MAKALAH
PEMBIASAN PADA KACA PLAN PARALEL
DAN PRISMA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS BENGKULU
2009
Oleh
NAMA : ABDUL SALIM
NPM : A1E008018
DOESN PEMBIMBING : Dra.H. Connie F, Mpd
Pembiasan Cahaya pada kaca plan paralel dan prisma
Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya
karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya
dibedakan menjadi dua macam yaitu :
a. mendekati garis normal
Cahaya dibiaskan mendekati garis normal
jika cahaya merambat dari medium optik
kurang rapat ke medium optik lebih rapat,
contohnya cahaya merambat dari udara ke
dalam air.
b. menjauhi garis normal
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal
jika cahaya merambat dari medium optik
lebih rapat ke medium optik kurang rapat,
contohnya cahaya merambat dari dalam air
ke udara.
Syarat-syarat terjadinya pembiasan :
1) cahaya melalui dua
medium yang berbeda kerapatan
optiknya;
2) cahaya datang tidak
tegaklurus terhadap bidang batas (sudut
datang lebih kecil dari 90O)
Beberapa contoh gejala pembiasan yang sering dijumpai dalam kehidupan
sehari-hari diantaranya :
dasar kolam terlihat lebih dangkal bila
dilihat dari atas.
kacamata minus (negatif) atau kacamata
plus (positif) dapat membuat jelas pandangan bagi penderita rabun jauh atau
rabun dekat karena adanya pembiasan.
terjadinya pelangi setelah turun hujan.
1. Indeks Bias
Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya pada
kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan
dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian
Huygens (1629-1695) : “Perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa
dengan laju cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias.”
Secara matematis dapat dirumuskan :
dimana :
- n = indeks bias
- c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 108 m/s)
- v = laju cahaya dalam zat
Indeks bias tidak pernah lebih kecil
dari 1 (artinya, n 1), dan nilainya
untuk beberapa zat.
2. Hukum Snell
Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591
–1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang
dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama hukum Snell yang
berbunyi :
- sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu
bidang datar.
- hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias
merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.
Ketika cahaya melintas dari suatu medium ke medium lainnya, sebagian cahaya
datang dipantulkan pada perbatasan. Sisanya lewat ke medium yang baru. Jika seberkas
cahaya datang membentuk sudut terhadap permukaan (bukan hanya tegak lurus), berkas
Table indek bias beberapa zatMedium n = c / vUdara haampa 1,0000Udara (pada STP) 1,0003Air 1,333Es 1,31Alcohol Etil 1,36Gliserol 1,48
v
cn
tersebut dibelokkan pada waktu memasuki medium yang baru. Pembelokan ini disebut
Pembiasan.
Sudut bias bergantung pada laju cahaya kedua media dan pada sudut datang.
Hubungan analitis antara 1 dan 2 ditemukan secara eksperimental pada sekitar tahun
1621 oleh Willebrord Snell (1591-1626). Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Snell
dan dituliskan:
n1 sin 1 = n2 sin 2
1 adalah sudut dating, dan 2 adalah sudut bias (keduanya diukur terhadap garis
yang tegak lurus permukaan antara kedua media). n1 dan n2 adalah indeks-indeks bias
materi tersebut. Berkas-berkas datang dan bias berada pada bidang yang sama, yang
juga termasuk garis tegak lurus terhadap permukaan. Hukum Snell merupakan dasar
Hukum pembiasan.
Jelas dari hukum Snell bahwa jika n2 > n1, maka 2 > 1, artinya jika cahaya
memasuki medium dimana n lebih besar (dan lajunya lebih kecil), maka berkas cahaya
dibelokkan menuju normal. Dan jika n2 > n1, maka 2 > 1, sehingga berkas dibelokkan
menjauhi normal
3. Sudut kritis
Yaitu sudut datang yang menhhasilkan sudut bias 900
4. Pemantulan sempurna
Syarat : 1. Sinar dari medium rapat ke renggang
2. sudut datang > sudut kritis
Sin ik = n2 / n1
5. Pembiasan pada kaca plan parallel
-
d = ketebalan kaca plan paralel
X = jarak pergeseran sinar
6. Pembiasan Cahaya pada Prisma
Bahan bening yang dibatasi oleh
dua bidang permukaan yang
bersudut disebut prisma.
Besarnya sudut antara kedua
permukaan itu disebut sudut
pembias ().
Apabila seberkas cahaya masuk
pada salah satu permukaan prisma,
cahaya akan dibiaskan dari
permukaan prisma lainnya. Karena
adanya dua kali pembiasan, maka
pada prisma terbentuklah sudut
penyimpangan yang disebut sudut
deviasi.
N2N1
r2i1i2r1
sudut deviasi
PQ R
S
Sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan
cahaya datang dengan perpanjangan cahaya bias yang meninggalkan prisma.
P, Q, R, dan S menyatakan jalannya cahaya dari udara masuk ke dalam prisma
kemudian meninggalkan prisma lagi.
Persamaan yang berlaku :
Deviasi minimum terjadi jika i1 = r2, pada deviasi minimum berlaku :
Sudut pembias prisma (β) > 100
Β < 100
Contoh soal
1. Apa yang dimaksud indeks bias air = 1,3……
Penyelesaian :
Yang dimaksud indeks bias air = 1,3 adalah perbandingan antara laju cahaya
dalam ruang hampa dengan laju cahaya di dalam air besarnya 1,3.
2. Hitung laju cahaya dalam berlian …..(n=2,42)
Penyelesaian :
Diketahui :
n = 2,42
c = 3 x 108 m/s
Ditanyakan :
v = ... .
Jawab :
3. Berkas cahaya datang dari medium A ke medium B dengan sudut datang 300 dan
dibiaskan dengan sudut 450 maka indekbias relative medium A terhadap B adalah
……
Penyelesaian :
4. Bila cepat rambat cahaya di udara adaalah 3x10-8 m/detik, maka cepat rambat
cahaya dalaam medium yang memiliki indekbias 1,5 adalah…..
Penyelesaian :
5. Seberkas cahaya datang dari udara ke air dengan indek bias air 4/3, maka
kecepatan cahaaya dalam air adalah……
Penyelesaian :
6. Bila sudut batas sinar didalam suatu medium adalah 450 maaka indek bias medium
terhadaap udara adalah….nudara= 1
Penyelesaian :
7. Seberkas sinar masuk kedalaam kaca yang mempunyaai ketebalan 30 cm dengan
sudut datang 600 dan dibiaskan dengan sudut 300 . besarnya pergeseran sinar ke
luar terhadap sinar masuk adalah……
Penyelesaian :
8. Seberkas sinar jatuh pada permukaan kaca plan parallel dengan ssudut datang 600
. indeks pergeseran sinar yang datang dan keluar dari kaca adalah……
Penyelesaian :
9. Sebuah prisma kaca berada di udara. Pada prisma itu datang seberkas sinar denga
sudut dataang 450 dan sudut pembias prisma 600. Jika terjadi deviasi minimum
maka indekbias prisma tersebut adalah……….
Penyelesaian :
Lembar Kerja Siswa
1. Seberkas sinar masuk kedalaam kaca yang mempunyaai ketebalan 30 cm
dengan sudut datang 600 dan dibiaskan dengan sudut 300 . besarnya pergeseran
sinar ke luar terhadap sinar masuk adalah……
A. B. C. D. E.
2. Dari gambar di bawah jalannya pada prisma adaalah…….
3. Dari gambar dibawah manakah sudut besar pembias prisma adalah….
4. sinar dating pada sebuah prisma dengan sudut dating 300 jika sudut pembias
prisma 600 . berapa besar sudut deviasi prisma …..
A.27,090
B.37,090
C.47,0900
D.50,090
E.67,090
5. sudut pembias prisma 600 sinar dating dengan sudut 300 . tentukan besarnya
sudut bias kedua pada prisma……
A.57,090
B. 67,090
C. 77,090
D.87,090
E.88,090
6. Gambar yang menunjukkan jalan pembiasan dan penguraian cahaya pada prisa
adalah……..
Kunci Jawaban
1. A
2. D
3. B
4. C
5. C
6. D