D. Pembiasan dan Warna Cahaya
Mari kita lanjutkan pelajaran dengan melihat kemungkinan adanya hubungan antara pembiasan dan warna cahaya. Anda telah pahami bahwa besar cepat rambat cahaya sama dengan frekuensi dikalikan dengan panjang gelombangnya atau v = f.l sehingga dari persamaan,
n21 = 
kita dapatkan
Pada kenyataannya frekuensi cahaya tidak mengalami perubahan saat cahaya melewati bidang batas dua medium. Artinya perubahan kecepatan cahaya berhubungan dengan perubahan panjang gelombangnya saja. Jadi,
|
|
Persamaan indeks bias relatif sebagai perbandingan panjang gelombang cahaya
l1= panjang gelombang cahaya pada medium 1
l2= panjang gelombang cahaya pada medium 2
|
Panjang gelombang cahaya menentukan kesan warna tertentu pada mata kita. Ada banyak sekali warna cahaya yang merentang dari warna merah, jingga, kuning, hijau, biru sampai ungu. Setiap warna memiliki panjang gelombang sendiri-sendiri yang besarnya berbeda satu terhadap lainnya. Merah memiliki panjang gelombang terbesar, sedangkan ungu paling kecil. Tabel 3 memperlihatkan warna benda dan panjang gelombang yang dimilikinya. Anda harus berhati-hati dalam membaca tabel ini. Bila Anda sebut warna merah misalnya, merah yang mana? Sebab ada merah darah, ada juga merah jambu. Itu sebabnya data pada kolom 2 tabel 3 menggunakan rentang panjang gelombang. Satu hal yang harus Anda catat adalah satu warna tertentu hanya memiliki satu panjang gelombang tertentu saja.
Tabel 3. Panjang gelombang warna cahaya.
|
Merah
Jingga
Kuning
Hijau
Biru
Ungu
|
630 - 700 nm
590 - 630 nm
570 - 590 nm
500 - 570 nm
450 - 500 nm
400 - 450 nm
|
Masih ingat apa yang dimaksud nm? Ya, nanometer atau sepuluh pangkat minus sembilan meter (10-9 m)!
Contoh:
| 1. |
Berkas sinar merambat di udara dengan kecepatan 3 x 108 m/s dan frekuensi 4,62 x 1014 Hz menuju permukaan air yang indeks biasnya  . Tentukan panjang gelombang cahaya:
a) saat berada di udara
b) saat berada di air!
|
Penyelesaian:
| Diketahui : |
c = 3 x 108 m/s
f = 6 x 1014 Hz
nu = n1 = 1
na = n2 =  |
| Ditanya : |
a) lu = ?
b) la = ? |
| Jawab : |
a)
|
c = l.f
lu = 6,5 x10-7 m
Jadi, panjang gelombang cahaya di udara adalah
l1 = 6,5 x 10-7 m.
|
| |
b) |
Panjang gelombang cahaya di dalam air (l2) bila panjang gelombang cahaya di udara l1 = 6,5 x 10-7 m
Jadi, panjang gelombang cahaya di dalam air adalah 4,86 x 10-7 m. Mudah saja, bukan?
|
Latihan
Seberkas cahaya merah (l = 633 nm) yang berasal dari laser helium-neon memasuki lempeng kaca dengan sudut datang 30°. Jika indeks bias kaca = 1,56, tentukanlah:
a) panjang gelombang cahaya di dalam kaca;
b) sudut bias;
c) kelajuan cahaya di dalam kaca!
Untuk menjawab soal latihan di atas Anda anggap laser merah merambat dari udara ke kaca, indeks bias udara = 1 dan cepat rambat cahaya di udara =
3x108 m/s. Gunakan persamaan-persamaan yang ada pada contoh-contoh yang telah diberikan, maka akan Anda dapatkan jawaban untuk:
a) 406 nm (pembulatan);
b) 18,7° dan
c) 1,92 x 108 m/s.
