Semoga weblog ini bisa bermanfaat bagi anda yang sedang berkunjung............... !!!
B. Dispersi Cahaya
Praktikum 1
Dispersi Cahaya
i = r’ , r = i’ serta i’ + r = β
Besarnya sudut deviasi minimum pada prisma dirumuskan sebagai:
δm = i + r’ – β . . . (3.1)
Karena r’ = r maka:
. . . (3.2)
. . . (3.3)
Sesuai dengan hukum Snellius, kita peroleh :
. . . (3.4)
Untuk prisma tipis dengan sudut bias β sangat kecil, persamaan 3.4 dapat ditulis sebagai berikut.
Keterangan:
Di depan telah disinggung bahwa cahaya putih merupakan cahaya polikromatik, artinya cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Jika cahaya putih diarahkan ke prisma maka cahaya putih akan terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Indeks bias cahaya tersebut adalah ungu > nila > biru > hijau > kuning > jingga >merah.
Contoh Soal
Cahaya
memang menjadikan kehidupan ini terlihat indah. Cobalah perhatikan
pelangi yang muncul pada saat musim hujan! Ada banyak warna melengkung
indah menghias angkasa. Pernahkah kamu mengamati pelangi? Mengapa
pelangi terjadi pada saat gerimis atau setelah hujan turun dan matahari
tetap bersinar? Peristiwa terjadinya pelangi merupakan gejala dispersi
cahaya. Gejala dispersi cahaya adalah gejala peruraian cahaya putih (polikromatik) menjadi cahaya berwarna-warni (monokromatik). Untuk memahami peristiwa disperse cahaya cobalah lakukan percobaan sederhana berikut ini!
Praktikum 1
Laksanakan kegiatan berikut bersama kelompokmu!
Dispersi Cahaya
A. Tujuan Percobaan
Mengamati terjadinya peristiwa dispersi cahaya.
B. Alat dan Bahan
1. Prisma kaca (FPT 16.19/89) 1 buah
2. Ray box (kotak cahaya) 1 buah
3. Power supply (KAL 60) 1 buah
4. Diafragma 1 celah 1 buah
5. Kertas HVS 1 lembar
6. Penggaris 1 buah
C. Langkah Kerja
1. Susunlah alat-alat seperti gambar berikut!
2. Atur kesesuaian antara ray box dengan power supply maupun sumber arus PLN!
3. Nyalakan ray box kemudian atur prisma sedemikian sehingga sinar yang meninggalkan prisma mengenai lipatan kertas seperti pada gambar!
4. Amatilah sinar yang mengenai prisma! Adakah warna yang muncul pada
tempat jatuhnya sinar? Jika ada, catatlah warna-warna tersebut secara
berurutan dari ujung ke ujung!
5. Diskusikanlah dengan kelompokmu untuk menarik kesimpulan dari hasil
pengamatanmu!
6. Presentasikan hasil kerja kelompokmu di depan kelas!
7. Ingat, sebelum kamu meninggalkan
ruang praktik, kembalikanlah alat-alat pada tempat semula dengan baik!
Jagalah kebersihan lingkungan dan tubuhmu!
Bagaimana hasil praktikum yang telah
kamu lakukan? Mari sekarang kita bahas mengenai dispersi cahaya
tersebut. Pembiasan cahaya pada prisma merupakan salah satu contoh
peristiwa dispersi cahaya. Perhatikan gambar 3.2 di samping!
Seberkas sinar menuju prisma dengan sudut datang i. Sinar tersebut kemudian meninggalkan prisma dengan sudut keluar r’.
Besarnya sudut penyimpangan antara sinar yang menuju prisma dengan
sinar yang meninggalkan prisma disebut sebagai sudut deviasi. Besar
sudut deviasi tergantung pada besar kecilnya sudut datang. Sudut deviasi
terkecil disebut sudut deviasi minimum. Sudut deviasi minimum terjadi
jika:
i = r’ , r = i’ serta i’ + r = β
Besarnya sudut deviasi minimum pada prisma dirumuskan sebagai:
δm = i + r’ – β . . . (3.1)
Karena r’ = r maka:
. . . (3.2)
dan
. . . (3.3) Sesuai dengan hukum Snellius, kita peroleh :
. . . (3.4) Untuk prisma tipis dengan sudut bias β sangat kecil, persamaan 3.4 dapat ditulis sebagai berikut.
δm = (n – 1) β . . . (3.5)
Keterangan:
δm : sudut deviasi minimum
n : indeks bias prisma
β : sudut pembias prisma
Di depan telah disinggung bahwa cahaya putih merupakan cahaya polikromatik, artinya cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Jika cahaya putih diarahkan ke prisma maka cahaya putih akan terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Indeks bias cahaya tersebut adalah ungu > nila > biru > hijau > kuning > jingga >merah.
Seberkas cahaya polikromatik
diarahkan ke prisma. Cahaya tersebut kemudian terurai menjadi cahaya
merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Tiap-tiap cahaya
mempunyai sudut deviasi yang berbeda, Perhatikan gambar 3.3 di bawah ini !
Selisih antara
sudut deviasi untuk cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi. Besar
sudut dispersi dapat dituliskan sebagai berikut.
φ = δmu – δmm = (nu – nm) β . . . (3.6)
Pada peristiwa
terjadinya pelangi, kita dapat menganggap titik-titikair sebagai
prisma-prisma tipis yang sangat banyak jumlahnya. Agar kamu lebih
memahami penerapan rumus sudut dispersi, pelajarilah contoh soal
berikut! Kemudian kerjakan tugas di bawahnya!
Contoh Soal
Seberkas cahaya
putih menembus sebuah prisma tipis dengan sudut pembias 10°, jika
indeks bias untuk cahaya merah dan ungu masing-masing 1,49 dan 1,52,
tentukanlah besar sudut dispersinya!
Penyelesaian:
Diketahui:
β = 10°
nm = 1,49
nu = 1,52
Ditanyakan: φ = . . .?
Jawab:
φ = (nu – nm) β
φ = (1,52 – 1,49)10°
φ = (0,03)10°
φ = 0,3°