A. TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Mengetahui peristiwa pembiasan cahaya pada dua medium.
2. Menemukan hubungan antara jenis medium dengan besar sudut pembiasan
3. Mengetahui persamaan pembiasan cahaya
B. APERSEPSI
Ketika seseorang sedang berenang, maka seakan-akan orang tersebut seperti berenang di tempat yang tidak terlalu dalam. Namun dalam kenyataannya, kolam yang masukki oleh orang tersebut sangat dalam. Hal tersebut diketahui karena bias cahaya dari udara memang kurang rapat dibandingkan dengan bias cahaya yang menuju air (lebih rapat) dan akan dibiaskan hingga menjauhi garis normal. Untuk lebih memahami tenatang pembiasan cahaya, marilah kita mempelajarinya dengan materi berikut ini.
C. KONTEN
Salah satu sifat dari cahaya ialah dapat dibiaskan. Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya akibat perbedaan kerapatan pada dua buah medium. Contoh peristiwa pembiasan cahaya yang biasanya ditemui adalah pembiasan cahaya yang ada pada air, peristiwa terbentuknya pelangi, bintang yang terlihat lebih dekat, dan masih banyak lagi.
Pada pembiasan cahaya, terdapat sebuah hukum yang menjelaskan mengenai peristiwa ini, yang disebut dengan Hukum Snellius.
Bunyi Hukum Snellius :
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
2. a) Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.
b) Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.
3. Perbandingan sinus sudut datang (i) dengan sinus sudut bias (r) merupakan suatu bilangan tetap. Bilangan tetap inilah yang sebenarnya menunjukkan indeks bias.
Pembiasan cahaya dibedakan menjadi 2, berdasarkan arah cahayanya yaitu.
1.Dibiaskan mendekati garis normal.
Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.
2.Dibiaskan menjauhi garis normal.
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara. (Johan, 2008 : 1 )
Peristiwa pembiasan cahaya dapat terjadi apabila memenuhi beberapa syarat, seperti :
1) Terdapat dua medium yang berbeda kerapatan optik kemudian cahaya akan melawati kedua medium itu.
2) Cahaya yang datang tidak tegak lurus dengan bidang batas.
Saat dilewatkan pada prisma berkas sinar putih dapat diuraikan menjadi berbagai warna dasar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu. Deretan warna dasar ini disebut spektrum warna. Sinar putih terdiri dari berbagai warna sehingga disebut sinar polikromatik. Peristiwa penguraian berkas sinar putih menjadi berbagai warna dasar disebut dispersi. Dispersi cahaya terjadi karena tiap warna cahaya mempunyai cepat rambat yang berbeda. Sudut yang dibentuk oleh sinar merah dan sinar ungu yang paling pinggir disebut sudut dipersi.
Lakukan percobaan pada simulasi ini dengan petunjuk yang telah tersedia di lembar LKPD berikut ini.
Setelah anda belajar pembiasan cahaya , marilah kita berlatih mengerjakan latihan soal berikut ini .
E. KESIMPULAN
1. Pembiasan terjadi karena cahaya melewati dua medium yang berbeda kerapatan, jika menuju medium yang lebih rapat maka cahaya dibiaskan mendekati garis normal. Sedangkan jika cahaya menuju ke medium yang lebih renggang akan dibiaskan menjauhi garis normal.
2. Semakin rapat medium 2 dibandingkan medium 1 maka besar sudut pembiasan semakin kecil, sedangkan semakin renggang medium 2 dibandingkan medium 1 maka besar sudut pembiasan semakin besar.
3. Persamaan pembiasan cahaya adalah persamaan Hukum Snellius yang berisi berikut ini.
F. LATIHAN SOAL
G. UJI KEMAMPUAN
Setelah mempelajari materi mengenai pembiasan cahaya, sekarang saatnya kita melakukan ujian dengan mengerjakan soal ujian berikut ini, dengan cara melakukan klik disini.
Demikian materi mengenai pembiasan cahaya, terimakasih
Sumber :
Johan. 2008. Pembiasan Cahaya. Depok: SMPN 9 Depok
Rositawaty, S & Aris Muharam. (2008). Senangnya Belajar IPA Kelas 5. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas. Sulistyanto, H & Edy Wiyono. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI Kelas V. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas. Tim SEQIP. (2003). Buku IPA Guru Kelas 5. Jakarta: Dirjen Dikdasmen Depdiknas
1. Mengetahui peristiwa pembiasan cahaya pada dua medium.
2. Menemukan hubungan antara jenis medium dengan besar sudut pembiasan
3. Mengetahui persamaan pembiasan cahaya
B. APERSEPSI
Ketika seseorang sedang berenang, maka seakan-akan orang tersebut seperti berenang di tempat yang tidak terlalu dalam. Namun dalam kenyataannya, kolam yang masukki oleh orang tersebut sangat dalam. Hal tersebut diketahui karena bias cahaya dari udara memang kurang rapat dibandingkan dengan bias cahaya yang menuju air (lebih rapat) dan akan dibiaskan hingga menjauhi garis normal. Untuk lebih memahami tenatang pembiasan cahaya, marilah kita mempelajarinya dengan materi berikut ini.
C. KONTEN
Salah satu sifat dari cahaya ialah dapat dibiaskan. Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya akibat perbedaan kerapatan pada dua buah medium. Contoh peristiwa pembiasan cahaya yang biasanya ditemui adalah pembiasan cahaya yang ada pada air, peristiwa terbentuknya pelangi, bintang yang terlihat lebih dekat, dan masih banyak lagi.
Pada pembiasan cahaya, terdapat sebuah hukum yang menjelaskan mengenai peristiwa ini, yang disebut dengan Hukum Snellius.
Bunyi Hukum Snellius :
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
2. a) Jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium yang kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.
b) Jika sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.
3. Perbandingan sinus sudut datang (i) dengan sinus sudut bias (r) merupakan suatu bilangan tetap. Bilangan tetap inilah yang sebenarnya menunjukkan indeks bias.
Persamaan Hukum Snellius :
Indeks bias adalah perbandingan antara nilai sin sudut datang (i) dan sudut bias (r). Terdapat dua jenis indeks bias, yaitu indeks bias mutlak dan indeks bias relatif.
a. indeks bias mutlak
Indeks bias mutlak adalah perbandingan antara kecepatan cahaya ruang hampa dan kecepatan cahaya di medium lain.
b. indeks bias relatif
indeks bias relatif adalah perbandingan antara indeks bias suatu medium dan indeks bias medium lain.
n = n1/n2 = v2/v1 = 𝛌2/𝛌1
Dalam aplikasinya, pembiasan cahaya dapat diamati ketika kita mencelupkan pensil ke dalam sebuah gelas berisi air. Maka pensil tersebut akan terlihat membengkok. Hal ini dapat terjadi karena cahaya merambat dari medium yang kurang rapat menuju yang lebih rapat. Ketika suatu cahaya merambat dari medium udara memasuki medium air, maka cahaya akan terlihat membelok tidak lurus dengan garis nya.
Pembiasan cahaya dibedakan menjadi 2, berdasarkan arah cahayanya yaitu.
1.Dibiaskan mendekati garis normal.
Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air.
2.Dibiaskan menjauhi garis normal.
Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara. (Johan, 2008 : 1 )
Peristiwa pembiasan cahaya dapat terjadi apabila memenuhi beberapa syarat, seperti :
1) Terdapat dua medium yang berbeda kerapatan optik kemudian cahaya akan melawati kedua medium itu.
2) Cahaya yang datang tidak tegak lurus dengan bidang batas.
Peristiwa pembiasan juga dapat terjadi pada sebuah prisma, yang disebut dengan peristiwa " Pembiasan pada Prisma ". Saat suatu sinar seperti sinar laser merah menembus prisma maka sinar tersebut akan mengalami dua kali pembiasan, yaitu saat dari udara masuk ke prisma dan saat dari prisma kembali ke udara.
Saat dilewatkan pada prisma berkas sinar putih dapat diuraikan menjadi berbagai warna dasar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu. Deretan warna dasar ini disebut spektrum warna. Sinar putih terdiri dari berbagai warna sehingga disebut sinar polikromatik. Peristiwa penguraian berkas sinar putih menjadi berbagai warna dasar disebut dispersi. Dispersi cahaya terjadi karena tiap warna cahaya mempunyai cepat rambat yang berbeda. Sudut yang dibentuk oleh sinar merah dan sinar ungu yang paling pinggir disebut sudut dipersi.
Besarnya sudut deviasi dapat dicari sebagai berikut.
D = 180o – ∠BCA
= 180o – {(180o + (r1 + i2) – (i1 + r2)}
= (i1 + r2) – (i2 + r1)
D = i1 + r2 – β
Keterangan :
D = sudut deviasi
i1 = sudut datang pada prisma
r2 = sudut bias sinar meninggalkan prisma
β = sudut pembias prisma
Selanjutnya ialah " Pembiasan pada Lensa ".Pembiasan ini bisa terjadi baik pada lensa cembung (konveks) maupun lensa cekung (konkaf). Lensa cembung merupakan lensa yang
bagian tengahnya lebih tebal dibandingkan bagian tepinya. Ada tiga jenis lensa cembung, yaitu
lensa cembung ganda (bikonveks), lensa cembung-datar (plankonveks), dan lensa cembung-cekung
(konveks-konkaf). Lensa cekung merupakan lensa yang bagian tengahnya lebih tipis dibandingkan
bagian tepinya. Ada tiga jenis lensa cekung, yaitu lensa cekung ganda (bikonkaf), lensa cekungdatar
(plankonkaf), dan lensa cekung-cembung (konkaf-konveks).
1. Lensa Cembung
Karena lensa cembung seperti ini memiliki dua
buah permukaan lengkung, maka lensa cembung memiliki dua jari-jari kelengkungan dan dua titik
fokus. Seperti halnya pada cermin, jari-jari kelengkungan lensa adalah dua kali jarak fokusnya
( 2)). Untuk lensa cembung, jari-jari kelengkungan (R) dan titik fokus (f) bertanda positif (+),
sehingga lensa cembung sering dinamakan lensa positif.
Pada pembiasan ini, panjang fokus lensa cembung bergantung pada ketebalan
lensa itu sendiri. Jika lensanya lebih tebal, maka panjang fokusnya menjadi lebih pendek. Pada
pembiasan cahaya oleh lensa cembung dikenal tiga sinar istimewa :
• Berkas sinar yang sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus utama (F).
• Berkas sinar yang datang/melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.
• Berkas sinar yang melalui titik pusat optik (O) diteruskan tanpa dibiaskan.
Sifat bayangan yang dibentuk oleh pembiasan lensa cembung mempunyai beberapa
kemungkinan, yaitu:
1. Benda terletak di ruang I, yaitu antara O dan F, maka bayangan bersifat maya, tegak,
diperbesar.
2. Benda terletak di ruang II, yaitu antara F dan 2F, maka bayangan bersifat nyata, terbalik,
diperbesar.
3. Benda terletak di ruang III, yaitu di sebelah kiri 2F, maka bayangan bersifat nyata, terbalik
diperkecil.
4. Benda terletak di titik fokus utama (F), maka tidak terbentuk bayangan karena sinar-sinar bias
dan perpanjangannya tidak berpotongan (sejajar).
5. Benda terletak di pusat kelengkungan lensa (di R; dimana R = 2F), maka bayangan bersifat
nyata, terbalik, sama besar.
2. Lensa Cekung
Lensa cekung dinamakan pula lensa divergen karena lensa cekung menyebarkan berkas sinar
sejajar yang diterimanya. Disini pun kita hanya akan membahas lensa yang kedua permukaannya
cekung (bikonkaf). Lensa cekung seperti ini memiliki dua buah permukaan lengkung, sehingga
lensa cekung memiliki dua jari-jari kelengkungan dan dua titik fokus. Pada lensa cekung, jari-jari
kelengkungan (R) dan titik fokus (F) bertanda negatif (-), sehingga lensa cekung sering dinamakan
lensa negatif.
Pada pembiasan cahaya oleh lensa cekung juga dikenal tiga sinar istimewa , yaitu:
• Berkas sinar yang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus lensa.
• Berkas sinar yang melalui titik fokus lensa dibiaskan sejajar sumbu utama.
• Berkas sinar yang melalui titik pusat optik lensa tidak dibiaskan.
D. AKTIVITAS
Untuk lebih memahami mengenai pembiasan cahaya, anda dapat melihat praktikumnya melalui link di bawah ini.
Selanjutnya silahkan anda mencoba melakukan simulasi percobaan pembiasan cahaya di bawah ini.
Lakukan percobaan pada simulasi ini dengan petunjuk yang telah tersedia di lembar LKPD berikut ini.
Setelah anda belajar pembiasan cahaya , marilah kita berlatih mengerjakan latihan soal berikut ini .
E. KESIMPULAN
1. Pembiasan terjadi karena cahaya melewati dua medium yang berbeda kerapatan, jika menuju medium yang lebih rapat maka cahaya dibiaskan mendekati garis normal. Sedangkan jika cahaya menuju ke medium yang lebih renggang akan dibiaskan menjauhi garis normal.
2. Semakin rapat medium 2 dibandingkan medium 1 maka besar sudut pembiasan semakin kecil, sedangkan semakin renggang medium 2 dibandingkan medium 1 maka besar sudut pembiasan semakin besar.
3. Persamaan pembiasan cahaya adalah persamaan Hukum Snellius yang berisi berikut ini.
F. LATIHAN SOAL
G. UJI KEMAMPUAN
Setelah mempelajari materi mengenai pembiasan cahaya, sekarang saatnya kita melakukan ujian dengan mengerjakan soal ujian berikut ini, dengan cara melakukan klik disini.
Demikian materi mengenai pembiasan cahaya, terimakasih
Sumber :
Johan. 2008. Pembiasan Cahaya. Depok: SMPN 9 Depok
Rositawaty, S & Aris Muharam. (2008). Senangnya Belajar IPA Kelas 5. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas. Sulistyanto, H & Edy Wiyono. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI Kelas V. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas. Tim SEQIP. (2003). Buku IPA Guru Kelas 5. Jakarta: Dirjen Dikdasmen Depdiknas
