D. Sudut Deviasi Minimum Sebuah Prisma
Bila Anda perhatikan persamaan deviasi di atas, tampak bahwa besar sudut deviasi sebuah prisma dapat berubah besarnya bila sudut datang i₁ berubah (sudut r₂ juga akan berubah bila sudut i₁ berubah). Serangkaian percobaan dilakukan untuk membuktikan hal ini. Hasilnya disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara sudut deviasi (D) dan sudut datang pertama i₁ (Gambar 15).

Gambar 15. Sudut deviasi prisma merupakan fungsi sudut datang i₁.

Dari grafik di atas tampak deviasi bertambah kecil seiring dengan bertambah besarnya i₁ yang menarik adalah bila i₁ terus diperbesar, deviasi tidak lagi ikut mengecil justru kembali membesar. Jadi, ada suatu keadaan di mana deviasi mencapai nilai terkecil yakni pada saat i₁ = r₂. Deviasi dengan nilai paling kecil disebut deviasi minimum (Dm). Pada saat deviasi minimum besar i₁ = r₂ dan karenanya besar i₂ = r₁ sehingga persamaan sudut pembias berubah dari,

b = r₁ + i₂

menjadi

Persamaan sudut pembias pada saat deviasi minimum.

atau

r₁ = ½ b

Persamaan deviasi juga berubah menjadi persamaan deviasi minimum (d). Dari persamaan,

D = (i₁ + r₂) – b
i₁ = r₂

kita dapatkan,

Persamaan deviasi minimum.

atau

Bila kita terapkan persamaan-persamaan yang baru saja kita dapatkan pada deviasi minimum ini ke dalam hukum Snellius, maka akan kita dapatkan persamaan baru, yakni:

n₁ sin i₁ = n₂ sin r₁

atau

Hukum Snellius pada prisma saat deviasi minimum untuk b >150

dengan
n₁ = indeks bias medium
n₂ = indeks bias prisma
Dm = deviasi minimum
b = sudut pembias prisma

Bila sudut pembias relatif kecil, yakni di bawah 15°, maka sudut deviasi menjadi sangat kecil (d) sehingga nilai sin a = a. Akibatnya persamaan Hukum Snellius di atas berubah dari,

menjadi:

atau

(b) = d + b

sehingga

Persamaan deviasi minimum prisma untuk b 15°.
dengan
d = deviasi minimum untuk b = 15°.
n_2-1 = indeks bias relatif prisma terhadap medium
b = sudut pembias prisma

Contoh:

1.	Dari suatu percobaan tentang hubungan antara sudut deviasi (D) dengan sudut datang i dinyatakan dalam bentuk grafik di bawah. Tentukan besar sudut pembias prisma!

Penyelesaian:
Dari grafik di atas tampak bahwa Dm = 14° dan i₁ = r₂ = 37° sementara untuk menentukan besar sudut pembias kita gunakan persamaan Dm = 2 i₁– b

Dm	= 2 i1– b
14°	= (2 x 37°) – b
b	= 74° –14°
	= 60°

Jadi, besar sudut pembias prisma adalah = 60°.


Contoh:

2.	Sebuah prisma dengan penampang berupa segi tiga sama sisi. Bila sinar monokromatik dijatuhkan dengan sudut datang 45° pada salah satu sisi prisma, maka sinar tersebut dibiaskan sedemikian sehingga mengalami deviasi minimum. Tentukanlah sudut deviasi minimum dan indeks bias prisma!

Penyelesaian:
Ada yang perlu Anda catat dari soal di atas yaitu bahwa sinar yang masuk pada prisma adalah sinar monokromatik. Maksudnya sinar yang hanya terdiri dari satu warna. Misalnya merah, kuning atau hijau. Sebenarnya, berkas sinar yang dibicarakan pada soal-soal terdahulu pun merupakan sinar-sinar monokromatik.

Diketahui :	i1	= 45°
	nudara	= n1 = 1,0
	b	= 60° (sebab prisma sama sisi)

Ditanya :
a. Dm = ?
b. nprisma = n1 ?

Jawab :
Karena sudut pembias prisma b > 15°, maka kita gunakan persamaan

Dm	= 2i1 – b = 2 x 45° – 60° = 30°

Untuk menentukan indeks bias prisma kita gunakan Hukum Snellius pada prisma saat deviasi minimum





sin 45° = n₂ sin 30°

n₂ =

=

Jadi, deviasi minimum prisma = 30°, sedangkan indeks biasnya n₂ = atau 1,41. Bagaimana, terlalu banyak persamaan yang harus dikuasai? Ya, perlahan saja. Pelajari kembali contoh-contoh soal di atas. Bila sudah Anda pahami, baru Anda pelajari variasi soal tentang prisma yang lain melalui contoh soal di bawah ini.


Contoh:

3.	Sebuah prisma (np = 1,50) mempunyai sudut pembias b = 10°. Tentukan deviasi minimum pada prisma tersebut!

Penyelesaian:
Karena sudut pembiasnya b < 15° gunakan persamaan deviasi minimum
d = (n₂₁– 1).

Diketahui :	n1 = nu = 1
	n2 = np = 1,50
	b  = 10°

Ditanya : d = ?

Jawab :

d	= (n21– 1) b = (– 1) b = (1,5 – 1) 10° = 5°.

Jadi, berkas sinar yang masuk ke prisma akan mengalami deviasi minimum sebesar 5°.

Demikianlah, uraian materi Kegiatan 2. Jangan bosan untuk mengulang kembali uraian materi ini, Anda pasti dapat memahaminya dengan baik bila sering mengulang-ulang dalam mempelajarinya.