Bank Soal Fisika SMA Pembiasan Cahaya

Diketahui:

Sudut datang $\theta_1$ = $53^{\circ}$

Indeks bias kaca $n_2$ = 1,5

Indeks bias udara $n_1$= 1

Ditanya:

Sudut bias $\theta_2=$?

Dijawab:

Hukum Snellius menyatakan hukum-hukum pembiasan sebagai berikut.

1) Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak dalam satu bidang datar.

2) Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias pada dua medium berbeda merupakan bilangan tetap yang disebut indeks bias. Pernyataan ini dituliskan dalam bentuk persamaan yaitu:

$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$

atau

$\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2}=\frac{n_2}{n_1}$

Dengan $n_1$ adalah indeks bias medium 1, $n_2$ adalah indeks bias medium 2, $\theta_1$ adalah sudut datang sinar, dan $\theta_2$ adalah sudut bias sinar.

Hal-hal yang berlaku pada peristiwa pembiasan antara lain:

1) Jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat ($n_2>n_1$), maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Artinya sudut bias akan lebih kecil dari sudut datang ($\theta_2<\theta_1$)

2) Jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat ($n_2<n_1$), maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Artinya sudut bias akan lebih besar dari sudut datang ($\theta_2>\theta_1$).

3) Jika sinar datang tegak lurus batas dua medium, sinar tidak dibiaskan tetapi diteruskan.

Sehingga, untuk menghitung sudut bias seberkas cahaya senter dapat menggunakan persamaan Hukum Snellius.

$\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2}=\frac{n_2}{n_1}$

$\frac{\sin53^{\circ}}{\sin\theta_2}=\frac{1,5}{1}$

$\sin\theta_2=\sin53^{\circ}\ \left(\frac{1}{1,5}\right)$

$\sin\theta_2=\left(0,8\right)\left(\frac{1}{1,5}\right)$

$\sin\theta_2=0,53$

$\theta_2=\sin^{-1}\left(0,53\right)$

$\theta_2=\sin^{-1}\left(0,53\right)$

$\theta_2=32^{\circ}$

Karena sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat ($n_2>n_1$) maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.

Jadi, besar sudut bias seberkas cahaya senter di kaca adalah $32^{\circ}$ mendekati garis normal.