Macam-Macam Prisma

Prisma merupakan salah satu bagun ruang yang perlu kita pelajari untuk menetapkan

konsep keruangan. Prisma adalah suatu bangun ruang yang dibatasi oleh dua bidang yang

sejajar dan beberapa bidang lain yang saling memotong menurut garis yang sejajar

Unsur – Unsur Dan Sifat – Sifat Prisma

Berdasarkan bentuk rusuk tegaknya, Prisma dibedakan menjadi dua yaitu :

Prisma tegak adalah prisma yang rusuk-rusuk tegaknya tegak lurus pada bidang atas

dan bidang alas.

Prisma miring adalah prisma yang rusuk-rusuk tegaknya tidak tegak lurus pada bidang

atas dan bidang alas.

Berdasarkan bentuk alasnya terdapat :

Prisma Segitiga ABC.DEF

Prisma segitiga adalah prisma yang bentuk alas dan atapnya berbentuk segitiga.

Prisma Segiempat ABCD. EFGH

Prisma segiempat adalah prisma yang bentuk alas dan atapnya berbentuk segiempat.

Prisma Segilima ABCDE.FGHIJ

Prisma segi-lima adalah prisma yang bentuk alas dan atapnya berbentuk segi-lima.

Prisma Segi-enam ABCDEF.GHIJKL

Prisma segi-enam adalah prisma yang bentuk alas dan atapnya berbentuk segi-enam.

Unsur – Unsur Prisma

Unsur yang dimiliki prisma segi-lima ABCDE.FGHIJ adalah sebagai berikut:

1. Mempunyai 10 titik sudut, yaitu : Titik A, B, C, D, E, F, G, H, I, dan J

2. Mempunyai 15 rusuk , yaitu :

Rusuk alas AB, BC, CD, DE dan EA

Rusuk atas FG, GH, HI, IJ dan JF

Rusuk tegak FA. GH, HI, IJ dan JE

1. Mempunyai 7 bidang sisi, yaitu :

Sisi alas ABCDE

Sisi atas FGHIJ

Sisi tegak ABGF, BCHG, CDIH, DEJI, dan AEJF

1. Diagonal bidang alas adalah garis yang menghubungkan dua titik sudut yang tidak

bersebelahan pada bidang alas. Diagonal bidang alas prisma segi lima ABCDE.FGHIJ,

pada gambar di atas antara lain AC, AD , dan BD.

2. Bidang diagonal adalah bidang yang memuat diagonal bidang alas dan diagonal bidang

atas serta keduanya sejajar. Bidang diagonalnya, antara lain ACHF, ADIF, dan ECHJ.

3. Diagonal ruang adalah garis yang menghubungkan titik sudut pada alas dengan titik

sudut pada bidang atas yang tidak terletak pada sisi tegak yang sama. Ruas garis AH,

AI, dan EH adalah contoh diagonal ruang prisma tersebut.

4. Untuk prisma segi empat , segi lima…., Segi-n anda dapat menggunakan :

Banyak sisi/bidang prisma segi-n = n + 2

Banyak rusuk prisma segi-n = 3n

Banyak titik sudut prisma segi-n = 2n dengan n = banyaknya sisi suatu segi banyak

Sifat -Sifat Prisma

Sifat-Sifat Prisma Secara umum, adalah sebagai berikut.:

Prisma memiliki bentuk alas dan atap yang kongruen.

Setiap sisi bagian samping prisma berbentuk persegipanjang.

Prisma memiliki rusuk tegak.

Setiap diagonal bidang pada sisi yang sama memiliki ukuran yang sama.

pemantulan dan pembiasan cahaya

1. Sinar

Sinar dapat di gunakan untuk menjelaskan dua aspek penting mengenai perambatan

cahaya yaitu pemantulan dan pembiasan. Jika cahaya datang menumbuk bidang batas

dua medium transparan (misalnya udara dan kaca atau air dan kaca), umumnya sebagian

cahaya itu di pantulkan dan sebagian lagi di biaskan. Arah sinar datang, sinar

pantul dan sinar bias pada permukaan bidang batas dua medium dapat di jelaskan dengan

sudut-sudut yang di bentuk oleh sinar-sinar itu terhadap garis normal (garis yang tegak lurus

dengan permukaan.

gambar : cahaya dari udara masuk kedalam kaca di gambarkan dengan sinar. Dalam kasus

ini, medium satu memiliki indeks bias yang lebih kecil daripada medium dua (n1 < n2) dan

sudut r lebih kecil daripada sudut i.

Sudut datang i adalah sudut antara sinar datang dan garis normal. sudut pantul r’ adalah

sudut antara sinar pantul dan garis normal. Sudut bias r adalah sudut antara sinar bias dan

garis normal. pemantulan pada sudut tertentu dari permukaan yang sangat halus

dinamakan pemantulan spekular(teratur). Jika permukaan bidang batas dua medium itu

kasar, cahaya datang akan di pantulkan ke segala arah. Pemantulan ke segala arah oleh

permukaan kasar itu di sebut pemantulan difuse (baur).

Kedua macam pemantulan ini dapat terjadi baik pada medium transparan maupun medium

yang tidak transparan. Kita hanya akan memmbicarakan pemantulan spekular dari sebuah

permukaan yang sangat halus, misalnya kaca atau logam yang di gosok. Jadi istilah

“pemantulan” di sini selalu di artikan sebagai pemantulan spekular.

Indeks bias suatu bahan optik, dengan simbol n, sangat penting dalam optika geometris.

Indeks bias adalah perbandingan antara laju cahaya dalam ruang hampa (c) dan laju

cahaya dalam medium itu (v).

n = c/v

laju cahaya dalam medium apapun selalu lebih kecil daripada lajunya dalam ruang hampa

sehingga nilai n selalu lebih besar daripada sau (untuk ruang hampa n = 1). Perhatikan

bahwa laju gelombang v berbanding terbalik dengan indeks bias n. semakin besar indeks

bias suatu medium, semakin lambat laju cahay dalam medium itu.

2. Hukum pemantulan dan pembiasan

Hasil eksperimen mengenai arah sinar datang, sinar pantul, dan sinar bias pada permukaan

bidang batas dua medium menghasilkan kesimpulan-kesimpulan berikut.

- Sinar datang, sinar pantul, sinar bias dan garis normal semua terletak pada bidang yang

sama. Bidang dari ketiga sinar itu tegak lurus terhadap bidang permukaan batas kedua

medium.

- Untuk semua panjang gelombang cahaya dan untuk setiap pasangan medium, sudut

datang i sama dengan sudut pantul r’ . artinya berlaku:

I = r’ (hukum pemantulan)

Pesamaan di atas serta hasil pengamatan bahwa sinar datang, sinar bias, dan garis normal

terletak pada suatu bidang datar membentuk hukum pemantulan.

- Jika sinar datang denga sudut datang i dari medium 1 (indeks bias n1) dan di biaskan

dengan sudut bias r pada medium 2 (indeks bias n2), maka :

Sin i / sin r = n2 / n1 atau n1 sin i = n2 sin r (hukum pembiasan)

Pesamaan di atas serta hasil pengamatan bahwa sinar datang, sinar bias, dan garis normal

terletak pada suatu bidang datar membentuk hukum pembiasan. Hasil ini di temukan

oleh ilmuwan belanda yaitu Willebrod snell (1592 – 1626) sehingga sering di sebut hukum

snellius. Perhatikan bahwan1 menunjukkan indeks bias tempat cahaya datang

dan n2 menunjukkan indeks bias tempat cahaya di biaskan.

Contoh soal :

Medium 1 adalah air (indeks bias 1,33) dan medium dua adalah kaca (indeks bias 1,52).

Jika sinar datang dari air dengan membentuk sudut 60o terhadap garis normal, tentukan

arah sinar yang di pantulkan dan arah sinar yang dibiaskan!

Jawab :

Arah sinar pantul : i = r’ = 60o

Arah sinar bias : n1 . sin i = n2 . sin r

Sin r =n1 sin i / n2

Sin r = (1,33 sin 60o) / 0,758

r = 49,3o

Berdasarkan persamaan hukum pembiasan, bila sinar datang dari medium 1 ke medium 2

yang memiliki indeks bias lebih besar (n2 > n1), maka sudut bias r lebih kecil daripada sudut

datang i. artinya, sinar bias di belokkan mendekati garis normal (lihat gambar yang pertama

diatas). Bila medium 2 memiliki indeks bias yang lebih kecil daripada medium 1 (n2 < n1),

maka sinar bias di belokkan menjauhi garis normal (lihat gambar di bawah).

konsep ini dapat di gunakan untuk menjelaskan mengapa pensil yang di masukkan

sebagian ke dalam air tampak seperti patah. Sinar yang datang dari bawah permukaan

air (medium lebih rapat) di belokkan menjauhi garis normal sehingga sinar itu muncul

seolah-olah datang dari posisi di atas titik sesungguhnya.

Sebuah kasus khusus yang penting adalah pembiasan yang terjadi pada bidang batas

antara ruang hampa dan suatu medium tertentu. Jika cahaya datang dari ruang hampa ke

medium itu (n1 = 1 dan n2 = >1), maka sinar bias di belokkan mendekati garis normal.

sebaliknya, jika sinar datang dari medium tadi ke ruang hampa, sinar biasnya selalu di

belokkan menjauhi garis normal.

Jika arah sinar datang tegak lurus dengan permukaan bidang batas, maka sudut datang i =

0 . akibatnya, sudut bias juga sama dengan nol sehingga sinar merambat lurus (tidak

dibiaskan). Indeks bias tidak hanya bergantung pada jenis zat tetapi juga pada panjang

gelombang cahaya. Indeks bias untuk beberapa zat di sajikan pada tabel berikut ini.

Jika cahaya melewati dua medium yang berbeda indeks biasnya, frekuensi

gelombang cahaya itu (dengan simbol f ) tidak berubah. Jika λo adalah panjang gelombang

cahaya di ruang hampa, maka panjang gelombang cahaya di medium yang indeks

biasnya n dapat di tentukan dengan cara berikut :

f = c/ λo = v/ λ , dengan mengingat n = c/v atau v = c/n , maka :

f = c/ λo = (c/n)/ λ atau λ = λo / n

Jika cahaya datang dari medium pertama (indeks bias n1) ke medium kedua (indeks bias n2)

dengan n1<n2, maka lajunya berkurang. Panjang gelombang cahaya dalam medium kedua

adalah λ2 = λo / n2, sedangkan panjang gelombang dalam medium pertama adalah λ1 =

λo / n1. Akan tetapi, n1< n2 sehingga λ1 > λ2. Artinya gelombang cahaya di medium kedua

lebih pendek dari pada cahaya di medium pertama.

Klik disini untuk melanjutkan baca (ke artikel "Pembiasan pada Prisma")