Fisika Optis & Gelombang
1
Pemantulan & Pembiasan Saat cahaya yang merambat melalui suatu medium menemui bidang
batas antara 2 medium dapat terjadi proses pemantulan dan/atau pembiasan Pemantulan: sebagian cahaya yang datang akan dikembalikan ke
medium pertama (ke arah cahaya datang); Pemantulan spekular pada permukaan halus Pemantulan diffuse pada permukaan kasar (tidak dibahas lebih lanjut)
Pembiasan: sebagian cahaya yang datang akan diteruskan ke medium
kedua dengan arah perambatan yang dibelokkan 2
(a) dan (c) : ilustrasi pemantulan spekular (b) dan (d) : ilustrasi pemantulan diffuse
3
Pemantulan Spekular Cahaya datang pada suatu bidang batas antara dua medium yang
berbeda dengan sudut datang 1, maka akan dipantulkan kembali ke medium pertama dengan membentuk sudut pantul 1’ terhadap garis normal. Garis normal adalah garis yang tegak lurus terhadap bidang batas
antara dua medium (biasanya digambar tepat pada titik dimana cahaya datang pada bidang batas). Eksperimen menunjukkan bahwa pada pemantulan spekular, besarnya
sudut pantul sama dengan besarnya sudut datang, atau dinyatakan sebagai: 4
Pemantulan spekular
sudut datang (incident ray) = 1 sudut pantul (reflected ray) = 1’ garis normal (normal)
5
Pembiasan Cahaya
sudut datang (incident ray) = 1, sudut pantul (reflected ray) = 1’, garis normal (normal), sudut bias (refracted ray) = 2, v1 = kecepatan cahaya pada medium pertama (air/udara), v2 = kecepatan cahaya pada medium kedua (glass/kaca) 6
Sudut bias cahaya dapat ditentukan menggunakan formula:
Jika cahaya datang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat cahaya dibiaskan mendekati garis normal
Jika cahaya datang dari medium lebih rapat ke medium yang kurang rapat cahaya dibiaskan menjauhi garis normal 7
Hukum Pembiasan Kecepatan cahaya pada suatu medium bergantung pada indeks bias
medium tersebut (n) atau dinyatakan:
Frekuensi cahaya tidak berubah saat merambat pada medium yang
berbeda. Maka saat cahaya melalui dua medium, perbandingan panjang-
gelombang pada masing-masing medium dapat dinyatakan sebagai: atau
8
Indeks bias (n) beberapa medium
Substance = bahan medium Index of refraction = indeks bias 9
Jika medium pertama adalah udara, maka n1 = 1 dan dengan demikian dapat dinyatakan bahwa: dimana 0 adalah panjang-gelombang di udara, n adalah panjanggelombang di medium yang mempunyai indeks bias n. Dengan pengertian ini maka persamaan untuk menentukan sudut bias dapat dinyatakan kembali sebagai: Hukum Snellius Gambaran cahaya yang merambat dalam dua medium yang berbeda panjanggelombang berubah 10
Dispersi Cahaya Indeks bias suatu medium (kecuali udara) bergantung pada panjang-
gelombang cahaya. Ketergantungan indeks bias pada panjang-gelombang ini disebut
dengan istilah dispersi. Lihat ilustrasi pada cahaya yang keluar dari
prisma berikut.
11
Terlihat bahwa cahaya biru dibelokkan dengan sudut lebih besar
daripada cahaya merah. Jika indeks bias tidak bergantung pada panjang-gelombang, maka hal ini tidak akan terjadi; dengan kata lain
sudut bias akan sama besar untuk cahaya biru dan merah.
12
Pemantulan Internal Total Pemantulan internal total dapat terjadi jika cahaya merambat dalam
medium dengan indeks bias lebih tinggi menuju medium dengan indeks bias yang lebih rendah. Pada suatu nilai sudut datang tertentu (disebut sudut kritis atau c),
cahaya akan dibiaskan sejajar dengan bidang batas antara kedua medium.
Pada sudut datang yang lebih besar dari sudut kritis, maka seluruh cahaya
akan dipantulkan kembali ke medium pertama. Inilah yang disebut dengan pemantulan internal total. 13
Sudut datang yang menghasilkan sudut bias sebesar 90 disebut dengan istilah sudut kritis (c)
Cahaya 1 1 = 0 Cahaya 2 1 < c Cahaya 3 1 < c Cahaya 4 1 = c 2 = 90 Cahaya 5 1 > c pemantulan internal total
14
Tugas Carilah dari berbagai sumber mengenai apa yang disebut prinsip
Huygen. Carilah dari berbagai sumber mengenai bidang aplikasi pemantulan
internal total. NB: tulis dengan tangan
15
