Pembiasan Cahaya – Pengertian, Rumus, dan Contoh Sehari-hari

Apa kegiatan olahraga kesukaan elo? Kalau gue, dulu suka banget berenang. Soalnya, gue dan teman-teman lainnya sering berenang sambil main game gitu. Eits, game yang dimaksud di sini bukan semacam Mobile Legends, ya.

Game yang gue dan teman-teman mainkan pas berenang itu beragam banget, salah satunya main lempar koin ke dalam kolam. Jadi, gue bakal menyiapkan satu buah uang koin yang akan dilempar ke kolam renang.

Setelah koinnya dilempar, gue dan teman-teman bakal mulai berenang ke dasar kolam buat mencari koin tersebut. Uniknya, dulu gue pernah tenggelam pas lagi nyari uang koin tersebut.

Kok, bisa? Soalnya, pas gue lagi melempar uang koinnya ke kolam renang, kolam itu kelihatan dangkal banget. Apalagi, uang koinnya bisa cepat sampai ke dasar kolamnya. Jadi, gue semakin berpikir kalau kolamnya dangkal.

Dengan rasa percaya diri kalau kolamnya dangkal, gue langsung terjun aja buat cari koinnya, tuh. Voila! Ternyata, kolamnya itu cukup dalam untuk tinggi badan gue yang pada saat itu cuma 120-an centimeter.

Ya … akhirnya gue tenggelam dan dibantuin sama teman-teman buat keluar dari kolamnya, deh. Konyol dan malu-maluin banget, kan? Padahal, gue lihat dengan kepala mata gue sendiri kalau koinnya itu masuk ke kolam yang dangkal banget lho, dari daratan.

Kenapa kedalamannya bisa berbeda pas gue udah nyebur ke kolam, ya? Hmm … pas gue cari tahu, ternyata ini ada hubungannya sama pembiasan cahaya. Ini juga yang bikin mata gue “siwer” untuk membedakan kedalaman kolam.

Memang, apa itu pembiasan cahaya? Kok, bisa bikin kolam renang jadi terlihat dangkal dari area daratan? Nah, gue punya pembahasan lengkapnya, lho. 

Yuk, kita bahas bareng-bareng di sini!

Apa Itu Pembiasan Cahaya?

First thing first, apa itu pembiasan cahaya? Pengalaman gue soal kolam renang itu kan, ngomongin media air, ya. Terus, apa hubungannya sama cahaya?

Ternyata, ada salah satu sifat cahaya yang menyebabkan gue mengira si kolam renang itu dangkal airnya. Kalau dalam ilmu Fisika, nama sifatnya yaitu pembiasan.

Jadi, pengertian pembiasan cahaya adalah cahaya yang dibelokkan saat melewati media yang berbeda. Contohnya kayak gimana, sih?

Biar lebih kebayang sama elo, gue punya salah satu gambar cahaya dapat dibiaskan, nih. Gambarannya ini pas banget sama proses pembiasan cahaya melalui pengalaman gue di atas tentang kedalaman kolam renang.

Nah, itu dia gambar cahaya dapat dibiaskan melalui media kolam renang. Berdasarkan ilustrasi pembiasan tersebut, ilmu fisika pun mengenalkan adanya Hukum 1 Snellius. Bunyi Hukum 1 Snellius ini menyatakan kalau sinar datang, sinar bias, dan sumbu normal pada proses pembiasan cahaya berada pada satu bidang yang datar.

Ternyata, prasangka gue tentang kolam yang dangkal itu dikarenakan sifat sinar matahari yang masuk ke kolam tersebut akan langsung dibelokkan. Soalnya, hal itu merupakan salah satu peristiwa atau proses pembiasan cahaya.

Namun kira-kira, apa yang menyebabkan terjadinya pembiasan cahaya, ya? Jawabannya simpel banget. Penyebabnya itu dari media atau medium yang dilewati cahaya.

Jadi, cahaya akan dibiaskan jika melewati dua medium yang kerapatannya berbeda. Contohnya balik lagi kayak yang kolam renang itu, deh.

Si cahaya ini kan bersinar melewati dua media, ya. Pertama, media udara. Kedua, media air. Nah, kedua media tersebut punya kerapatan yang berbeda. Makanya, pas cahaya masuk ke media kedua (air) terjadi lah pembelokan. Soalnya, media air ini lebih rapat daripada udara.

Berarti kalau medianya cuma satu, nggak bakal ada pembelokan, dong? Benar banget! Pembiasan cahaya bisa terjadi karena ada dua media dengan kerapatan yang berbeda. 

Sampai sini, semoga elo jadi lebih paham sama konsep pembiasan cahaya, ya. Intinya, elo hanya perlu ingat kalau ada dua media dalam proses pembiasan cahaya.

Baca Juga: Mengenal Konsep Gelombang Cahaya – Materi Fisika Kelas 11 

Rumus Pembiasan Cahaya

Terus, gimana rumus pembiasan cahaya?

Elo bisa menentukan rumus pembiasan cahaya lewat persamaan di bawah ini.

Biar penggunaan rumus pembiasan cahaya bisa terbayang di benak elo, gue coba kasih contoh pembahasan soalnya, ya.

Misalnya, ada seberkas cahaya dari udara dengan indeks bias 1. Lalu, dibiaskan menuju suatu medium dengan indeks bias 1,5. Jika besar sudut datangnya adalah 30^o, maka nilai sinus dari sudut biasnya ….

Nah, gini pembahasannya.

Jadi, indeks bias medium sinar datangnya () kan 1. Terus, indeks bias medium sinar biasnya () kan 1,5.

Elo hanya perlu memasukkan angka-angka tersebut melalui rumus pembiasan cahaya yang saja.

Jadi, 1. sin 30 = 1,5. sin r

Nah, jawabannya jadi ⅓, deh. 

Pokoknya, elo bisa menggunakan rumus pembiasan cahaya itu dengan cara memasukkan setiap angka yang sudah diketahui dari soal, ya.

 Baca Juga: Hukum Pemantulan Cahaya Beserta Rumus dan Sifatnya – Materi Fisika Kelas 11 

Contoh Pembiasan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

Proses pembiasan cahaya ini hanya terjadi dalam ilmu fisika aja nggak, sih? Eits, ini dia menariknya!

Sadar ataupun nggak sadar, proses pembiasan cahaya ini terjadi dalam kehidupan sehari-hari, lho. Hayo … elo tahu nggak, contoh peristiwa pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari?

Gue mau ngajak elo untuk bereksperimen, nih. Coba deh, elo isi sebuah gelas dengan air sebanyak setengah permukaannya. Terus, coba elo masukin benda kayak pensil atau sedotan ke dalam gelas tersebut.

Nah, kalau elo lihat bentuk pensil atau sedotannya dari luar gelas, pasti strukturnya jadi bengkok. Iya, kan? Itu dia salah satu contoh peristiwa pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari.

Contoh lainnya yaitu pelangi. Lho, memangnya pelangi termasuk ke pembiasan cahaya? Iya.

Makanya, pelangi merupakan peristiwa pembiasan cahaya matahari oleh droplet air hujan. 

Selain contoh-contoh di atas, elo juga bisa praktik sendiri dengan menggunakan alat peraga pembiasan cahaya, lho. Dengan begitu, elo bisa melihat dengan jelas bagaimana cahaya bisa membias kepada dua medium yang berbeda.

Ternyata, ilmu pembiasan cahaya dalam Fisika ini erat sama kehidupan sehari-hari kita, ya? Menarik banget, deh. 

Sampai sini, semoga elo makin tercerahkan dengan teori pembiasan cahaya, ya. Kalau masih ada yang membingungkan, nggak perlu khawatir.

Gue punya pilihan video pembelajaran tentang materi ini yang dijelasin langsung sama tutor Zenius yang kece abis. Elo bisa langsung nonton videonya dengan cara klik link di bawah ini, ya!

Contoh Soal Pembiasan Cahaya

Itu dia pembahasan kita hari ini mengenai pembiasan cahaya dalam ilmu fisika. Lewat beberapa teori di atas, gue harap elo bisa mengerjakan soal di bawah ini, ya.

Contoh Soal 1

Pernyataan berikut yang benar mengenai pembiasan adalah….

(1) cepat rambat sinar bias sama dengan cepat rambat sinar datang

(2) terjadi pembelokan arah rambat cahaya

(3) sudut bias selalu sama dengan sudut datang

(4) terjadi jika cahaya merambat melalui dua medium yang berbeda

A. 1, 2, dan 3

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 4 saja

Jawaban:

Pernyataan (1) salah karena cepat rambat sinar datang dan cepat rambat sinar bias akan berbeda apabila mediumnya berbeda. Yang tetap sama adalah frekuensinya, bukan cepat rambatnya.

Pernyataan (3) salah, karena sudut bias tidak selalu sama dengan sudut datangnya, bisa jadi lebih besar atau lebih kecil dari sudut datangnya, tergantung indeks bias.

Maka dari itu, pernyataan yang benar adalah (2) dan (4). Jadi, jawabannya yaitu C.

Contoh Soal 2

Seberkas cahaya diarahkan menuju kaca tebal dengan sudut datang 30° terhadap garis normal. Jika cepat rambat cahaya di udara adalah 3 × 10⁸ m/s dan cepat rambat cahaya pada kaca adalah 2 × 10⁸ m/s, maka sudut biasnya adalah ….(bulatkan hingga tempat satuan)

A. 16^o

B. 17^o

C. 18^o

D. 19^o

Jawaban:

Jadi, kita kumpulkan dulu semua informasi yang sudah diketahui dari soal di atas. 

Diketahui:

v (cepat rambat cahaya di kaca) =

i (sudut cahaya yang datang ke kaca) = 30^o

c (cepat rambat cahaya di udara) =

indeks bias udara =

Maka, r (sudut biasnya) yaitu ….

Kita akan memakai rumus

sin r = . sin i

sin r =

sin r =

r= 19^o

Jadi, jawabannya yaitu D.

Contoh Soal 3

Pada proses pembiasan, besaran parameter cahaya yang dideskripsikan berikut berubah, KECUALI ….

A. kecepatan rambat

B. panjang gelombang

C. frekuensi f

D. semua parameter di atas berubah seiring cahaya bergerak dari satu medium ke medium lain yang kerapatannya berbeda

Jawaban:

Alasan dibalik nilai frekuensi cahaya yang tidak berubah sesungguhnya berlandaskan ide bahwa energi dari gelombang cahaya E hanya dipengaruhi (berbanding lurus )).

Jadi, hanya frekuensinya saja yang nggak berubah seperti bagian lainnya. Maka dari itu, jawaban yang paling tepat dari pertanyaan di atas yaitu C.

Baca Juga: Pengertian Interferensi Cahaya Beserta Rumus dan Contohnya – Materi Fisika Kelas 11 

Kesimpulan

Nggak susah kan, pembahasan materi tentang pembiasan cahaya? Intinya, elo hanya perlu menggarisbawahi kalau proses pembiasan cahaya ini bisa terjadi saat cahaya melewati dua media dengan kerapatan yang berbeda, ya. 

Oh iya, elo sudah mengerjakan contoh soal pembiasan cahaya di atas belum, nih? Lumayan banget lho, buat melatih dan mengasah kemampuan elo. 

Selain ngelatih lewat tiga contoh soal di atas, gue mau nyaranin elo buat latihan ngerjain soal lewat try out bareng Zenius, nih. Latihan try out-nya gratis! Elo cuma perlu daftar dengan cara klik link di bawah ini.

Latihan Try Out Bareng Zenius 

Sebelum ngerjain latihan try out di atas, gimana kalau gue coba kasih tips buat elo belajar Fisika, nih? Tipsnya ini eksklusif dari Sabda, lho. Penasaran? Tonton video di bawah ini, ya!