Percobaan 6 - Pembiasan Cahaya

Percobaan 6 Pembiasan Cahaya

I. Pendahuluan Setiap benda yang transparan dapat dilewati cahaya. Namun, sifat perambatan cahaya dalam benda tersebut ditentukan oleh indeks bias  benda. Sebagai contoh, arah rambat cahaya dari udara yang masuk ke dalam air mengalami pembelokan karena air memiliki indeks bias yang berbeda dengan udara.

Pembiasan. Arah rambat cahaya membelok ketika memasuki medium yang berbeda. hal tersebut disebabkan Perbedaan indeks bias dua medium tersebut

1

Loup. Loup atau kaca pembesar sering digunakan untuk membaca tulisan sehingga tampak lebih besar loup memanfaatkan sifat indeks bias kaca

Mikroskop . Lensa pada mikroskop membuat bayangan jasad renik seperti bakteri tampak besar dan jelas oleh mata karena memiliki indeks bias.

2

Sel saraf . Sel saraf yang begitu kecil menjadi tampak sangat jelas ketika diamati dengan mikroskop.

Teleskop. Para ahli astronomi dapat melihat planetplanet dan bintang-bintang yang jauh dengan jelas dengan teleskop karena lensa pada teleskop memiliki indeks bias. Pluto dan Charon. Foto Pluto dan saudara kembarnya Charon diamati dengan teleskop yang sangat canggih. Pluto dan Charon adalah benda terjauh dari Matahari dalam sistem tata surya kita

3

Pelangi. Pelangi terjadi karena penguraian cahaya putih menjadi cahaya berwarna-warna oleh titik-titik air di udara. titik air dapat menguraikan cahaya karena memiliki indeks bias.

Bagaimana Menentukan Indeks Bias? Pada percobaan kali ini kita akan mengukur indeks bias sejumlah zat cair. Percobaan yang dapat kalian lakukan diilustraskan pada Gbr. 1. Sebuah kotak plastik transparan diisi zat cair tertentu yang akan diukur indeks biasnya. Berkas cahaya datang dengan arah tidak tegak lurus sisi kotak yang berisi zat cair. Ketika memasuki zat cair arah berkas dibelokkan, dan ketika keluar dari zat cair pada sisi seberang arah cahaya dibelokkan kembali. Peristiwa pembiasan pada bidang batas antara dua medium memenuhi hokum Snell

n1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2 dengan n1 = indeks bias medium tempat cahaya datang θ1

= sudut datang

n2 = indeks bias medium tempat cahaya bias 4

θ2

= sudut bias

Berdasarkan Gbr. 1 kita tidak perlu mengukur sudut secara langsung. Nilai sinus sudut datang dan sudut bias dapat dihitung berdasarkan pengukuran lokasi jatuhnya sinar datang dan sinar bias. Berdasarkan gambar tersebut kita dapatkan

sin θ 1 = sin θ 2 =

AB OA DC  OD

Dengan mengambil indeks bias udara n 1 = 1 dan indeks bias zat cair n 2 = n  maka indeks bias zat cair dapat ditentukan dari rumus

n =

AB × OC  CD × OA

5

Berkas meninggalkan zat cair

•

B

D

O

•

•

•

C •

A Berkas datang (dari laser pointer)

Zat cair dalam kotak plastik dilihat dari atas



Titik A adalah titik tempat berkas cahaya mengenai kotak



Titik D adalah titik tempat berkas cahaya meninggalkan kotak



Garis BOC adalah garis yang tegak lurus kotak dan melalui titik B



Garis BA tegak lurus garis BOC

Gambar 1 sketsa lintasan sinar datang dan sinar bias 

II. Tujuan Tujuan percobaan kali ini adalah mendentukan indeks bias sejumlah zat cair.

6

III. Alat-Alat Dalam percobaan kalian memerlukan alat-alat berikut ini 1) Laser pointer 2) Kotak plastik transparan berdinding tipis yang terbuka di sisi atas 3) Alas dari papan atau karton 4) Sejumlah zat cair: air, minyak goreng bening, lotion bayi, minyak tanah 5) Mistar 6) Gula putih 0,5 kg 7) Air 8) Timbangan dapur

IV. Langkah Percobaan Indeks bias sejumlah zat cair 

Laser pointer

Zat cair

Gambar 2 Skema percobaan

7

①

Set alat seperti paga Gbr. 2

②

Isi kotak dengan zat cair yang dikehendaki sampai hampir penuh

③

Arahkan sinar laser pointer ke salah satu sisi kotak tidak tegak lurus sisi (membentuk sudut tertentu).

④

Tandai titik-titik A, B, C, D, dan O

⑤

Ukur panjang OA, AB, OD, dan CD

⑥

Hitung indeks bias zat cair

⑦

Lakukan pengukuran untuk bermacam-macam zat cair dengan menganti zat cair di dalam kotak dan mengulangi langkah 2 sampai 6. Lakukan percobaan pada empat macam cairan

⑧

Lengkapi Tabel berkut ini

No

Nama zat cair

OA

AB

OD

CD

n 

1 2 3 4

Pertanyaan ① Jika cahaya jatuh dengan arah yang sama pada zat cair yang berbeda,

pembelokan cahaya paling besar diamati pada zat cair yang memiliki indeks bias kecil atau besarkah? ② Jika cahaya jatuh tegak lurus permukaan kotak, apakah terjadi pembelokan

ketika berkas cahaya memasuki zat cair? 8

③ Amati arah berkas cahaya yang meninggalkan kotak. Apakah arahnya sejajar

dengan arah berkas cahaya yang keluar dari laser pointer?

Indeks Bias sebagai Fungsi Konsentrasi 

1) Lakukan percobaan yang sama dengan mengukur pengaruh konsentrasi gula terhadap indeks bias larutan gula 2) Isi tabel berikut ini

No

Kosentrasi gula

OA

AB

OD

CD

[gram gula/(gram gula+air)] 1 2 3 4

3) Buat grafik indeks bias larutan gula sebagai fungsi konsentrasi gula

V. Kesimpulan Buatlah tiga kesimpulan yang kalian dapatkan dari percobaan di atas

9

n