Pembahasan Cahaya dan Alat Optik
Identifikasi Konsep
Kalian tentu tahu bahwa berlian harganya mahal, berlian merupakan batu mulia yang sangat jarang dan sulit ditemukan, juga merupakan salah satu material keras di bumi. Satu hal lagi kelebihan berlian yang membuatnya mahal, berlian yang sudah jadi/setelah mengalami pemotongan akan tampak berkilauan cocok untuk dikenakan sebagai perhiasan yang memberi kesan mewah bagi pemakainya. Fenomena berkilaunya berlian merupakan salah satu contoh gejala fisika yang berhubungan dengan pemantulan sempurna atau pemantulan total. Lebih lengkap pemantulan sempurna silahkan cek pada pembahasan
Pembahasan Identifikasi masalah dan solusi
Hukum Snellius dan pemantulan sempurna
Hukum pembiasan Cahaya atau Hukum Snellius yaitu:
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak satu bidang datar.
2. cahaya datang dari medium renggang (indeks bias kecil) ke medium rapat (indeks bias besar) akan dibiaskan/dibelokkan mendekati garis normal, sehingga sudut datang (i) > sudut bias (r). lihat gambar tengah
3. cahaya datang dari medium rapat (indeks bias besar) ke medium renggang (indeks bias kecil) akan dibiaskan/dibelokkan menjauhi garis normal, sehingga sudut datang (i) < sudut bias (r). lihat gambar kiri.
4. Sinar datang tegak lurus permukaan batas antara dua medium (berimpit dengan garis normal) maka sinar akan diteruskan. Lihat gambar kanan
Ada peristiwa penting dari berlakunya hukum pembiasan, yaitu peristiwa pemantulan sempurna. Hal ini berkaitan dengan poin ke 3 hukum pembiasan snellius, jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium renggang, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jika sudut sinar datang kita perbesar, maka sudut bias akan semakin besar pula. Suatu saat, sudut bias akan sama dengan 90°. Hal ini berarti sinar dibiaskan sejajar dengan bidang batas antarmedium.
Jika sudut datang kita perbesar lagi, maka sinar datang tidak lagi dibiaskan, akan tetapi dipantulkan. Peristiwa inilah yang kita sebut dengan pemantulan total atau pemantulan sempurna (gambar 1)
Saat terjadi pemantulan sempurna maka sudut datang akan bernilai sama dengan sudut pantul (pada gambar 1 sudut datang dan sudut pantul disimbolkan α)
Ketika sinar datang dari udara masuk ke dalam berlian, di dalam berlian sinar akan menuju permukaan 1 berlian (lihat gambar 2). Apabila sinar tersebut membentuk sudut datang yang nilainya lebih besar dari sudut kritis maka sinar tersebut akan mengalami pemantulan sempurna. Kemudian sinar berturut-turut mengenai permukaan 2, permukaan 3 dan seterusnya dan selalu mengalami pemantulan sempurna.
Saat sinar mengalami pemantulan berulang di dalam berlian menyebabkan sinar seolah-olah terperangkap di dalam ruang berlian. Hal ini menyebabkan berlian terlihat berkilauan. Yang perlu dicatat pemantulan sempurna tidak berlangsung disemua bagian dari berlian, berlian yang bagus ditentukan juga dari bagaimana hasil pemotongan bentuk berlian. Pemotongan yang bagus akan membuat sinar mengalami pemantulan sempurna sebanyak mungkin dipermukaan dalam berlian dan berlian akan semakin terlihat berkilau.
Hukum pembiasan Cahaya atau Hukum Snellius yaitu:
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak satu bidang datar.
2. cahaya datang dari medium renggang (indeks bias kecil) ke medium rapat (indeks bias besar) akan dibiaskan/dibelokkan mendekati garis normal, sehingga sudut datang (i) > sudut bias (r). lihat gambar tengah
3. cahaya datang dari medium rapat (indeks bias besar) ke medium renggang (indeks bias kecil) akan dibiaskan/dibelokkan menjauhi garis normal, sehingga sudut datang (i) < sudut bias (r). lihat gambar kiri.
4. Sinar datang tegak lurus permukaan batas antara dua medium (berimpit dengan garis normal) maka sinar akan diteruskan. Lihat gambar kanan
Ada peristiwa penting dari berlakunya hukum pembiasan, yaitu peristiwa pemantulan sempurna. Hal ini berkaitan dengan poin ke 3 hukum pembiasan snellius, jika sinar datang dari medium lebih rapat menuju medium renggang, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Jika sudut sinar datang kita perbesar, maka sudut bias akan semakin besar pula. Suatu saat, sudut bias akan sama dengan 90°. Hal ini berarti sinar dibiaskan sejajar dengan bidang batas antarmedium.
Jika sudut datang kita perbesar lagi, maka sinar datang tidak lagi dibiaskan, akan tetapi dipantulkan. Peristiwa inilah yang kita sebut dengan pemantulan total atau pemantulan sempurna (gambar 1)
Saat terjadi pemantulan sempurna maka sudut datang akan bernilai sama dengan sudut pantul (pada gambar 1 sudut datang dan sudut pantul disimbolkan α)
Ketika sinar datang dari udara masuk ke dalam berlian, di dalam berlian sinar akan menuju permukaan 1 berlian (lihat gambar 2). Apabila sinar tersebut membentuk sudut datang yang nilainya lebih besar dari sudut kritis maka sinar tersebut akan mengalami pemantulan sempurna. Kemudian sinar berturut-turut mengenai permukaan 2, permukaan 3 dan seterusnya dan selalu mengalami pemantulan sempurna.
Saat sinar mengalami pemantulan berulang di dalam berlian menyebabkan sinar seolah-olah terperangkap di dalam ruang berlian. Hal ini menyebabkan berlian terlihat berkilauan. Yang perlu dicatat pemantulan sempurna tidak berlangsung disemua bagian dari berlian, berlian yang bagus ditentukan juga dari bagaimana hasil pemotongan bentuk berlian. Pemotongan yang bagus akan membuat sinar mengalami pemantulan sempurna sebanyak mungkin dipermukaan dalam berlian dan berlian akan semakin terlihat berkilau.
Kesimpulan
Berlian nampak berkilau, hal ini terjadi dikarenakan adanya pemantulan sempurna, jawaban yang benar “a”
Pelajari Materi Terkait di Pahamify