Bank Soal Fisika SMA Pembiasan Cahaya

Diketahui:

Sudut bias $\theta_2=37^{\circ}$ mendekati garis normal

Perbandingan indeks bias antara medium A dan medium B $\frac{n_1}{n_2}=\frac{3}{4}\ \rightarrow\ \frac{n_2}{n_1}=\frac{4}{3}$

Ditanya:

Sudut datang sinar $\theta_1=$?

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.

Karena sinar dibiaskan mendekati garis normal, maka sinar merambat dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat ($n_2>n_1$), sehingga sudut biasnya akan lebih kecil dari sudut datangnya ($\theta_2<\theta_1$). Maka, untuk menghitung sudut datang sinar dapat menggunakan persamaan hukum Snellius yaitu sebagai berikut.

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

$\sin\theta_1=\frac{n_2}{n_1}\left(\sin\theta_2\right)$

$\sin\theta_1=\left(\frac{4}{3}\right)\left(\sin37^{\circ}\right)$

$\sin\theta_1=\left(\frac{4}{3}\right)\left(0,60\right)$

$\sin\theta_1=0,80$

$\theta_1=\sin^{-1}\left(0,80\right)$

$\theta_1=53^{\circ}$

Maka, sudut datang sinar tersebut adalah $53^{\circ}$.