Pembiasan Cahaya: Pengertian, Sifat, Hukum, dan Contohnya

Moms pernah dengar pembiasan cahaya? Ini merupakan fenomena fisika yang terjadi karena perbedaan kecepatan cahaya di dua media berbeda.

Pembiasan cahaya adalah fenomena fisika di mana cahaya berubah arah ketika melewati permukaan antara dua media yang berbeda.

Misalnya dari udara ke air atau dari udara ke kaca.

Ketika cahaya melintasi batas antara kedua media tersebut dengan sudut tertentu, cahaya akan membungkuk atau membelok.

Itulah mengapa terkadang, Moms dapat melihat permukaan atau dasar kolam tampak lebih dekat daripada jarak yang sebenarnya.

Hal ini karena pembiasan cahaya ketika cahaya melewati antarmuka air dan udara.

Baca Juga: Cek Perbedaan Sifat Fisika dan Kimia untuk Edukasi Anak

Pengertian Pembiasan Cahaya

Melansir laman Geeks for Geeks, pembiasan cahaya didefinisikan sebagai perubahan arah atau lentur gelombang saat berpindah dari satu medium ke medium lainnya karena perubahan kecepatan gelombang tersebut.

Beberapa fenomena alam yang terjadi di alam di mana pembiasan cahaya terjadi adalah berkedipnya bintang-bintang, pembentukan oasis dan pelangi, ilusi optik, dan banyak lagi.

Penyebab utama terjadinya pembiasan adalah perubahan kecepatan gelombang dalam berbagai media yang berbeda karena adanya perbedaan kepadatan antara media tersebut.

Ketika cahaya berpindah dari satu medium ke medium lain dengan indeks bias yang berbeda, ia tidak bergerak sejajar seperti yang mungkin diharapkan.

Sebaliknya, cahaya ini membengkok, mengubah arahnya, dan memberikan kita pemahaman mendalam tentang sifat cahaya dan materi.

Baca Juga: Karakteristik dan Sifat Kaca Lewat Ilmu Fisika untuk Edukasi Anak

Hukum Pembiasan Cahaya

Untuk lebih memahami tentang fenomena fisika yang disebut dengan pembiasan cahaya, mari simak hukum pembiasan Snellius atau juga dikenal sebagai hukum Snell.

Hukum Snell atau hukum Snellius adalah prinsip fundamental dalam optika yang menjelaskan bagaimana cahaya berubah arah saat melewati batas antara dua media dengan indeks bias yang berbeda.

Hukum ini dinamai sesuai dengan ilmuwan Belanda Willebrord Snellius, yang pertama kali mengemukakan prinsip ini pada tahun 1621 silam.

Hukum Snell memberikan derajat atau tingkat pembiasan yang terjadi melalui hubungan antara sudut datang, sudut pembiasan, dan indeks bias dari sepasang media yang diberikan.

Menurut Hukum Snell, perbandingan sinus sudut datang dan sudut pembiasan adalah konstan, untuk cahaya apapun dengan warna tertentu atau untuk sepasang media tertentu.

Nilai konstan tersebut disebut sebagai indeks bias dari medium kedua terhadap medium pertama.

Hukum Snell dinyatakan oleh hubungan,

sin i / sin r = Konstan = n

atau

sin i / sin r = v1 / v2 = n2 / n1

di mana,

i dan r adalah sudut datang dan sudut pembiasan, n adalah indeks bias, dan n1 dan n2 adalah indeks bias dari medium 1 dan 2, serta v1 dan v2 adalah kecepatan cahaya di medium 1 dan 2, masing-masing.

Baca Juga: Sifat Bayangan pada Cermin Datar, Cembung, dan Cekung

Sifat Pembiasan Cahaya

Dalam proses pembiasan cahaya, cahaya dapat menunjukkan beberapa sifat atau karakteristik yang penting untuk dipahami.

Berikut adalah sifat-sifat pembiasan cahaya:

1. Pembiasan Terjadi di Batas Antara Dua Media

Pembiasan cahaya hanya terjadi ketika cahaya melewati batas antara dua media yang memiliki indeks bias yang berbeda.

Ini bisa berupa perubahan dari udara ke air, air ke kaca, atau sebaliknya.

2. Perubahan Arah

Salah satu sifat utama pembiasan adalah perubahan arah cahaya.

Ketika cahaya memasuki medium baru, sudutnya dapat berubah, yang mengarah pada perubahan jalur cahaya.

3. Pembiasan Tidak Terjadi Pada Sinar yang Sejajar

Jika cahaya datang sejajar dengan permukaan yang memisahkan dua media, pembiasan tidak akan terjadi.

Ini berarti bahwa sudut datang nol tidak akan menyebabkan pembiasan.

Baca Juga: 8 Aktivitas Eksperimen Sederhana untuk Anak dan Kecerdasan

Contoh Pembiasan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

Tentu saja, fenomena pembiasan cahaya ini bisa kita temui dalam kehidupan sehari-hari.

Berikut beberapa contoh adanya pembiasan cahaya yang mungkin pernah Moms lihat di sekitar.

1. Pensil di dalam Air

Ketika Moms memasukkan sebatang pensil ke dalam segelas air, pensil yang sebenarnya lurus akan terlihat bengkok di permukaan air.

Ini adalah contoh pembiasan cahaya yang terjadi saat cahaya melewati batas antara udara dan air yang memiliki indeks bias yang berbeda.

2. Pelangi

Pelangi adalah salah satu contoh paling spektakuler dari pembiasan cahaya.

Ketika sinar matahari melewati tetesan-tetesan air di udara setelah hujan, cahaya dipantulkan, dipantulkan kembali, dan dibias dalam berbagai sudut, sehingga menciptakan pelangi dengan warna-warna yang indah.

3. Kerja Kamera

Kamera menggunakan lensa untuk mengumpulkan cahaya dari objek yang difoto dan memfokuskan cahaya tersebut pada sensor atau film.

Pembiasan cahaya memainkan peran penting dalam pembentukan gambar yang tajam dan jelas.

4. Kacamata dan Lensa Kontak

Kacamata dan lensa kontak adalah perangkat optik yang dirancang dengan memanfaatkan pembiasan cahaya untuk memperbaiki masalah penglihatan.

Kedua benda ini akan membantu dalam memfokuskan cahaya dengan benar pada retina mata sehingga individu yang menggunakannya bisa melihat suatu objek dengan jelas.

5. Menggunakan Mikroskop

Mikroskop menggunakan lensa khusus yang memanfaatkan pembiasan cahaya untuk memperbesar objek yang diamati.

Ini memungkinkan kita untuk melihat detail yang sangat kecil yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.

Baca Juga: Mengenal Hukum Ohm: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal

6. Air Kolam Terlihat Dangkal

Ketika cahaya masuk ke air dari udara, kecepatannya berubah karena indeks bias air yang berbeda dengan udara.

Akibatnya, cahaya tersebut terlihat seolah-olah berubah arah atau dibelokkan dari jalur aslinya.

Itulah mengapa air kolam bisa terlihat lebih dangkal daripada yang sebenarnya.

7. Cahaya Senter Terlihat Patah saat di Air

Secara teknis, ketika cahaya melewati medium yang berbeda, seperti udara dan air, kecepatannya berubah karena perbedaan densitas dan sifat optik masing-masing medium.

Ini menyebabkan cahaya yang melewati permukaan antara udara dan air mengalami pembiasan, yang mengubah arah cahaya tersebut relatif terhadap jalur yang seharusnya jika tidak ada perubahan medium.

Oleh karenanya, cahaya senter bisa terlihat patah saat diarahakan pada air.

Baca Juga: Hukum Newton I, II, dan III: Rumus dan Contoh Soal Lengkap

Implementasi Pembiasan Cahaya dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Aplikasi dalam Alat Optik

Pembiasan cahaya dimanfaatkan dalam berbagai alat optik seperti kacamata, lup, mikroskop, dan teleskop. Lensa pada alat-alat ini memanfaatkan sifat pembiasan cahaya untuk membantu penglihatan atau memperbesar objek.

2. Aplikasi dalam Teknologi

Pembiasan cahaya juga diterapkan dalam berbagai teknologi, seperti serat optik yang digunakan dalam komunikasi data dan televisi.

Sifat pembiasan cahaya pada serat optik memungkinkan transmisi data jarak jauh dengan kehilangan sinyal yang minimal.

3. Aplikasi dalam Perhitungan Ilmiah

Pemahaman tentang pembiasan cahaya penting dalam berbagai perhitungan ilmiah, seperti menentukan kedalaman kolam atau laut, menghitung jarak bintang, dan menganalisis struktur kristal.

Hukum pembiasan Snellius digunakan untuk menghitung sudut pembiasan dan indeks bias.

4. Aplikasi dalam Desain Arsitektur

Pembiasan cahaya juga dipertimbangkan dalam desain arsitektur untuk mengoptimalkan pencahayaan alami dalam bangunan.

Jendela, atrium, dan skylight didesain dengan mempertimbangkan sifat pembiasan cahaya untuk mendistribusikan cahaya secara efektif dalam ruangan

Itu dia penjelasan tentang pembiasan cahaya yang merupakan fenomena fisika.

Pernahkah Moms menemukan fenomena ini dalam kehidupan sehari-hari?