaknya akan patah atau bengkok. Hal ini disebabkan perbedaan indeks bias udara dan air. Karena air lebih berat dari udara, sedotan muncul menekuk karena mencerminkan cahaya yang diperlambat oleh densitas air. Fenomena ini juga membuat benda terendam, seperti ikan, terlihat lebih dekat ke permukaan daripada yang sebenarnya.

sendok dalam gelas
Pembiasan menyebabkan sendok atau sedotan dalam air terlihat patah.

 

Karena indeks bias udara bervariasi sesuai suhu dan tekanan, benda dapat muncul berbeda tempat atau terganggu dalam kondisi tertentu. Ilusi air yang terlihat di jalan pada hari yang panas adalah salah satu contohnya: itu adalah gambar yang dibiaskan dari langit yang disebabkan oleh pemanasan dekat bidang ke permukaan jalan.

Kadang-kadang lapisan udara pada temperatur dan tekanan yang berbeda dapat membuat benda-benda yang di atas cakrawala terlihat – ini dikenal sebagai fatamorgana. Perbedaan lapisan udara dapat menghasilkan fenomena yang sama dengan suara. Dalam kondisi yang tepat, suara yang jauh bisa dekat karena beberapa gelombang suara, awalnya menuju di bagian atas pendengar dapat melengkung ke bawah, yang akan meningkatkan volume.

pembiasan pada prisma
pembiasan pada prisma. Prisma memberikan contoh yang baik proses pembiasan

Sebuah contoh yang lebih umum adalah pelangi, di mana sinar matahari dibiaskan oleh air hujan. Sinar matahari terdiri dari campuran panjang gelombang yang berbeda, atau warna, cahaya, dengan warna biru, misalnya, memiliki panjang gelombang lebih pendek daripada merah. Ketika cahaya ini melewati hujan, panjang gelombang pendek yang bengkok lebih dari yang panjang, membelah cahaya menjadi warna yang berbeda.

pelangi
Dalam pelangi, cahaya dibiaskan oleh air hujan.

Penerapan Pembiasan Cahaya

Pembiasan memiliki banyak aplikasi dalam bidang optik dan teknologi. Tergantung pada jenis lensa sferis yang digunakan (cembung atau cekung), refraksi melalui kaca memiliki banyak kegunaan.

  • Lensa menggunakan refraksi untuk membentuk bayangan suatu objek untuk berbagai keperluan, seperti pembesaran.
  • Meneruskan cahaya putih melalui prisma kaca dapat membagi cahaya putih menjadi spektrum warna (VIBGYOR).
  • Di alam, pembiasanlah yang menyebabkan kita melihat fenomena lain seperti fatamorgana dan juga kelap-kelip bintang… yang disebabkan karena pembiasan cahaya di atmosfer.

Penggunaan yang paling umum dalam pembiasan adalah pada lensa dan prisma. Sebuah lensa dirancang sehingga cahaya akan yang masuk difokuskan oleh pembiasan menuju satu ti-tik, menghasilkan gambar yang diperbesar dari sebuah benda. Lensa dapat digunakan dalam teropong dan teleskop untuk mendapatkan gambar detil dari obyek yang jauh, atau kaca pembesar dan mikroskop untuk melihat objek yang sangat kecil, seperti mikroorganisme yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Sebuah prisma dapat digunakan untuk membagi cahaya menjadi warna yang berbeda dalam banyak cara yang sama seperti tetesan air membuat pelangi, tapi memberikan citra yang lebih akurat yang dapat digunakan untuk menganalisis sumber cahaya secara rinci.

Hukum Snellius

Fenomena pembiasan telah dikenal setidaknya sejak zaman Yunani kuno, dan sejumlah orang melalui sejarah telah merumuskan hukum untuk menggambarkannya, termasuk Ibnu Sahl dari Baghdad, yang pada tahun 984 datang dengan deskripsi yang sangat akurat, yang ia digunakan untuk membuat lensa. Astronom Belanda Willebrord van Roijen Snell menghasilkan hukum matematika pada tahun 1621, yang kemudian diubah ke dalam rumus yang disebut “Hukum Snellius” oleh Rene Descartes pada tahun 1637. Hal ini dapat digunakan untuk menghitung sudut pembiasan cahaya melewati dua media yang berbeda.

Tinggalkan Balasan

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