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 per ubahan 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

mengalami perubahan medium

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

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

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

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

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 ɵ 2

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)