1. 1
Pembiasan Cahaya
Pramitha Galuh A.P, Reza H, Junia D.P.W, M. Lutfi H, Hanif Z, M. Ismik A, Aminatus Sa’diyah S.Si
Jurusan Teknik Elektromedik
Politeknik Kesehatan Kemenkes Surabaya
Abstrak
Sejak dulu manusia telah mengenal cahaya, baik yang digunakan untuk penerangan seperti cahaya
matahari yang merupakan sumber energi bagi bumi. Cahaya sebagai partikel maupun sebagai
gelombang elektromagnetik juga memiliki beberapa sifat, diantaranya adalah perbedaan cepat rambat
cahaya antar satu medium dengan medium lain menyebabkan peristiwa perubahan arah rambat
(pembelokan) cahaya pada batas dua medium tersebut. Jika seberkas cahaya melalui
bidang batas antara dua buah medium yang berbeda tingkat kerapatannya, cahaya akan mengalami
perubahan arah rambat atau dibelokkan. Peristiwa pembelokkan cahaya pada batas dua medium
disebut pembiasan. Jadi, pembiasan cahaya adalah peristiwa pembelokan arah rambat cahaya setelah
mengalamiperubahanmedium
Kata Kunci : Cahaya, Pembiasan Cahaya
I. PENDAHULUAN
Cahaya adalah gelombang
elektromagnetik yang merambat lurus ke
segala arah dengan kecepatan 3 x m/s dan
mempunyai panjang gelombang sekitar 380–
750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah
paket partikel yang disebut foton. Paket
cahaya yang disebut spektrum kemudian
dipersepsikan secara visual oleh indera
penglihatan sebagai warna. Bidang studi
cahaya dikenal dengan sebutan optika,
merupakan area riset yang penting pada fisika
modern.
Pembiasan cahaya adalah pembelokan
cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang
batas dua medium yang berbeda indeks
biasnya. Indeks bias mutlak suatu bahan
adalah perbandingan kecepatan cahaya di
ruang hampa dengan kecepatan cahaya di
bahan tersebut. Indeks bias relatif merupakan
perbandingan indeks bias dua medium
berbeda. Indeks bias relatif medium kedua
terhadap medium pertama adalah
perbandingan indeks bias antara medium
kedua dengan indeks bias medium pertama.
Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman
semu dan pemantulan sempurna.
Cahaya mempunyai sifat dapat
dibiaskan, yaitu pembelokkan cahaya
sehubungan dengan perubahan kelajuan
cahaya rambat dari satu medium yang lain.
Pembiasan cahaya dapat terjadi pada lensa dan
prisma. Lensa dalah benda bening yang
dibatasi oleh dua bidang lengkung atau satu
bidang lengkung dan satu bidang datar. Lensa
dibedakan menjadi dua yaitu:
1. Lensa Cembung (konveks)
Lensa cembung adalah lensa yang
bagian tengahnya lebih tebal daripada bagian
pinggirnya. Lensa cembung disebut juga lensa
positif. Lensa cembung memiliki sifat dapat
mengumpulkan cahaya (konvergen). Apabila
ada berkas cahaya sejajar sumbu utama
mengenai permukaan lensa, maka berkas
2. 2
cahaya tersebut akan dibiaskan melalui satu
titik. Lensa cembung dibagi menjadi tiga:
Lensa cembung dua (bikonveks).
Lensa cembung datar (plan konveks).
Lensa cembung cekung (konkaf
konveks).
Pada lensa cembung terjadi tiga sinar istimewa
yaitu :
o Berkas sinar datang yang sejajar sumbu
utama, akan dibiaskan menuju titik fokus
di seberang.
o Berkas sinar datang melalui titik fokus,
akan dibiaskan sejajar dengan sumbu
utama.
o Berkas sinar datang melalui titik pusat
optik tidak mengalami pembiasan, akan
tetapi diteruskan.
Gambar 1.1 Tiga sinar istimewa pada lensa
cembung
Untuk melukiskan pembentukan bayangan
pada lensa cembung cukup diperlukan
minimal dua sinar istimewa. Sifat bayangan
yang dihasilkan bergantung pada letak benda.
2. Lensa Cekung (divergaen)
Lensa cekung adalah lensa yang bagian
tengahnya lebih tipis daripada bagian
pinggir.Lensa cekung disebut juga lensa
negatif. Lensa cekung memiliki sifat dapat
menyebarkan cahaya (divergen). Apabila
seberkas cahaya sejajar sumbu utama
mengenai permukaan lensa cekung, maka
berkas cahaya tersebut akan dibiaskan
menyebar seolah-olah berasal dari satu
titik. Lensa cekung dibagi lagi menjadi tiga:
lensa cekung dua (bikonkaf).
lensa cekung datar (plan konkaf).
lensa cekung cekung (koveks
konkaf).
Pada lensa cekung terdapat tiga sinar istimewa
yaitu :
o Berkas sinar datang yang sejajar sumbu
utama akan dibiaskan seolah-olah dari
titik fokus pertama.
o Berkas sinar datang menuju titik fokus
kedua akan dibiaskan sejajar dengan
sumbu utama.
o Berkas sinar datang melalui titik pusat
optik tidak mengalami pembiasan, akan
tetapi diteruskan.
Gambar 1.2 Tiga sinar istimewa pada lensa
cekung
Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh
dua bidang datar. Apabila seberkas sinar
datang pada salah satu bidang prisma yang
kemudian disebut sebagai bidang pembias I,
akan dibiaskan mendekati garis normal.
Sampai pada bidang pembias II, berkas sinar
tersebut akan dibiaskan menjauhi garis
normal.
3. 3
Gambar 1.3 Pembiasan cahaya pada prisma
Pada pembiasan cahaya, berlaku hukum
II Snellius, yaitu jika sinar datang dari medium
kurang rapat ke medium lebih rapat (misalnya
dari udara ke air atau dari udara ke kaca),
maka sinar dibelokkan mendekati garis
normal. Sebaliknya jika sinar datang dari
medium lebih rapat ke medium kurang rapat
(misalnya dari air ke udara), maka sinar
dibelokkan menjauhi garis normal.
II. METODOLOGI
Pada percobaan kali ini kami
menggunakan diafragma 1 celah, prisma, lensa
f = 100 mm bertangkai, lensa cekung dan lensa
cembung. Untuk memahami pembiasan
cahaya yang terjadi serta hal – hal yang
berkaitan dengan hal tersebut. Langkah-
langkah pada percobaan ini adalah sebagai
berikut :
Percobaan I
Pembiasan cahaya pada prisma
Percobaan II
Pembiasan cahaya pada lensa
cekung
Menyiapkan alat
Meletakkan prisma di
atas kertas
Merangkai alat-alat
yang akan digunakan
seperti pada modul
Memegang stopwatch
untuk mengukur sudut
yang dihasilkan
Memutar-mutar posisi
prisma dengan sudut
20° sampai 60°
Mencatat sudut datang
dan sudut bias yang
dihasilkan
Menyiapkan alat
Merangkai alat-alat yang
akan digunakan seperti
pada modul
Meletakkan lensa cekung
diatas kertas
Memutar-mutar posisi lensa
cekung dengan sudut 20°
sampai 60°
4. 4
Percobaan III
Pembiasan cahaya pada lensa cembung
Foto pada saat praktikum:
III. HASIL DAN
PEMBAHASAN
I. Prisma
No Sudut
Datang
(d)
Sudut
Bias
Sinus
d
Sinus
b
n=sin d/
sin b
1. 20° 17° 0,34 0,29 1,17
2. 30° 18° 0,5 0,31 1,61
3. 40° 27° 0,64 0,45 1,42
4. 50° 40° 0,76 0,64 1,18
5. 60° 55° 0,86 0,81 1,06
II. Lensa Cekung
No Sudut
Datang
(d)
Sudut
Bias
Sinus
d
Sinus
b
n=sin d/
sin b
1. 20° 11° 0,34 0,35 0,97
2. 30° 26° 0,5 0,54 0,92
3. 40° 38° 0,64 0,64 1
4. 50° 48° 0,76 0,71 1,07
5. 60° 65° 0,86 0,81 1,06
III. Lensa cembung
No Sudut
Datang
(d)
Sudut
Bias
Sinus
d
Sinus
b
n=sin d/
sin b
1. 20° 21° 0,34 0,19 1,78
2. 30° 33° 0,5 0,43 1,16
3. 40° 40° 0,64 0,61 1,04
4. 50° 46° 0,76 0,74 1,02
5. 60° 54° 0,86 0,906 0,94
Memegang stopwatch
untuk mengukur sudut yang
dihasilkan
Mencatat sudut datang dan
sudut bias yang dihasilkan
Menyiapkan alat
Merangkai alat-alat yang akan
digunakan seperti pada modul
Meletakkan lensa cembung di
atas kertas
Memutar-mutar posisi lensa
cembung dengan sudut 20°
sampai 60°
Memegang stopwatch untuk
mengukur sudut yang
dihasilkan
m
Mencatat sudut datang dan
sudut bias yang dihasilkan
5. 5
0
50
100
150
200
20 30 40 50 60
Bikonveks
Prisma
Bikonkaf
sudut bias
Grafik
Menurut data dan grafik hasil percobaan
diatas pada saat pembiasan cahaya yang terjadi
jika n2 > n1, maka q2 > q1. Artinya jika cahaya
memasuki medium dimana n lebih besar (dan
lajunya lebih kecil), maka berkas cahaya
dibelokkan menuju normal. Dan
jika n2 > n1, maka q2 > q1, sehingga berkas
dibelokkan menjauhi normal. Rumus
pembiasan cahaya:
n1 sin ɵ1 = n2 sin ɵ2
Keterangan:
ɵ1 : sudut datang
ɵ1 : sudut bias
n : indeks bias
IV. KESIMPULAN
Jika sinar datang dari medium
kurang rapat ke medium lebih rapat
(misalnya: dari udara ke air atau ke
kaca), maka sinar dibelokkan
mendekati garis normal. Jika
sebaliknya, sinar datang dari medium
lebih rapat ke medium kurang rapat
maka sinar dibelokkan menjauhi
garis normal
V. REFERENSI
[1.]http://blog.uad.ac.id/rudi/2012/
01/02/pembiasan-cahaya/
(diakses pada tanggal 23
Desember 2013, pukul 10.00
WIB)
[2.]http://andrypermana06.blogspot
.com/2013/04/optik.html
(diakses pada tanggal 23
Desember 2013, pukul 10.00
WIB)
[3.]http://fisikastudycenter.com/fisika
-x-sma/8-pembiasan-cahaya
(diakses pada tanggal 23 Desember
2013, pukul 18.45 WIB)
