2.4.1 Hukum Pemantulan Cahaya
Bila sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal. Sudut i merupakan sudut kritis, yaitu sudut datang
yang menyebabkan sudut bias 90º terhadap garis normal. Bila sudut datang lebih besar dari sudut kritis, cahaya tidak dibiaskan melainkan dipantulkan dengan sempurna.
Adapun hukum dari pemantulan cahaya yang dikemukakan oleh Snellius adalah
[10]
: 1.
Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar. 2.
Sudut datang i = sudut pantul r Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Pemantulan Cahaya
[10]
2.4.2 Sudut Kritis
Sudut perambatan sinar cahaya akan bertambah jika sinar memasuki sebuah bahan dengan indeks bias yang lebih kecil. Jika sudut datang sinar di dalam bahan
pertama menuju bidang perbatasan terus diperbesar, akan tercapai suatu titik dimana sudut bias menjadi 90
dan sinar akan merambat sejajar dengan bidang perbatasan di dalam bahan kedua. Sudut datang yang menyebabkan terjadinya hal ini disebut sebagai
sudut kritis
[18]
.
Universitas Sumatera Utara
Sudut kritis dapat dihitung dengan mengambil nilai sudut bias sebesar 90 dan
memasukkannya ke dalam persamaan Hukum Snellius
[18]
: n
1
sin
1
θ = n
2
sin 90 ............................................
2.2 Karena nilai sin 90
adalah 1, maka dapat disusun kembali persamaan diatas untuk mendapatkan sin
1
θ dan kemudian nilai sudut
1
θ yang dalam kasus ini adalah sudut kritis yang dibicarakan
[18]
:
kritis
θ =
arcsin
1 2
n n
........................ 2.3
Contoh : Seberkas sinar cahaya bergerak di dalam suatu bahan transparan yang
memiliki indeks bias 1,51 dan datang mendekati bidang perbatasan menuju bahan kedua yang memiliki indeks bias 1,46. Hitunglah sudut kritis untuk sinar agar arah
rambatnya di dalam bahan kedua menjadi sejajar bidang perbatasan. Dengan menggunakan rumus untuk sudut kritis yang baru saja diturunkan
diatas :
kritis
θ = arcsin
1 2
n n
Kemudian, mensubstitusikan nilai-nilai indeks bias yang diketahui :
kritis
θ = arcsin
51
, 1
46 ,
1
Lalu, menyederhanakan pembagian diatas :
kritis
θ = arcsin 0,9669
Universitas Sumatera Utara
Sehingga menghasilkan :
kritis
θ = 75,2
2.4.3 Pemantulan Internal Sempurna Sudut kritis diberi nama demikian karena sudut ini memang berperan sangat
penting kritis di dalam prinsip kerja serat optik. Jika cahaya merambat dengan sudut datang yang kurang dari sudut kritis, maka cahaya akan dibiaskan keluar dari bahan
pertama. Akan tetapi, jika cahaya merambat menuju bidang perbatasan dengan sudut datang yang lebih besar dari sudut kritis, maka cahaya tersebut akan dipantulkan
kembali oleh bidang perbatasan ke dalam bahan pertama. Dalam kasus ini bidang perbatasan hanya berperan sebagai sebuah bidang pantul cermin. Efek semacam ini
disebut sebagai pemantulan internal sempurna total internal reflectionTIR. Gambar 2.9 menunjukkan terjadinya efek ini
[18]
.
Gambar 2.9 Pemantulan Internal Sempurna
Universitas Sumatera Utara
Pemantulan sempurna terjadi bila
[18]
: 1. Sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat maka sinar dibiaskan
menjauhi garis normal. 2. Sudut i merupakan sudut kritis, yaitu sudut datang yang menyebabkan sudut bias
90º terhadap garis normal. 3. Sudut datang lebih besar dari sudut kritis, cahaya tidak dibiaskan melainkan
dipantulkan dengan sempurna.
2.4.4 Pemantulan Total
Kategori