Zsmart.id. Pada kali ini, kita akan mempelajari secara singkat mengenai salah satu cabang dari ilmu fisika yakni optik. Secara umum, optik merupakan cabang ilmu yang secara khusus mempelajari tentang hakikat cahaya. Lebih lanjut, optik terbagi atas dua bagian yakni optik geometri dan optik fisis. Pada artikel ini, kita akan membahas mengenai optik geometri yang mempelajari hakikat cahaya dengan tinjauan analisis bidang atau geometri. Fenomena optik geometri akan kita pelajari dalam bentuk cermin dan prisma.
A. Materi Prisma
Secara umum, prisma merupakan alat optik yang berbentuk limas segitiga. Kaitannya dalam optik cahaya, prisma digunakan untuk mengamati peristiwa dispersi atau hamburan cahaya polikromatik menjadi cahaya monokromatik. Selain itu, prisma juga digunakan untuk mengamati peristiwa pembiasan dan pembelokan cahaya. Secara umum, semua fenomena tersebut dapat dilihat pada ilustrasi berikut :
Gambar 1. Ilustrasi penjalaran cahaya pada prisma (zsmart.id)
Berdasarkan gambar di atas, terdapat beberapa besaran penting yang perlu diketahui yakni sudut datang i, sudut bias r , sudut pembias prisma β dan sudut deviasi δ yang menyatakan seberapa besar sinar akhir dibelokkan dari arah sinar datangnya.
B. Rumus Pada Prisma
Terdapat beberapa rumus atau persamaan tekait tentang prisma yakni :
1. Pembiasan pada prisma
di mana i menyatakan sudut datang cahaya, r menyatakan sudut bias cahaya, nu adalah indeks bias medium dan np adalah indeks bias prisma.
2. Sudut pembias prisma β
yang menyatakan penjumlahan dari sudut bias 1 dan sudut sinar datang 2.
3. Sudut deviasi δ
yang menyatakan seberapa jauh sinar akhir menyimpang dari sinar awalnya.
4. Sudut deviasi minimum δm
yang menyatakan simpangan terkecil dari cahaya yang keluar dari prisma. Terlihat bahwa nu merupakan indeks bias medium dan np merupakan indeks bias prisma. Kasus khusus, jika sudut pembias β lebih kecil dari 15⁰, maka persamaan sudut deviasi minimum menjadi :
C. Contoh Soal Prisma
Sebuah prisma memiliki sudut pembias sebesar 60⁰. Pada salah satu sisi prisma, ditembakkan cahaya monokromatik dengan sudut datang sebesar 60⁰. Tentukanlah a) sudut bias pertama, b) sudut datang kedua, c) sudut bias kedua dan d) sudut deviasi dan e) sudut deviasi minimum jika indeks bias prisma adalah 1.7!
Jawaban:
Untuk menentukan sudut bias pertama r1 maka kita gunakan persamaan pertama yakni :
dengan nu adalah indeks bias udara benilai 1, np indeks bias prisma bernilai 1.7 dan i adalah sudut datang cahaya yakni 60⁰, maka diperoleh :
dengan menyelesaikan persamaan ini, akan diperoleh nilai sudut bias pertama r1 adalah 30⁰.
Untuk menentukan sudut datang kedua i2 kita dapat menggunakan informasi dari soal dan jawaban yang telah diperoleh sebelumnya yakni sudut pembias prisma dan sudut bias pertama dengan menggunakan persamaan :
diperoleh nilai dari sudut datang kedua i2 adalah 30⁰.
Untuk sudut bias kedua r2 kita bisa menggunakan kembali persamaan pembias yakni :
dengan memasukkan informasi-informasi mengenai indeks bias prisma, indeks bias udara, sudut datang kedua, maka diperoleh sudut bias kedua adalah 58.2⁰.
Berdasarkan nilai-nilai jawaban yang telah diperoleh maka sudut deviasi dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :
diperoleh sudut deviasi δ adalah 58.2⁰. Lebih lanjut, untuk sudut deviasi minimum δm dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :
=n_{p}sin\frac{\beta}{2} "rumus sudut deviasi minimum prisma")
dengan memasukkan informasi-informasi yang telah diperoleh terkait sudut pembias prisma, indeks bias udara, indeks bias prisma maka diperoleh :
dengan menyelesaiakan persamaan terakhir ini, maka diperoleh besar sudut deviasi minimum δm adalah 56.4⁰.
Demikian informasi mengenai materi fisika optik geometri sub pokok bahasan prisma yang disertai contoh soal dan pembahasan. Semoga bermanfaat!
Post a Comment for "Materi Fisika SMA Kelas 11 Optik Geometri : Prisma Lengkap Dengan Contoh Soal dan Pembahasannya"