Pembiasan cahaya mungkin bisa dibilang tak pernah lepas dari aktivitas sehari-hari manusia. Namun, kemungkinan kita tidak menyadari bahwa kita sedang menyaksikan atau memanfaatkan peristiwa pembiasan cahaya.
Lantas, apa sebenarnya definisi dari pembiasan cahaya? Berikut penjelasan lengkapnya:
Pengertian Pembiasan Cahaya
Pengertian dari Pembiasan cahaya atau refraksi adalah sebagai peristiwa ketika sebuah cahaya terlihat berbelok ketika melewati sebuah medium ke medium yang memiliki kerapatan optik berbeda akibat terjadinya percepatan. Kerapatan optik sendiri adalah sifat yang dimiliki oleh medium tembus cahaya.
Adapun pembiasan cahaya dibagi menjadi dua, yaitu pertama adalah pembiasan yang mendekati garis normal. Artinya kondisi saat cahaya yang datang dari medium renggang atau kurang rapat menuju ke medium yang lebih rapat dan kemudian cahaya pun akan dibiaskan mendekati garis normal. Contohnya adalah cahaya dari udara menuju ke air.
Kemudian yang kedua adalah pembiasan menjauhi garis normal. Artinya adalah ketika cahaya datang dari medium yang lebih rapat menuju ke medium yang renggang atau kurang rapat, maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal. Contohnya adalah cahaya dari air menuju ke udara.
Baca juga : Pengertian Plasma Konvalesen, Syarat, Tahapan dan Biaya
Hukum Pembiasan Cahaya
Pembiasan cahaya dijelaskan secara rinci melalui Hukum Snellius atau juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan.
Hukum Snellius ini pertama kali ditemukan oleh matematikawan asal Belanda bernama Willebrord Snellius.
Hukum Snellius menjelaskan hubungan antara sudut datang dengan sudut bias yang ada pada cahaya ketika melalui dua medium yang memiliki perbedaan kerapatan optik.
Hukum Snellius juga disebut Hukum Descartes karena pada 1937, ilmuwan asal Prancis Rene Descartes juga memaparkan fenomena tersebut melalui tulisan tulisan Discourse on Method.
Dalam tulisan itu dijelaskan bahwa cahaya mempunyai kecepatan yang tinggi ketika melewati medium yang lebih rapat karena pada dasarnya cahaya adalah gelombang yang muncul karena plenum yang terganggu, substansi berkelanjutan yang akhirnya membentuk dunia.
Rumus dari Hukum Snellius yaitu:
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
Keterangan:
n1 = indeks bias medium asal sinar
n2 = indeks bias medium sinar menuju
θ1 = sudut sinar datang
θ2 = sudut sinar bias
Berikut adalah contoh soal sederhana yang menjelaskan Hukum Snellius:
Si A sedang mengamati cahaya di kaca dengan indeks pembiasan 1,5. Kemudian cahaya itu diarahkan oleh Si A ke dalam air dengan indeks pembiasan 1,33. Apabila sudut cahaya yang digunakan memiliki ukuran sebesar 30 derajat, maka berapakah sudut pembiasan terhadap air:
Diketahui:
n1 = 1,5
n2 = 1,33
θ1 = 30
Ditanya:
Θ2 = ?
Dijawab:
1,5 x sin 30 = 1,33 sin θ2
Sin θ2 = (1,5.1,33) sin 30
Sin θ2 = (1,1278) (1/2)
Sin θ2 = 0,56
θ2 = 34 derajat
Maka dapat disimpulkan bahwa sudut pembiasan terhadap air adalah 340 derajat.
Penerapan Fenomena Pembiasan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari
Dalam kehidupan sehari-hari, pembiasan cahaya sering terjadi, tetapi mungkin kita tidak menyadarinya. Berikut adalah penerapan pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari:
1. Sedotan yang terlihat bengkok saat dimasukan gelas berisi air
Sedotan di dalam gelas adalah salah satu contoh yang paling umum sebuah peristiwa pembiasan cahaya. Biasanya sedotan jika dilihat dari luar gelas terlihat bengkok atau ketika masuk ke dalam air yang ada di dalam gelas.
Hal tersebut bisa terjadi karena cahaya yang berasal dari udara yang bersifat tidak rapat menuju air yang lebih rapat, sehingga cahaya tersebut dibiaskan menjauhi garis normal di dalam gelas berisi air.
Sebenarnya tidak hanya sedotan, tetapi barang-barang yang lurus seperti pensil dan sejenisnya juga bisa terjadi peristiwa pembiasan cahaya.
2. Dasar kolam atau sungai yang dalam terlihat dangkal
Tentu kita sering melihat di sebuah kolam renang yang dijelaskan bahwa memiliki kedalaman 2 meter, tetapi ketika di lihat dari atas tampak dasar dari kolam tersebut tidak dalam.
Sama seperti fenomena sedotan masuk ke gelas, kolam renang pun juga mengalami pembiasan karena cahaya yang datang dari udara menuju air. Alhasil dasar kolam yang seharusnya dalam, justru terlihat di mata kita menjadi dangkal. Padahal sebenarnya itu hanya bayangan dasar kolam.
3. Cahaya senter tampak berbelok atau patah ketika diarahkan ke air jernih di malam hari.
Ketika kita menyenteri sebuah kolam atau sungai yang jernih, cahaya dari senter tersebut tampak seperti patah atau membelok.
Peristiwa itu juga terjadi karena cahaya datang dari medium yang kurang rapat (udara) menuju ke medium yang lebih rapat (air) alhasil pembiasan terjadi di dalam air.
4. Berlian yang berkilau
Berlian menjadi sebuah barang mewah yang indah untuk dipandang karena kilauan cahayanya yang bersinar.
Kilauan dari berlian itu pun termasuk sebagai salah satu fenomena pembiasan cahaya. penyebabnya adalah lagi-lagi karena cahaya yang datang dari udara masuk ke dalam media yang lebih rapat yaitu batu berlian itu.
Namun, berbeda dengan pembiasan di air, pembiasan di berlian terjadi beberapa kali proses pembiasan.
5. Pelangi
Peristiwa terjadinya pelangi setelah hujan juga merupakan salah satu contoh dari pembiasan cahaya.
Fenomena pelangi biasanya terjadi setelah turunnya hujan dan kemudian panas. Peristiwa tersebut merupakan pembiasan karena cahaya dari matahari dibiaskan oleh tetesan air hujan. Kemudian cahaya matahari yang membias itu membuat sebuah cahaya dengan tujuh warna yang berbeda.
Tujuh warna tersebut muncul karena masing-masing warna dibiaskan dari sudut yang berbeda-beda.
6. Fatamorgana
Fenomena fatamorgana kerap terjadi ketika kita berada di jalan raya dengan kondisi cuaca yang sangat panas. Dalam peristiwa fatamorgana tersebut kita seolah ditipu oleh cahaya, karena jalanan yang kering tampak basah karena cuaca yang panas. Contoh sederhananya adalah ketika kita berada di sebuah jalan raya, dan kemudian melihat ada air di tengah jalan, tetapi kita setelah wilayah yang tampak berair itu kita dekati, ternyata air itu tidak ada.
Fenomena fatamorgana memang biasa terjadi di wilayah yang lapang, seperti jalan raya dan padang pasir. Peristiwa itu juga merupakan salah satu contoh dari pembiasan cahaya.
Penjelasannya adalah pada siang hari dengan temperatur cuaca yang tinggi, lapisan udara yang ada di dekat aspal ikut menjadi panas. Akibatnya, kerapatan optiknya di sekitar aspal mengecil sedangkan lapisan udara panas kerapatan optiknya lebih besar.
7. Kacamata Alat Bantu
Kacamata alat bantu baik minus maupun plus pada dasarnya sama-sama membantu seseorang yang menderita rabun. Bedanya, untuk minus adalah rabun jauh, sedangkan plus untuk rabun jauh. Namun, rabun jauh lebih sering terjadi kepada orang yang berusia tua.
Cara kerja dari kacamata sendiri memanfaatkan pembiasan cahaya dengan lensa negatif. Hal itu dilakukan tujuannya agar bayangan dari benda bisa jatuh tepat di depan retina sehingga penglihatan para penderita bisa lebih jelas.
Sedangkan cara kerja kacamata plus adalah dengan menggunakan lensa positif. Pembiasan cahaya dibutuhkan agar bayangan yang jatuh di belakang retina menjadi jatuh di depan retina. Alhasil, objek yang dilihat dari dekat bisa terlihat jelas dengan kacamata plus.
8. Periskop
Periskop adalah alat yang digunakan untuk membantu mengamati sesuatu dari jarak jauh. Biasanya alat ini digunakan kapal selam untuk memantau aktivitas di atas permukaan laut.
Periskop bekerja dengan menggunakan prisma segitiga yang berguna untuk membelokkan cahaya. Cara kerjanya adalah bayangan bayangan dibiaskan oleh lensa objektif. Kemudian dipantulkan oleh prisma segitiga dan kemudian lensa okuler membiaskan bayangan ke mata pengamat.
Demikian pembahasan mengenai pengertian, hukum, dan penerapan pembiasan cahaya. Jika tertarik memperdalam pembahasan tentang sains, kamu bisa bergabung di Sampoerna Academy yang memiliki kurikulum dengan istilah STEAM.
Dengan metode ini, siswa diharapkan bisa melakukan penelitian, dialog, dan pemikiran kritis. Hasil akhirnya, siswa akan lebih berani dalam mengambil keputusan, terlibat dalam pembelajaran, terlibat dalam pemecahan masalah, berkolaborasi, dan bekerja dengan proses kreatif.
Dapatkan informasi lengkap mengenai STEAM Learning di sini.
