Langkah Kerja Fisika Kelas 12 Siswanto Sukaryadi 2009
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
42
2. Atur kesesuaian antara ray box dengan power supply maupun sumber arus
PLN 3.
Nyalakan ray box kemudian atur prisma sedemikian sehingga sinar yang meninggalkan prisma mengenai lipatan kertas seperti pada gambar
4. Amatilah sinar yang mengenai prisma Adakah warna yang muncul pada tempat
jatuhnya sinar? Jika ada, catatlah warna-warna tersebut secara berurutan dari ujung ke ujung
5. Diskusikanlah dengan kelompokmu untuk menarik kesimpulan dari hasil
pengamatanmu 6.
Presentasikan hasil kerja kelompokmu di depan kelas 7.
Ingat, sebelum kamu meninggalkan ruang praktik, kembalikanlah alat-alat pada tempat semula dengan baik Jagalah kebersihan lingkungan dan tubuhmu
Bagaimana hasil praktikum yang telah kamu lakukan? Mari sekarang kita bahas mengenai
dispersi cahaya tersebut. Pembiasan cahaya pada prisma merupakan salah satu contoh
peristiwa dispersi cahaya. Perhatikan gambar 3.2 di samping
Seberkas sinar menuju prisma dengan sudut datang i. Sinar tersebut kemudian meninggalkan
prisma dengan sudut keluar r’. Besarnya sudut penyimpangan antara sinar yang menuju prisma dengan sinar yang
meninggalkan prisma disebut sebagai sudut deviasi. Besar sudut deviasi tergantung pada besar kecilnya sudut datang. Sudut deviasi terkecil
disebut sudut deviasi minimum. Sudut deviasi minimum terjadi jika:
i = r’ , r = i’ serta i’ + r = E
Besarnya sudut deviasi minimum pada prisma dirumuskan sebagai: Gm = i + r’ – E
. . . 3.1 Karena r’ = r maka:
i =
1 2
Gm + E . . . 3.2
dan r =
1 2
E . . . 3.3
Sesuai dengan hukum Snellius, kita peroleh : sin
1 2
Gm + E = n sin
1 2
E . . . 3.4
Untuk prisma tipis dengan sudut bias E sangat kecil, persamaan 3.4
dapat ditulis sebagai berikut.
Gambar 3.2 Sudut deviasi
G
pada prisma
i r’
i’ r
G E
n
2
n
1
n
1
sinar keluar sudut deviasi
sinar datang
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
43
Contoh Soal
Seberkas cahaya putih menembus sebuah prisma tipis dengan sudut pembias 10°, jika indeks bias untuk cahaya merah dan ungu masing-masing 1,49 dan 1,52,
tentukanlah besar sudut dispersinya
Penyelesaian:
Diketahui: E = 10°
n
m
= 1,49 n
u
= 1,52 Ditanyakan:
I= . . .? Jawab:
I = n
u
– n
m
E I = 1,52
– 1,4910° I = 0,0310°
I = 0,3°
1 2
Gm + E = n
1 2
E Gm = n – 1E
. . . 3.5
Keterangan: Gm : sudut deviasi minimum
n : indeks bias prisma
E : sudut pembias prisma
Di depan telah disinggung bahwa cahaya putih merupakan cahaya polikromatik, artinya cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang
gelombang. Jika cahaya putih diarahkan ke prisma maka cahaya putih akan terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan
ungu. Cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin
kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Indeks bias cahaya tersebut adalah ungu nila biru hijau kuning jingga
merah.
Perhatikan gambar 3.3 di samping Seberkas cahaya polikromatik diarahkan ke prisma. Cahaya
tersebut kemudian terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Tiap-tiap
cahaya mempunyai sudut deviasi yang berbeda. Selisih antara sudut deviasi untuk cahaya ungu
dan merah disebut sudut dispersi. Besar sudut dispersi dapat dituliskan sebagai berikut.
I = Gm
u
– Gm
m
= n
u
– n
m
E . . . 3.6
Pada peristiwa terjadinya pelangi, kita dapat menganggap titik-titik air sebagai prisma-prisma tipis yang sangat banyak jumlahnya. Agar kamu
lebih memahami penerapan rumus sudut dispersi, pelajarilah contoh soal berikut Kemudian kerjakan tugas di bawahnya
G
m
Sinar polikromatik
Gambar 3.3 Sudut dispersi
E ungu
merah
G
u
G
m-u
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
44
Gambar 3.4 Skema percobaan Young