151. Jika seberkas sinar matahari dilewatkan pada sebuah prisma kaca, sinar diuraikan menjadi spektrum warna. Terurainya sinar matahari menjadi bermacam-macam warna karena a. cepat rambat dari tiap macam cahaya tidak sama b. indeks bias dari tiap macam warna tidak sama c. medium dari tiap macam warna tidak sama d. panjang gelombang dari tiap macam warna tidak sama, tetapi frekuensinya sama 

Dispersi merupakan peristiwa penguraian cahaya putih (polikromatik) menjadi komponen-komponennya karena pembiasan. sebelum masuk ke bahasan dispersi, kita pahami dulu pembagian cahaya berdasarkan spektrum penyusunnya. Cahaya dibagi menjadi dua yaitu cahaya Monokromatik dan cahaya polikromatik. Cahaya monokromatik adalah cahaya yang hanya terdiri dari satu spektrum warna (satu panjang gelombang). Cahaya Polikromatik adalah cahaya yang terdiri dari lebih dari satu spektrum warna (satu panjang gelombang), contohnya cahaya matahari. Cahaya polikromatik/cahaya matahari ketika memasuki prisma kaca masing-masing spektrum warna penyusunnya akan menghasilkan sudut deviasi yang berbeda-beda sehingga ketika keluar prisma terlihat masing-masing spektrum warna dihamburkan (lihat gambar di bawah). Pada sisi lain dari prisma/ sinar keluar berupa spektrum warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. 
 
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-663/LessonId-1596/ModuleId-2/QuestionCode-21IMQQ2UD3E/3h.png" />

Lebih detail berkenaan dengan spektrum warna dan kenapa masing-masing warna penyusun cahaya putih mengalami sudut deviasi yang berbeda, cek pembahasan.

Identifikasi Konsep

Spektrum Cahaya Tampak
Cahaya tampak merupakan salah satu bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik, cahaya tampak paling banyak berhubungan dengan kita karena cahaya ini yang bisa kita lihat secara langsung dengan mata telanjang. Urutan cahaya tampak berdasarkan panjang gelombang terkecil adalah dimulai dari ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga dan terakhir merah yang memiliki panjang gelombang terbesar dalam spektrum cahaya tampak.
 
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-663/LessonId-1596/ModuleId-2/QuestionCode-21IMQQ2UD3E/3g.png" />

Pembiasan 
Pembiasan adalah peristiwa pembelokan arah cahaya ketika melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda indeks bias/kerapatan. 
 
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-663/LessonId-1596/ModuleId-2/QuestionCode-21IMQQ2UD3E/3e.png" />

Hukum pembiasan Cahaya atau Hukum Snellius yaitu:
1.	Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak satu bidang datar.

2.	cahaya datang dari medium kurang rapat (indeks bias kecil) ke arah medium rapat (indeks bias besar) — contohnya sinar datang dari udara ke air—, maka arah rambat cahaya akan belok mendekati garis normal, sehingga sudut datang (r) < sudut bias (i). lihat gambar tengah

3.	cahaya datang dari medium rapat (indeks bias besar) ke medium kurang rapat (indeks bias kecil), — contohnya sinar datang dari air ke udara— maka arah rambat cahaya akan dibelokkan menjauhi garis normal, sehingga sudut datang (r) > sudut bias (i). lihat gambar kiri.

4.	Sinar datang tegak lurus permukaan batas antara dua medium (berimpit dengan garis normal) maka sinar akan diteruskan. Lihat gambar kanan

Persamaan yang berlaku berkaitan dengan hukum snellius:
\(\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{\rm{1}}}{\rm{.sin\ i}} = {{\rm{n}}_{\rm{2}}}{\rm{.sin \ r}} & \\\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}} = \dfrac{{{\rm{sin \ r}}}}{{{\rm{sin \ i}}}} \end{array}\)
(persamaan 1)

\({n_1}\) = indeks bias medium sinar datang
\({n_2}\) = indeks bias medium sinar bias
\({i}\) = sudut datang
\({r}\) = sudut bias

Indeks bias sendiri merupakan perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa (c) dengan cepat rambat cahaya di dalam suatu medium. Cepat rambat cahaya dalam medium yang rapat (indeks bias besar) selalu lebih kecil daripada kecepatan cahaya di dalam medium yang renggang (indeks bias kecil). Analogi sederhana bisa kita gunakan, saat kita berlari di jalan yang sepi (medium renggang) akan lebih kencang/cepat dari pada kita berlari di jalan yang ramai (medium rapat). Dari fakta tersebut bisa dirumuskan:
\[\dfrac{{{{\rm{v}}_{\rm{2}}}}}{{{{\rm{v}}_{\rm{1}}}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}} \]
(persamaan 2)

Dimana 
\({v_1}\)= kecepatan cahaya di medium 1
\({v_2}\) = kecepatan cahaya di medium 2

cepat rambat cahaya merupakan perkalian antara panjang gelombang cahaya (\({\rm{\lambda }}\)) dengan frekeunsi cahaya (f) :
\[{\rm{v}} = {\rm{\lambda }}{\rm{.f}} \]
(persamaan 3)

Frekeunsi cahaya ketika merambat dalam medium 1 ke medium 2 tidak mengalami perubahan/ bernilai konstan sehingga persamaan 2 ketika disubtitusikan ke persamaan 1 menjadi :
\[\dfrac{{{\lambda _{\rm{2}}}}}{{{\lambda _{\rm{1}}}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}} \]
(persamaan 4)

Subtitusi persamaan 1 dengan persamaan 4 dihasilkan:
\[\dfrac{{{{\rm{\lambda }}_{\rm{2}}}}}{{{{\rm{\lambda }}_{\rm{1}}}}} = \dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}} = \dfrac{{{\rm{sin \ r}}}}{{{\rm{sin\ i}}}} \]
(persaman 5)

Dari persamaan 5 dapat menyimpulkan bahwa perbandingan panjang gelombang pada medium 2 dengan panjang gelombang pada medium 1 sebanding dengan indeks bias medium 1 dengan indeks bias medium 2 serta sebanding dengan sin dari sudut bias dengan sin sudut datang. 

Sudut deviasi masing-masing warna cahaya pada prisma
Berkenaan dengan sudut deviasi berikut penjelasan singkatnya. Sudut deviasi adalah sudut penyimpangan yang dibentuk oleh perpanjangan berkas sinar datang dan berkas sinar yang keluar dari prisma. Lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar berikut:
 
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-663/LessonId-1596/ModuleId-2/QuestionCode-21IMQQ2UD3E/3f.png" />

Karena pada kasus dispersi prisma penguraian warna dimulai sejak pembiasan dipermukaan prisma pertama (permukaan sebelah kiri prisma). Warna ungu memiliki panjang gelombang paling kecil dan merah memiliki panjang gelombang terbesar dari spektrum cahaya tampak, hal ini menyebabkan warna ungu akan dibiaskan dengan sudut bias lebih besar daripada warna merah. Begitu juga ketika mengenai permukaan kedua (permukaan sebelah kanan prisma) warna ungu akan dibiaskan lagi dengan sudut bias lebih besar daripada warna merah sehingga sudut deviasi warna ungu lebih besar dari warna merah. Terlihat oleh mata kita sinar yang keluar dari permukaan kedua priswa terurai menjadi spektrum warna mirip pelangi.

Pembahasan Identifikasi masalah dan solusi


Jadi, terurainya sinar matahari (cahaya putih/cahaya polikromatik) menjadi bermacam-macam warna karena panjang gelombang dari tiap macam warna tidak sama, tetapi frekuensinya sama. Jawaban “d”. 
