Pembiasan Cahaya (Pengertian, Gambar, Hukum, dan 3 Contoh Pembiasan Cahaya)

Pembiasan adalah perubahan arah sinar cahaya (atau jenis gelombang lain) ketika melewati dua medium transparan yang kerapatannya berbeda, misalnya air dan udara. Pembiasan merupakan salah satu fenomena penting yang paling mendasar untuk menjelaskan kejadian-kejadian yang terjadi pada lensa dan prisma.

Agar lebih jelas, berikut ini merupakan gambar Ilustrasi pembiasan cahaya:

Berkas cahaya dari udara yang masuk ke dalam kaca akan mengalami pembelokan. Peristiwa tersebut disebut pembiasan cahaya. Hal ini disebabkan medium udara dan medium kaca memiliki kerapatan optik yang berbeda. Jadi, kamu dapat menyimpulkan bahwa pembiasan cahaya terjadi akibat cahaya melewati dua medium yang berbeda kerapatan optiknya.

Sinar bias akan mendekati garis normal ketika sinar datang dari medium kurang rapat (udara) ke medium lebih rapat (kaca). Sinar bias akan menjauhi garis normal ketika cahaya merambat dari medium lebih rapat (kaca) ke medium kurang rapat (udara).

Terjadinya pembiasan tersebut telah dibuktikan oleh seorang ahli matematika dan perbintangan Belanda pada 1621 bernama Willebrord Snell. Kesimpulan hasil percobaannya dirumuskan dan dikenal dengan Hukum Snellius.

Hukum Pembiasan Cahaya (Hukum Snellius)

Pada pembiasan berlaku hukum Snellius tentang pembiasan, yang berbunyi sebagai berikut.
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.

Untuk lebih memahami hukum Snellius tentang pembiasan, perhatikan gambar dibawah ini!

Sudut sinar datang (i) adalah sudut antara sinar datang dan garis normal. Sudut sinar bias (r) adalah sudut antara sinar bias dan garis normal. Garis normal (N) adalah garis tegak lurus pada bidang batas antara dua medium.

Besar sudut bias akan lebih kecil dibanding sudut datang, jika sinar datang dari medium renggang ke medium rapat. Namun sebaliknya, jika sinar datang dari medium rapat ke renggang maka sudut bias akan lebih besar dibandingkan dengan sudut datang.

Prinsip jalannya sinar dari satu medium ke medium lain pada pembiasan sama dengan pemantulan. Jadi hukum pembiasan cahaya dapat dituliskan sebagai berikut.

1. Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar dan ketiganya berpotongan di satu titik.
2. Sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal. Sebaliknya sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium kurang rapat dibiaskan menjauhi garis normal. Sinar datang tegak lurus bidang batas diteruskan atau tidak mengalami pembiasan.

Baca juga: 5 Sifat Cahaya, Definisi, Cahaya Sebagai Gelombang Elektromagnetik, Bayangan Umbra Penumbra👈

Contoh Pembiasan Cahaya

1. Pembiasan pada pensil yang dimasukkan ke dalam air
Ketika pensilmu dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air jernih, pensil tersebut seolah-olah membengkok pada titik batas udara dan air. Mengapa ini terjadi? Kejadian seperti itu dinamakan pembiasan. Hal ini disebabkan adanya perbedaan kerapatan medium air dan udara.

2. Pembiasan cahaya pada senter yang disorotkan kedalam air
Ketika kamu menyorotkan lampu senter ke dalam air. Lampu senter tersebut ada yang dibiaskan dan ada yang dipantulkan. Selain terjadi pembiasan, cahaya lampu senter pun mengalami pemantulan. Hal ini terjadi karena air mempunyai warna yang jernih. Telah dibahas sebelumnya, jika cahaya mengenai suatu permukaan jernih, cahaya tersebut akan mengalami pemantulan dan pembiasan.

Peristiwa yang terjadi pada cahaya dari lampu senter akan dibelokkan di perbatasan antara dua medium yaitu air dan udara. Dalam hal ini gelombang cahaya menjalar melalui dua medium yang mempunyai kerapatan berbeda, dari medium yang kerapatannya kecil ke medium yang kerapatannya lebih besar (dari udara ke air).

3. Kolam yang tampak dangkal
Contoh pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari antara lain peristiwa fatamorgana dan dasar kolam renang tampak dangkal jika dilihat dari samping.

Besarnya pergeseran berkas cahaya yang keluar dari suatu medium bergantung pada kerapatan optik medium tersebut. Jika cahaya masuk dari zat optik kurang rapat ke zat optik lebih rapat, cahaya dibiaskan mendekati garis normal.
(a) Sebaliknya, jika cahaya masuk dari zat optik lebih rapat ke zat optik kurang rapat, cahaya dibiaskan menjauhi garis normal.
(b) Garis normal adalah garis yang tegak lurus pada bidang batas medium.