Sudut Deviasi Pembiasan Cahaya pada Prisma

55 Fisika SMAMA XII sehingga berlaku i 1 = r 2 = i dengan i = sudut datang cahaya ke prisma dan i 2 = r 1 = r dengan r = sudut bias cahaya memasuki prisma. Karena E = i 2 + r 1 = 2r atau r = E dengan demikian besarnya sudut deviasi minimum dapat dinyatakan: D = i 1 + r 2 - E = 2i - E atau i = D m + E Menurut hukum Snellius tentang pembiasan berlaku atau n 1 = n 2 sin E .... 2.2 dengan : n 1 = indeks bias medium di sekitar prisma n 2 = indeks bias prisma E = sudut pembias prisma D m = sudut deviasi minimum prisma Untuk sudut pembias prisma kecil E d 15 o , maka berlaku sin E + D m = E + D m dan sin E = E. Sehingga besarnya sudut deviasi minimumnya dapat dinyatakan : n 1 sin D m + E = n 2 sin E n 1 D m + E = n 2 E n 1 D m + E = n 2 E D m = Fisika SMAMA XII 56 Apabila medium di sekitar prisma berupa udara maka n 1 = 1 dan indeks bias prisma dinyatakan dengan n, maka berlaku : D m = n – 1 E .... 2.3 Contoh Soal 1. Sebuah prisma mempunyai sudut pembias 60 o dan indeks biasnya 1,5. Seberkas sinar datang pada salah satu sisi pembias prisma dengan sudut datang 60 o , tentukan : a. sudut deviasi yang terjadi pada prisma, b. sudut deviasi minimum yang terjadi pada prisma tersebut, dan c. sudut deviasi minimum yang terjadi jika prisma di dalam air yang indeks biasnya . Penyelesaian : Diketahui : n = 1,5 E = 60 o i = 60 o Ditanyakan : a. D = ...? b. D m = ...? c. D m = ...? dalam air Jawab : a. D = i 1 + r 2 - E sin r 1 = sin i 1 = sin 60 o = = = 0,577 r 1 = arc sin 0,577 = 35,2 o r 1 + i 2 = E i 2 = E - r 1 = 60 o - 35,2 o = 24,8 o 57 Fisika SMAMA XII sin i 2 = sin r 2 sin r 2 = n sin i 2 = 1,5 sin 24,8 o = 1,5 x 0,42 = 0,63 r 2 = arc sin 0,63 = 39 o D = 60 o + 39 o – 60 o = 39 o Jadi, sudut deviasi pada prisma sebesar 39 o . b. Sin D m + E = n sin = 1,5 sin 30 o = 1,5 x 0,5 = 0,75 D m + 60 o = arc sin 0,75 D m + 60 o = 48,6 D m + 60 o = 97,2 o D m = 97,2 o – 60 o = 37,2 o Jadi, sudut deviasi minimum pada prisma sebesar 37,2 o . c. Sin D m + E = = sin 30 o = × 0,5 = 0,56 D m + 60 o = arc sin 0,56 D m + 60 o = 34,1 o D m + 60 o = 68,2 o D m = 68,2 o – 60 o = 8,2 o Jadi, sudut deviasi minimum pada prisma di dalam air sebesar 8,2 o . Fisika SMAMA XII 58 2. Sebuah prisma mempunyai sudut pembias 10 o dan indeks biasnya 1,5. Tentukan berapa sudut deviasi minimum pada prisma tersebut Penyelesaian : D m = n - 1 E = 1,5 – 1 10 o = 0,5 x 10 o = 5 o Jadi, sudut deviasi minimum pada prisma sebesar 5 o . Soal Latihan : 1. Sebuah prisma dengan sudut pembias 45 o dan indeks bias 1,6. Seberkas sinar datang ke salah satu sisi prisma dengan sudut datang 30 o . Hitunglah : a. sudut deviasi yang terjadi, b. sudut deviasi minimumnya, dan c. sudut deviasi minimumnya jika berada di dalam air yang indeks biasnya . 2. Sebuah prisma memiliki sudut pembias 10 o dan indeks biasnya 1,6. Tentukan besarnya sudut deviasi minimum yang terjadi pada prisma tersebut 3. Sebuah prisma dengan sudut pembias 60 o . Apabila sudut deviasi minimum yang terjadi pada prisma tersebut adalah 30 o . Tentukan besarnya indeks bias prisma tersebut

2. Dispersi Cahaya

Dispersi yaitu peristiwa terurainya cahaya putih menjadi cahaya yang berwarna-warni, seperti terjadinya pelangi. Pelangi merupakan peristiwa terurainya cahaya matahari oleh butiran-butiran air hujan. Peristiwa peruraian cahaya ini disebabkan oleh perbedaan indeks bias dari masing-masing cahaya, di mana indeks bias cahaya merah paling kecil, sedangkan cahaya ungu memiliki indeks bias paling besar. Cahaya putih yang dapat terurai menjadi cahaya yang berwarna-warni disebut cahaya polikromatik sedangkan cahaya tunggal yang tidak bisa diuraikan lagi disebut cahaya monokromatik. Peristiwa dispersi juga terjadi apabila seberkas cahaya putih, misalnya cahaya matahari dilewatkan pada suatu prisma seperti pada Gambar 2.2. Sir Isaac Newton 1642 - 1727 adalah seorang ilmuwan ber- kebangsaan Inggris yang pertama kali menyatakan bahwa cahaya polikromatik terdiri atas berbagai warna cahaya. Sumber : wikipedia Info Sains 59 Fisika SMAMA XII Cahaya polikromatik jika dilewat- kan pada prisma akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Kumpulan cahaya warna tersebut disebut spektrum. Lebar spektrum yang dihasilkan oleh prisma tergantung pada selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan cahaya merah. Selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi yang dirumuskan : M = D u - D m .... 2.4 Jika sudut pembias prisma kecil 15 o dan n menyatakan indeks bias prisma serta medium di sekitar prisma adalah udara, maka besarnya sudut dispersi dapat dinyatakan : M = n u – n m E .... 2. 5 dengan : M = sudut dispersi D m = sudut deviasi cahaya merah D u = sudut deviasi cahaya ungu n m = indeks bias cahaya merah n u = indeks bias cahaya ungu E = sudut pembias prisma 1. Sebuah prisma memiliki sudut pembias 60 o . Indeks bias untuk sinar merah 1,52 dan untuk sinar ungu 1,54. Seberkas sinar putih jatuh pada salah satu sisi prisma. Apabila dianggap semua cahaya mengalami deviasi minimum, hitunglah sudut dispersinya Penyelesaian : Diketahui : E = 60 o n m = 1,52 n u = 1,54 Ditanyakan : M = ...? deviasi minimum Contoh Soal Gambar 2.2 Dispersi cahaya oleh prisma