Pembiasan Cahaya (Gelombang Elektromagnetik)

Pembiasan cahaya adalah perubahan arah arah rambat cahaya apabila melewati bidang batas dua medium yang berbeda kerapatannya (indeks biasnya).

Hukum Snellius tentang pembiasan adalah sebagai berikut:

1.     Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada sebuah bidang datar

2.     Sinar yang datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat akan dibiaskan  mendekati garis normal.

3.     Sinar yang datang dari medium yang  rapat menuju medium yang kurang rapat akan dibiaskan menjauhi garis normal.

4.     Sinar yang datang tegak lurus bidang batas, tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Perhatikan peristiwa pembiasan berikut :

Keterangan :

N = garis normal

n₁ = indeks bias medium I (udara)

n₂ = indeks bias medium II (air atau kaca)

i = sudut datang

r = sudut bias

Berdasarkan hukum Snellius, maka hubungan n₁, n₂, i dan r adalah :

n₁₂ = indeks bias relatif medium 2 terhadap me-

         dium 1

n₂ = indeks bias medium 2 (air atau kaca)

n₁ = indeks bias medium 1 (udara)

i = sudut datang

r = sudut bias

v₁ = cepat rambat sinar pada medium 1 (udara)

v₂ = cepat rambat sinar pada medium 2 (air atau kaca)

l₁ = panjang gelombang sinar pada medium 1 (udara)

l₂ = panjang gelombang sinar pada medium 2 (air atau kaca)

PEMANTULAN TOTAL (SEMPURNA)

Pemantulan sempurna terjadi jika :

1. cahaya merambat dari medium rapat menuju medium kurang rapat (n_1(air) menuju ke  n_2(udara))
2. sudut datang (i) lebih besar dari sudut batas/sudut kritis (i_k).

 Perhatikan arah sinar pada pembiasan dari air ke udara berikut ini:

Dikarenakan sinar berasal dari medium yang lebih rapat (air) menuju ke medium yang kurang rapat (udara), maka sinar bias menjauhi garis N (normal) atau sudut r > sudut i.

Bandingkan keadaan tersebut dengan keadan berikut ini:

Bila sudut i diperbesar maka pada suatu saat akan terjadi sudut bias sama dengan 90 derajat, yang artinya sinar boleh dibilang tidak menembus permukaan air. Pada keadaan ini sudut datang (i) disebut dengan sudut kritis (i_k ).

Bandingkan keadaan tersebut dengan pembiasan berikut ini:

Bila sudut i sedemikian rupa sehingga lebih besar dari sudut kritis, maka sinar bias tidak ada atau sudut bias lebih besar dari 90 derajat atau dengan kata lain terjadi pemantulan (walaupun tidak berlaku  hukum pemantulan, i = r). 

Pada keadaan ini, misalnya anda sedang melakukan penyelaman di laut, dan anda menggunakan lampu yang anda arahkan ke atas pada sudut tertentu, maka sinar lampu tidak akan teramati oleh kawan anda yang berada di atas anda (di kapal)

Sudut kritis adalah sudut datang cahaya jika sudut bias cahaya = 90^o. Contoh pemantulan sempurna adalah saat terjadi fatamorgana.

Besarnya sudut kritis dicari dengan hukum Snellius :

 i_k = sudut kritis / sudut batas