Jikaseberkas sinar tiba dari air (n = 1,33) memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum prisma tersebut? Penyelesaian: Diketahui: np = 1,5 na = 1,33 β = 60° Ditanyakan: sudut deviasi minimum (δmin) Jawab: δmin = (1,17 - 1)60° δmin = 10,2° Dengan demikian, besar sudut deviasi minimum prisma tersebut yakni 10,2° Contoh Soal 2: Jawab: 1. Indeks bias adalah perbandingan antara kecepatan dengan cahaya dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium . 2. Deviasi sudut adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dengan sinar bias yang keluar dari prisma. 3. sinr2 = 1,5 sin 40,53° sin r2 = 0,97 r2 = 77,10° Sudut deviasi yang dialami cahaya ketika melewati kaca prisma dapat dicari dengan persamaan: σ = (i1 + r2) - β σ = (30° + 77,10°) - 60° σ = 47,10° Jadi, sudut deviasi yang dialami cahaya ketika melewati kaca prisma adalah 47,10° Deviasiminimum suatu sinar oleh prisma .A. tidak tergantung pada sudut puncakB. menjadi lebih kecil bila sudut puncaknya lebih besarC. menjadi lebih besar jika sudut puncaknya lebih besarD. tidak bergantung pada panjang gelombang sinarE. tidak bergantung pada frekuensi sinar. Pembiasan Cahaya; Alat-Alat Optik; Optik; Fisika Jikaseberkas sinar laser jatuh pada salah satu permukaan prisma dengan sudut datang 30°, berapakah sudut deviasi yang dialami oleh sinar laser tersebut setelah melewati prisma? Penyelesaian: Diketahui: i1 = 30° nudara = 1 nkaca = 1,5 β = 60° Ditanyakan: sudut deviasi (δ) Jawab: Sudut deviasi dicari dengan menggunakan persamaan: δ = i1 + r2 - β Seberkassinar dijatuhkan pada suatu prisma sama sisi yang berada diudara dengan sudut datang 45 dan terjadi deviasi minimum. Tentukan besar sudut deviasi minimum dan indeks bias prisma? Pembahasan Diketahui: θ 1 = 45 β = 60 (sama sisi) n m = 1 (udara) Ditanya: D m dan n p Jawab: Terlebih dahulu hitung D m D m = 2 θ 1 - β D m = 2 . 45 - 60 . Pernahkah kalian melihat pelangi di langit? Apakah warna-warna dalam pelangi tersebut? Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi itu? Jika kalian pernah melihat pelangi, berarti kamu pernah melihat suatu contoh peristiwa dispersi cahaya. Namun, dalam artikel ini tidak akan membahas lebih jauh mengenai dispersi cahaya. Artikel ini secara umum hanya membahas pembiasan cahaya pada prisma dan secara khusus membahas tentang penurunan rumus sudut deviasi minimum, sudut deviasi warna dan sudut dispersi. Lalu adakah hubungan antara pembiasan cahaya pada prisma dengan warna pelangi dan dispersi cahaya? Tentu saja ada hubungannya. Karena fenomena dispersi cahaya dalam pembentukan warna pelangi dapat dijelaskan menggunakan konsep pembiasan cahaya pada prisma. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Selamat belajar. Pembiasan pada Prisma dan Sudut Deviasi Minimum Prisma adalah zat optik yang dibatasi oleh dua bidang pembias yang berpotongan. Garis potong antara kedua bidang disebut sudut pembias . Sedangkan sudut yang dibentuk oleh kedua bidang disebut sudut bias . Ketika seberkas cahaya atau sinar masuk ke prisma, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, ketika sinar keluar dari prisma, sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Sudut yang dibentuk oleh titik potong garis perpanjangan sinar datang dengan sinar bias disebut sudut deviasi . Prisma mempunyai dua bidang pembias yang tidak paralel dan membentuk sudut tertentu. Ini akan mengubah arah rambat cahaya yang masuk dan meninggalkan kaca prisma. Perubahan arah rambat ini disebut deviasi cahaya. Jalannya sinar pada prisma dapat kalian lihat pada gambar berikut ini. Bagaimanakah cara mencari sudut pembias β ? Perhatikan segitiga ABC. Sudut pembias β kaca prisma dapat diketahui dengan cara menjumlahkan sudut-sudut segitiga ABC. ∠ BAC + ∠ BCA + β = 180° xc° − θ 2 + 90° − θ 3 + β = 180° 180° − θ 2 − θ 3 + β = 180° β = θ 2 + θ 3 …………… Pers. 1 Sedangkan sudut deviasi δ dapat diketahui dengan cara sebagai berikut. α 1 = θ 1 − θ 2 dan α 2 = θ four − θ 3 δ = α ane + α 2 δ = θ 1 − θ 2 + θ 4 − θ 3 δ = θ 1 + θ iv – θ ii + θ iii δ = θ ane + θ 4 – β …………… Pers. 2 Setiap sinar yang datang pada prisma akan mengalami deviasi yang menghasilkan sudut deviasi tertentu. Salah satu sinar datang tertentu pasti akan menghasilkan nilai sudut deviasi minimum. Kapan kondisi khusus ini terjadi? Berdasarkan hasil pembuktian, deviasi minimum dapat terjadi pada saat sudut datang pertama sama dengan sudut bias kedua θ one = θ 4 . Besarnya sudut deviasi minimum sebuah prisma dapat dicari sebagai berikut. θ 1 = θ four maka θ 2 = θ 3 sehingga persamaan 1 menjadi β = θ 2 + θ 2 β = ii θ 2 θ two = ½ β …………… Pers. 3 M arena θ i = θ four maka persamaan 2 menjadi seperti berikut. δ min = θ ane + θ ane – β δ min = 2 θ 1 – β θ 1 = ½ δ min + β …………… Pers. iv Menurut Hukum Snellius tentang Pembiasan Cahaya, apabila indeks bias prisma adalah due north p dan indeks bias medium di sekitar prisma adalah due north u , maka berlaku persamaan berikut. n u sin θ one = n p sin θ 2 …………… Pers. 5 Apabila kita subtitusikan persamaan iii dan four ke persamaan v, maka kita peroleh. n u sin ½ δ min + β = n p sin ½ β Untuk sudut pembias β yang sangat kecil β ≤ 15°, maka harga δ min juga kecil sehingga sinus sudutnya sama dengan sudutnya sendiri. Dengan demikian, persamaan di atas menjadi. n u [½ δ min + β ] = n p [½ β ] ½ north u δ min + β = ½north p β n u δ min + β = northward p β δ min = northward p β/ n u – β …………… Pers. 6 Jadi, rumus untuk menentukan sudut deviasi minimum pada pembiasan cahaya oleh prisma adalah sebagai berikut. Keterangan δ min = sudut deviasi minimum northward u = indeks bias medium β = sudut pembias prisma Sudut Deviasi Warna dan Sudut Dispersi Adanya deviasi cahaya menyebabkan cahaya putih akan terurai menjadi sederetan warna jika melewati sebuah prisma. Peristiwa terurainya cahaya putih tersebut dinamakan dispersi cahaya . Cahaya putih sebenarnya adalah kumpulan beberapa cahaya spektrum warna yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda ingat rumus hubungan indeks bias dengan cepat rambat dan panjang gelombang cahaya. Oleh karena itulah setiap cahaya warna memiliki indeks bias yang berbeda satu dengan yang lain. Perhatikan gambar di bawah ini. Dari gambar tersebut, cahaya putih terdiri dari warna merah dengan panjang gelombang 622-720 nm, jingga 597-622 nm, kuning 577-597 nm, hijau 492-577 nm, biru 455-492 nm, dan unggu 390-455 nm. Apabila cahaya putih melalui sebuah prisma segitiga, maka cahaya tersebut akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali. Pertama, pada saat cahaya masuk dari udara ke dalam prisma dan kedua pada saat cahaya keluar dari prisma menuju ke udara kembali. Oleh karena cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang, maka warna ungu dibelokkan paling besar. Sedangkan warna merah dibelokkan paling kecil. Sebagai hasil dari pembiasan yang berbeda-beda tersebut, warna-warna yang berbeda dipisahkan ketika warna-warna itu keluar dari prisma. Apakah cahaya yang meninggalkan prisma mengingatkan kalian pada sebuah pelangi seperti yang telah disinggung di awal artikel? Sama halnya dengan prisma, titik-titik hujan juga membiaskan cahaya. Pembiasan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dapat menyebabkan cahaya putih dari matahari terurai menjadi warna-warna tunggal spektrum cahaya tampak. Sir Isaac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kalian lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dengan demikian, cahaya putih merupakan gabungan dari beberapa warna sehingga dinamakan cahaya polikromatik , sedangkan cahaya yang hanya satu warna dinamakan cahaya monokromatik . Apabila sebuah warna mempunyai indek bias n west maka sudut deviasi warna tersebut dapat ditentukan dengan rumus berikut. Keterangan δ w = sudut deviasi warna northward due west = indeks bias warna β = sudut pembias prisma Jika indeks bias warna merah adalah n m dan sudut deviasi warna merah adalah δ m sedangkan indeks bias warna ungu adalah n u dan sudut deviasinya adalah δ u , maka lebar sudut spektrum cahaya putih yang dihasilkan oleh prisma adalah sebagai berikut. φ = δ u – δ m φ = n u – 1 β – northward one thousand – 1 β Lebar sudut tersebut dinamakan sudut dispersi φ . Agar kalian lebih paham mengenai penggunaan rumus sudut deviasi minimum pada peristiwa pembiasan cahaya oleh prisma optik, perhatikan contoh soal dan pembahasannya berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah prisma yang terbuat dari kaca n = 1,5 yang memiliki sudut bias 60° diletakkan dalam medium air. Jika seberkas sinar datang dari air due north = ane,33 memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum prisma tersebut? Penyelesaian Diketahui n p = i,5 n a = 1,33 β = sixty° Ditanyakan sudut deviasi minimum δ min Jawab δ min = [ 1,5 − ane ] threescore° 1,33 δ min = 1,17 – 160° δ min = 10,2° Dengan demikian, besar sudut deviasi minimum prisma tersebut adalah x,2° Contoh Soal 2 Seberkas cahaya bergerak ke salah satu sisi sebuah prisma bening yang terbuat dari bahan tertentu. Sudut pembias prisma adalah 15°. Prisma tersebut diputar sedemikian rupa sehingga diperoleh deviasi minimum sebesar 10°. Jika prisma tersebut berada di udara bebas due north u = 1, berapakah indeks bias prisma tersebut? Penyelesaian Diketahui β = 15° δ min = 10° n u = 1 Ditanyakan indeks bias prisma n p Jawab Karena sudut bias prisma kecil, maka berlaku persamaan 10° = n p – 115° 10° = xv°northward p – 15° 15°n p = 10° + 15° fifteen°n p = 25° north p = 25°/15° due north p = 5/3 Jadi, indeks bias prisma bening tersebut adalah v/3. Hai kawan-kawan, selamat berjumpa kembali, semoga selalu dalam keadaan sehat dan berada dalam lindungan Allah, admin akan memberikan contoh soal polarisasi cahaya beserta jawabannya. Semoga contoh soal polarisasi cahaya beserta jawabannya ini bermanfaat banyak. Polarisasi merupakan proses pengkutuban atau penyerapan/pemfilteran cahaya sehingga dihasilkan arah gelombang cahaya yang sesuai. Polarisasi bisa kita rasakan saat siang hari yang cerah warna langit menjadi biru atau dalam dunia modern ini polarisasi dimanfaatkan untuk pemakaian kacamata polarisasi atau juga untuk kacamata 3D. Pada umumnya, gelombang cahaya mempunyai banyak arah getar. Suatu gelombang yang mempunyai banyak arah getar disebut gelombang tak terpolarisasi, sedangkan gelombang yang memilki satu arah getar disebut gelombang terpolarisasi. Fenomena polarisasi cahaya ditemukan oleh Erasmus Bhartolinus pada tahun 1969. Dalam fenomena polarisasi cahaya, cahaya alami yang getarannya ke segala arah tetapi tegak lurus terhadap arah merambatnya gelombang transversal ketika melewati filter polarisasi, getaran horizontal diserap sedang getaran vertikal diserap sebagian. Cahaya alami seperti cahaya matahari yang getarannya ke segala arah di sebut cahaya tak terpolarisasi, sedang cahaya yang melewati polaroid hanya memiliki getaran pada satu arah saja, yaitu arah vertikal, disebut cahaya terpolarisasi linear. Soal No. 1. Deviasi minimum suatu sinar oleh prisma…. a. Menjadi lebih kecil jika sudut puncaknya lebih besar b. Menjadi lebih besar jika sudut puncaknya lebih besar c. Tidak bergantung pada panjang gelombang sinar d. Tidak bergantung pada frekuensi sinar e. Sama dengan sudut puncaknya Jawaban A Soal No. 2. Jika analisator dan polarisator membuat sudut intensitas sinar yang diteruskan sebanding dengan…. a. tan2 α b. sin2 α c. cos2 α d. tan α e. sin 2 α Jawaban C Soal No. 3. Perambatan cahaya tanpa medium dapat dibuktikan oleh gejala…. a. Pemantulan b. Pembiasan c. Interferensi d. Radiasi e. Polarisasi Jawaban D Soal No. 4. Dispersi cahaya dapat terjadi jika seberkas cahaya sejajar polikromatik dibiaskan 1 Pada bidang datar yang membatasi dua medium yang berbeda 2 Pada prisma 3 Pada permukaan seferis yang memisahkan dua medium yang berbeda 4 Lensa seferis Pernyatan yang benar adalah…. a. 1, 2, dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. Semua benar Jawaban A Soal No. 5. Suatu zat terletak di dalam air dengan indeks bias n1 = 4/3. seberkas sinar yang mengenai zat ini akan mengalami polarisasi jika sinar datang dengan sudut polarisasi Ɵ1= 600. Hitung Berapa besar indeks bias zat n2 ? Jawaban Soal No. 6. Dua buah polaroid menghasilkan intensitas cahaya yang diamati mata I2 =¼ I1. Jika I1 adalah intensitas cahaya yang dilewatkan polarisator P1 , tentukan besar sudut yang dibentuk sumbu mudah polarisator P1 dengan sumbu mudah analisatr P2 ! Jawaban Soal No. 7. Seberkas cahaya alamiah dilewatkan pada dua keping kaca polaroid yang arah polarisasi satu sama lain membentuk sudut 60 derajat. Jika intensitas cahaya alamiahnya 100 Wcm-2, tentukanlah intensitas cahaya yang telah melewati cahaya polaroid itu. Jawaban Soal No. 8. Dua buah polaroid menghasilkan intensitas cahaya yang diamati mata I2 =¼ I1. Jika I1 adalah intensitas cahaya yang dilewatkan polarisator P1 , tentukan besar sudut yang dibentuk sumbu mudah polarisator P1 dengan sumbu mudah analisatr P2 ! Jawaban Jadi besar sudut yang dibentuk sumbu mudah polarisator P1 dengan sumbu mudah analisatr P2 adalah 600. Soal No. 9. Seberkas sinar datang pada permukaan zat cair yang memiliki indeks bias 4/3. Jika indeks bias udara=1, tentukan besarnya sudut brewster ? Jawaban Giới thiệu về cuốn sách nàyPage 2Giới thiệu về cuốn sách này Loading PreviewSorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above. Pernahkah kalian melihat pelangi di langit? Apakah warna-warna dalam pelangi tersebut? Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi itu? Jika kalian pernah melihat pelangi, berarti kamu pernah melihat suatu contoh peristiwa dispersi cahaya. Namun, dalam artikel ini tidak akan membahas lebih jauh mengenai dispersi cahaya. Artikel ini secara umum hanya membahas pembiasan cahaya pada prisma dan secara khusus membahas tentang penurunan rumus sudut deviasi minimum, sudut deviasi warna dan sudut dispersi. Lalu adakah hubungan antara pembiasan cahaya pada prisma dengan warna pelangi dan dispersi cahaya? Tentu saja ada hubungannya. Karena fenomena dispersi cahaya dalam pembentukan warna pelangi dapat dijelaskan menggunakan konsep pembiasan cahaya pada prisma. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Selamat belajar. Pembiasan pada Prisma dan Sudut Deviasi Minimum Prisma adalah zat optik yang dibatasi oleh dua bidang pembias yang berpotongan. Garis potong antara kedua bidang disebut sudut pembias. Sedangkan sudut yang dibentuk oleh kedua bidang disebut sudut bias. Ketika seberkas cahaya atau sinar masuk ke prisma, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, ketika sinar keluar dari prisma, sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Sudut yang dibentuk oleh titik potong garis perpanjangan sinar datang dengan sinar bias disebut sudut deviasi. Prisma mempunyai dua bidang pembias yang tidak paralel dan membentuk sudut tertentu. Ini akan mengubah arah rambat cahaya yang masuk dan meninggalkan kaca prisma. Perubahan arah rambat ini disebut deviasi cahaya. Jalannya sinar pada prisma dapat kalian lihat pada gambar berikut ini. Bagaimanakah cara mencari sudut pembias β? Perhatikan segitiga ABC. Sudut pembias β kaca prisma dapat diketahui dengan cara menjumlahkan sudut-sudut segitiga ABC. ∠BAC + ∠BCA + β = 180° 90° − θ2 + 90° − θ3 + β = 180° 180° − θ2 − θ3 + β = 180° β = θ2 + θ3 …………… Pers. 1 Sedangkan sudut deviasi δ dapat diketahui dengan cara sebagai berikut. α1 = θ1 − θ2 dan α2 = θ4 − θ3 δ = α1 + α2 δ = θ1 − θ2 + θ4 − θ3 δ = θ1 + θ4 – θ2 + θ3 δ = θ1 + θ4 – β …………… Pers. 2 Setiap sinar yang datang pada prisma akan mengalami deviasi yang menghasilkan sudut deviasi tertentu. Salah satu sinar datang tertentu pasti akan menghasilkan nilai sudut deviasi minimum. Kapan kondisi khusus ini terjadi? Berdasarkan hasil pembuktian, deviasi minimum dapat terjadi pada saat sudut datang pertama sama dengan sudut bias kedua θ1 = θ4. Besarnya sudut deviasi minimum sebuah prisma dapat dicari sebagai berikut. θ1 = θ4 maka θ2 = θ3 sehingga persamaan 1 menjadi β = θ2 + θ2 β = 2θ2 θ2 = ½ β …………… Pers. 3 Karena θ1 = θ4 maka persamaan 2 menjadi seperti berikut. δmin = θ1 + θ1 – β δmin = 2θ1 – β θ1= ½ δmin + β …………… Pers. 4 Menurut Hukum Snellius tentang Pembiasan Cahaya, apabila indeks bias prisma adalah np dan indeks bias medium di sekitar prisma adalah nu, maka berlaku persamaan berikut. nu sin θ1 = np sin θ2 …………… Pers. 5 Apabila kita subtitusikan persamaan 3 dan 4 ke persamaan 5, maka kita peroleh. nu sin ½ δmin + β = np sin ½ β Untuk sudut pembias β yang sangat kecil β ≤ 15°, maka harga δmin juga kecil sehingga sinus sudutnya sama dengan sudutnya sendiri. Dengan demikian, persamaan di atas menjadi. nu[½ δmin + β] = np[½ β] ½ nuδmin + β = ½npβ nuδmin + β = npβ δmin = npβ/nu – β …………… Pers. 6 Jadi, rumus untuk menentukan sudut deviasi minimum pada pembiasan cahaya oleh prisma adalah sebagai berikut. Keterangan δmin = sudut deviasi minimum np = indeks bias prisma nu = indeks bias medium β = sudut pembias prisma Sudut Deviasi Warna dan Sudut Dispersi Adanya deviasi cahaya menyebabkan cahaya putih akan terurai menjadi sederetan warna jika melewati sebuah prisma. Peristiwa terurainya cahaya putih tersebut dinamakan dispersi cahaya. Cahaya putih sebenarnya adalah kumpulan beberapa cahaya spektrum warna yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda ingat rumus hubungan indeks bias dengan cepat rambat dan panjang gelombang cahaya. Oleh karena itulah setiap cahaya warna memiliki indeks bias yang berbeda satu dengan yang lain. Perhatikan gambar di bawah ini. Dari gambar tersebut, cahaya putih terdiri dari warna merah dengan panjang gelombang 622-720 nm, jingga 597-622 nm, kuning 577-597 nm, hijau 492-577 nm, biru 455-492 nm, dan unggu 390-455 nm. Apabila cahaya putih melalui sebuah prisma segitiga, maka cahaya tersebut akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali. Pertama, pada saat cahaya masuk dari udara ke dalam prisma dan kedua pada saat cahaya keluar dari prisma menuju ke udara kembali. Oleh karena cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang, maka warna ungu dibelokkan paling besar. Sedangkan warna merah dibelokkan paling kecil. Sebagai hasil dari pembiasan yang berbeda-beda tersebut, warna-warna yang berbeda dipisahkan ketika warna-warna itu keluar dari prisma. Apakah cahaya yang meninggalkan prisma mengingatkan kalian pada sebuah pelangi seperti yang telah disinggung di awal artikel? Sama halnya dengan prisma, titik-titik hujan juga membiaskan cahaya. Pembiasan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dapat menyebabkan cahaya putih dari matahari terurai menjadi warna-warna tunggal spektrum cahaya tampak. Sir Isaac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kalian lihat pada pelangi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dengan demikian, cahaya putih merupakan gabungan dari beberapa warna sehingga dinamakan cahaya polikromatik, sedangkan cahaya yang hanya satu warna dinamakan cahaya monokromatik. Apabila sebuah warna mempunyai indek bias nw maka sudut deviasi warna tersebut dapat ditentukan dengan rumus berikut. Keterangan δw = sudut deviasi warna nw = indeks bias warna β = sudut pembias prisma Jika indeks bias warna merah adalah nm dan sudut deviasi warna merah adalah δm sedangkan indeks bias warna ungu adalah nu dan sudut deviasinya adalah δu, maka lebar sudut spektrum cahaya putih yang dihasilkan oleh prisma adalah sebagai berikut. φ = δu – δm φ = nu – 1β – nm – 1β Lebar sudut tersebut dinamakan sudut dispersi φ. Agar kalian lebih paham mengenai penggunaan rumus sudut deviasi minimum pada peristiwa pembiasan cahaya oleh prisma optik, perhatikan contoh soal dan pembahasannya berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah prisma yang terbuat dari kaca n = 1,5 yang memiliki sudut bias 60° diletakkan dalam medium air. Jika seberkas sinar datang dari air n = 1,33 memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum prisma tersebut? Penyelesaian Diketahui np = 1,5 na = 1,33 β = 60° Ditanyakan sudut deviasi minimum δmin Jawab δmin = [ 1,5 − 1 ] 60° 1,33 δmin = 1,17 – 160° δmin = 10,2° Dengan demikian, besar sudut deviasi minimum prisma tersebut adalah 10,2° Contoh Soal 2 Seberkas cahaya bergerak ke salah satu sisi sebuah prisma bening yang terbuat dari bahan tertentu. Sudut pembias prisma adalah 15°. Prisma tersebut diputar sedemikian rupa sehingga diperoleh deviasi minimum sebesar 10°. Jika prisma tersebut berada di udara bebas nu = 1, berapakah indeks bias prisma tersebut? Penyelesaian Diketahui β = 15° δmin = 10° nu = 1 Ditanyakan indeks bias prisma np Jawab Karena sudut bias prisma kecil, maka berlaku persamaan 10° = np – 115° 10° = 15°np – 15° 15°np = 10° + 15° 15°np = 25° np = 25°/15° np = 5/3 Jadi, indeks bias prisma bening tersebut adalah 5/3. Setiap sinar yang datang pada prisma akan mengalami deviasi yang menghasilkan sudut deviasi tertentu. Salah satu sinar datang tertentu pasti akan menghasilkan sudut deviasi minimum. Kapan kondisi khusu ini terjadi pada pembiasan prisma? Berdasarkan hasil pembuktian, deviasi minimum dapat terjadi pada saat sudut datang pertama sama dengan sudut bias kedua i1 = r2 . Besarnya sudut deviasi minimum sebuah prisma dapat dicari sebagai berikut. Oleh karena i1 = r2 maka i1 = r1 sehinga β = r1 + r1 = 2 r1 r1 = β/2 Pada persamaan sebelumnya pada pembahasan pembiasan dan sudut deviasi prisma diketahui bahwa = i1 + r2 – β maka deviasi minimum δm dapat dicari dengan persamaan δm = i1 + r2 – β Nilai r2 = i1 dimasukan ke dalam persamaan δm = i1 + r2 – β maka menjadi δm = i1 + r2 – β δm = i1 + i1 – β δm = 2i1– β i1 = δm + β/2 Berdasarkan hukum pembiasan Snellius maka akan berlaku pesamaan sin i1/ sin r1 = n2/n1 sin i1/ sin r1 = n1,2 atau n1,2 = sin i1/ sin r1 Persamaan r1 = β/2 dan persamaan i1 = δm + β/2 disubstitusikan ke persamaaan n1,2 = sin i1/ sin r1 maka diperoleh n1,2 = sin i1/ sin r1 n1,2 = sin δm + β/2/ sin β/2 Jika β kecil maka sin β/2 = β/2 sehingga δm + β/2 = n1,2 β/2 δm + β= n1,2 β δm = n1,2 β – β δm = n1,2 – 1β Keterangan δm = sudut deviasi minimum n1,2 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1 β = sudut pembias prisma Contoh Soal Tentang Sudut Deviasi Minimum Pada Pembiasan Prisma Sebuah prisma yang terbuat dari kaca n = 1,5 yang memiliki sudut pembias 60° diletakkan dalam medium air n = 1,33. Jika seberkas sinar datang dari air memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum pada pembiasan prisma tersebut? Jawab Diketahui nair = 1,33 nkaca = 1,5 β = 60° Ditanyakan δm = ? Sebelum mencari sudut deviasi minimum pada prisma tersebut, terlebih dahulu mencari besarnya indeks bias relatif medium kaca terhadap medium air nair,kaca yaitu nair,kaca = nkaca/nair nair,kaca = 1,5/1,33 nair,kaca = 1,13 Setelah indeks bias relatif medium kaca terhadap medium air diketahui maka sudut deviasi minimum dapat dihitung dengan menggunakan persamaan δm = n1,2 – 1β δm = 1,13– 1 60° δm = 7,8° Jadi sudut deviasi minimum prisma yang memiliki sudut pembias 60° adalah 7,8°. Demikian penjelasan singkat tentang sudut deviasi minimum pada pembiasan prisma. Jika ada masalah silahkan tanyakan pada kolom komentar. Mohon maaf jika ada kata atau perhitungan yang salah. Salam Mafia. TOLONG DIBAGIKAN YA Pernahkah kalian melihat pelangi di langit? Apakah warna-warna dalam pelangi tersebut? Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi itu? Jika kalian pernah melihat pelangi, berarti kau pernah melihat suatu pola insiden dispersi cahaya. Namun, dalam artikel ini tidak akan membahas lebih jauh mengenai dispersi cahaya. Artikel ini secara umum hanya membahas pembiasan cahaya pada prisma dan secara khusus membahas perihal penurunan rumus sudut deviasi minimum, sudut deviasi warna dan sudut dispersi. Lalu adakah kekerabatan antara pembiasan cahaya pada prisma dengan warna pelangi dan dispersi cahaya? Tentu saja ada hubungannya. Karena fenomena dispersi cahaya dalam pembentukan warna pelangi sanggup dijelaskan memakai konsep pembiasan cahaya pada prisma. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik klarifikasi berikut ini. Selamat belajar. Pembiasan pada Prisma dan Sudut Deviasi Minimum Prisma yakni zat optik yang dibatasi oleh dua bidang pembias yang berpotongan. Garis potong antara kedua bidang disebut sudut pembias. Sedangkan sudut yang dibuat oleh kedua bidang disebut sudut bias. Ketika seberkas cahaya atau sinar masuk ke prisma, cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya, ketika sinar keluar dari prisma, sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Sudut yang dibuat oleh titik potong garis perpanjangan sinar tiba dengan sinar bias disebut sudut deviasi. Prisma mempunyai dua bidang pembias yang tidak paralel dan membentuk sudut tertentu. Ini akan mengubah arah rambat cahaya yang masuk dan meninggalkan beling prisma. Perubahan arah rambat ini disebut deviasi cahaya. Jalannya sinar pada prisma sanggup kalian lihat pada gambar berikut ini. Bagaimanakah cara mencari sudut pembias β? Perhatikan segitiga ABC. Sudut pembias β beling prisma sanggup diketahui dengan cara menjumlahkan sudut-sudut segitiga ABC. ∠BAC + ∠BCA + β = 180° 90° − θ2 + 90° − θ3 + β = 180° 180° − θ2 − θ3 + β = 180° β = θ2 + θ3 …………… Pers. 1 Sedangkan sudut deviasi δ dapat diketahui dengan cara sebagai berikut. α1 = θ1 − θ2 dan α2 = θ4 − θ3 δ = α1 + α2 δ = θ1 − θ2 + θ4 − θ3 δ = θ1 + θ4 – θ2 + θ3 δ = θ1 + θ4 – β …………… Pers. 2 Setiap sinar yang tiba pada prisma akan mengalami deviasi yang menghasilkan sudut deviasi tertentu. Salah satu sinar tiba tertentu niscaya akan menghasilkan nilai sudut deviasi minimum. Kapan kondisi khusus ini terjadi? Berdasarkan hasil pembuktian, deviasi minimum dapat terjadi pada ketika sudut tiba pertama sama dengan sudut bias kedua θ1 = θ4. Besarnya sudut deviasi minimum sebuah prisma sanggup dicari sebagai berikut. θ1 = θ4 maka θ2 = θ3 sehingga persamaan 1 menjadi β = θ2 + θ2 β = 2θ2 θ2 = ½ β …………… Pers. 3 Karena θ1 = θ4 maka persamaan 2 menjadi ibarat berikut. δmin = θ1 + θ1 – β δmin = 2θ1 – β θ1= ½ δmin + β …………… Pers. 4 Menurut Hukum Snellius perihal Pembiasan Cahaya, apabila indeks bias prisma yakni np dan indeks bias medium di sekitar prisma yakni nu, maka berlaku persamaan berikut. nu sin θ1 = np sin θ2 …………… Pers. 5 Apabila kita subtitusikan persamaan 3 dan 4 ke persamaan 5, maka kita peroleh. nu sin ½ δmin + β = np sin ½ β Untuk sudut pembias β yang sangat kecil β ≤ 15°, maka harga δmin juga kecil sehingga sinus sudutnya sama dengan sudutnya sendiri. Dengan demikian, persamaan di atas menjadi. nu[½ δmin + β] = np[½ β] ½ nuδmin + β = ½npβ nuδmin + β = npβ δmin = npβ/nu – β …………… Pers. 6 Jadi, rumus untuk memilih sudut deviasi minimum pada pembiasan cahaya oleh prisma yakni sebagai berikut. Keterangan δmin = sudut deviasi minimum nu = indeks bias medium β = sudut pembias prisma Sudut Deviasi Warna dan Sudut Dispersi Adanya deviasi cahaya mengakibatkan cahaya putih akan terurai menjadi sederetan warna kalau melewati sebuah prisma. Peristiwa terurainya cahaya putih tersebut dinamakan dispersi cahaya. Cahaya putih bergotong-royong yakni kumpulan beberapa cahaya spektrum warna yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda ingat rumus kekerabatan indeks bias dengan cepat rambat dan panjang gelombang cahaya. Oleh alasannya yakni itulah setiap cahaya warna mempunyai indeks bias yang berbeda satu dengan yang lain. Perhatikan gambar di bawah ini. Dari gambar tersebut, cahaya putih terdiri dari warna merah dengan panjang gelombang 622-720 nm, jingga 597-622 nm, kuning 577-597 nm, hijau 492-577 nm, biru 455-492 nm, dan unggu 390-455 nm. Apabila cahaya putih melalui sebuah prisma segitiga, maka cahaya tersebut akan mengalami pembiasan sebanyak dua kali. Pertama, pada ketika cahaya masuk dari udara ke dalam prisma dan kedua pada ketika cahaya keluar dari prisma menuju ke udara kembali. Oleh alasannya yakni cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang, maka warna ungu dibelokkan paling besar. Sedangkan warna merah dibelokkan paling kecil. Sebagai hasil dari pembiasan yang berbeda-beda tersebut, warna-warna yang berbeda dipisahkan ketika warna-warna itu keluar dari prisma. Apakah cahaya yang meninggalkan prisma mengingatkan kalian pada sebuah pelangi ibarat yang telah disinggung di awal artikel? Sama halnya dengan prisma, titik-titik hujan juga membiaskan cahaya. Pembiasan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda sanggup mengakibatkan cahaya putih dari matahari terurai menjadi warna-warna tunggal spektrum cahaya tampak. Sir Isaac Newton mengemukakan bahwa sesungguhnya cahaya putih mengandung semua dari tujuh warna yang terdapat pada pelangi. Berdasarkan urutan urutan penurunan panjang gelombang, maka warna-warna yang seharusnya kalian lihat pada pelangi yakni merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dengan demikian, cahaya putih merupakan adonan dari beberapa warna sehingga dinamakan cahaya polikromatik, sedangkan cahaya yang hanya satu warna dinamakan cahaya monokromatik. Apabila sebuah warna mempunyai indek bias nw maka sudut deviasi warna tersebut sanggup ditentukan dengan rumus berikut. Keterangan δw = sudut deviasi warna nw = indeks bias warna β = sudut pembias prisma Jika indeks bias warna merah yakni nm dan sudut deviasi warna merah adalah δm sedangkan indeks bias warna ungu yakni nu dan sudut deviasinya adalah δu, maka lebar sudut spektrum cahaya putih yang dihasilkan oleh prisma yakni sebagai berikut. φ = δu – δm φ = nu – 1β – nm – 1β Lebar sudut tersebut dinamakan sudut dispersi φ. Agar kalian lebih paham mengenai penggunaan rumus sudut deviasi minimum pada insiden pembiasan cahaya oleh prisma optik, perhatikan pola soal dan pembahasannya berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah prisma yang terbuat dari beling n = 1,5 yang mempunyai sudut bias 60° diletakkan dalam medium air. Jika seberkas sinar tiba dari air n = 1,33 memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum prisma tersebut? Penyelesaian Diketahui np = 1,5 na = 1,33 β = 60° Ditanyakan sudut deviasi minimum δmin Jawab δmin = [ 1,5 − 1 ] 60° 1,33 δmin = 1,17 – 160° δmin = 10,2° Dengan demikian, besar sudut deviasi minimum prisma tersebut yakni 10,2° Contoh Soal 2 Seberkas cahaya bergerak ke salah satu sisi sebuah prisma bening yang terbuat dari materi tertentu. Sudut pembias prisma yakni 15°. Prisma tersebut diputar sedemikian rupa sehingga diperoleh deviasi minimum sebesar 10°. Jika prisma tersebut berada di udara bebas nu = 1, berapakah indeks bias prisma tersebut? Penyelesaian Diketahui β = 15° δmin = 10° nu = 1 Ditanyakan indeks bias prisma np Jawab Karena sudut bias prisma kecil, maka berlaku persamaan 10° = np – 115° 10° = 15°np – 15° 15°np = 10° + 15° 15°np = 25° np = 25°/15° np = 5/3 Jadi, indeks bias prisma bening tersebut yakni 5/3.

deviasi minimum suatu sinar oleh prisma