Refleksi dan Refraksi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Gelombang didefenisikan sebagai getaran yang merambat melalui medium perantara. Medium gelombang dapat berupa zat padat, cair dan gas, misalnya tali,slinki, air dan udara. Salah satu gejala gelombang yang dapat diamati dengan mudan, yaitu melemparkan batu kedalam kolam yang airnya tenang, maka pada permukaan air kolam itu akan timbul usikan yang merambat dari tempat batu jatuh ke  tepi kolam . Usikan yang merambat pada permukaan air tersebut disebut juga gelombang.

Gelombang memiliki sidat difraksi, interferensi, refleksi, refraksi dan polarisasi. Pada interferensi gelombang air yang melalui dua celah sempit, menghasilkan polan gelap terang. Pola gelap terang dapat diamati dengan jelas pada layar pengamatan. Gelombang biasanya dikarakteristikan dengan panjang gelombangnya, kecepatannya, frekuensinya dan lain-lain. 

Bila sebuah gelombang cahaya menumbuk sebuah antarmuka (interface) halus yang memisahkan dua material transparan (material tembus cahaya) (seperti udara dan kaca atau air dan kaca), maka pada umum nya sebagian gelombang itu direfleksikan dan sebagian lagi direfraksikan (ditransmisikan) kedalam material kedua.

Refleksi (Pembiasan gelombang) adalah pembelokan gelombang akibat gelombang masuk ke dalam medium yang lebih rapat. Refleksi pada sudut tertentu dari sebuah permukaan yang sangat halus dinamakan refleksi spakular (untuk cermin) dan refleksi yang dihamburkan dari sebuah permukaan kasar dinamakan refleksi tersebar. Kedua macam refleksi dapat terjadi baik dengan material transparan maupun dengan material tak tembus sinar yang tidak mentransmisikan cahaya. Sebagian besar benda dilingkungan kita (termasuk pakaian, tumbuhan, orang lain, dan buku) dapat dilihat oleh kita karena

1.2. Tujuan

1.    Untuk mengetahui sudut datang dan sudut refraksi  di kaca dengan  leser.

2.    Untuk mengetahui sudut datang dan suduk refraksi di air dengan laser

3.    Untuk mengetahui sudut datang dan sudut refraksi diprisma dengan laser

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Seperti yang akan kita lihat dalam pasal berikut, tanpa pengertian sifat sifat tersebut , alat alat seperti kamera, teleskop, kacamata, mikroskop dan sebagainya akan sulit dijelaskan. Sebagaimana adanya apa disebut sebagai cahaya tampak dalam pasal ini memiliki perluasannya dalam daerah lain spektrum elektromagnetik.

Seberkas cahaya jatuh pada permukaan air,sebagian dipantulkan oleh permukaan dan sebagian lagi dibiaskan (dibelokkan/direfrakskan) masuk kedalam air. Berkas datang digambarkan sebagai sebuah garis lurus, sinar datang, sejajar dengan arah perambatan .Kita anggap berkas datang dalam adalah gelombang datar, dengan muka gelombangnya tegak lurus kepada sinat datang. Berkas yang dipantulkan dan dibiaskan juga digambarkan dengan sinar sinar. Sudut datang ( ), sudut refleksi dan sudut refraksi diukur dari normal bidang

Batas kesinar yang bersangkutan. Berdasarkan eksperimen diperoleh hukum hukum :

1.    Sinar yang masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar yang sinar yang direfraksikan dan normal terhadap permukaan semuanya terletak pada bidang yang sama. Bidang dari ketiga sinar itu tegak lurus terhadap bidang  permukaan batas di antara kedua material tersebut. Kita selalu menggambarkan diagram sinar, sehingga sinar masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar yang direfraksikan berada dalam diagram. Mempresentasekan gelombang sebagai sinar adalah dasar optika geometric. Kita menjelaskan arah sinar masuk, sinar yang direfleksikan,

2.    Sudut refflaksi sama dengan sudut masuk untuk semua panjang gelombang dan untuk setiap pasangan material, yakni :

    Hubungan ini, bersama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan sinar yang direfleksikan dan normal, semuanya terletak pada bidang yang sama, yang dinamakan hokum refleksi.

3.    Untuk cahaya monokromatik dan untuk sepasang material yang diberikan, a dn b, pada sisis-sisi yang berlawanan dari antarmukia itu, rasio dari sinus sudut  dan   dimana kedua sudut itu diukur dari normal terhadap permukaaan, sama dengan kebalikan dari rasio kedua indeks reefraksi :

    = ,  atau   sin  sin  (hukum refraksi)

Dengan n21 adalah kostanta yang disebut indeks refraksi(indeks bias) dari medium 2 terhadap

Medium 1 . Indeks refraksi suatu medium lain biasanya bergantung pada panjang gelombang
tidak seperti halnya refleksi, berdasarkan kenyataan ini, refraksi dapat digunakan untuk
menguraikan cahaya atas komponen komponen panjang gelombangnya, yang diambil dari
optics karya Newton, memperlihatkan bagaimana karya Newton, dengan menggunakan
prisma ABC, membentuk spektrum cahaya matahari yang masuk dari jendelanya melalui
lubang kecil titik F

Hukum releksi telah dikenal sebagain hukum Snell, atau di Perancis dikenal sebagai hukum Descartes. Kita dapat menurunkan refleksi dan refraksi ini dari persamaan Maxwell, yang berarti bahwa hukum ini berlaku untuk semua daerah spektrum elektromagnetik. Memperlihatkan susunan percobaan untuk mempelajari refleksi gelombang mikro oleh suatu
lempeng logam yang telah diketahui bahwa permukaan pelat baja yang digosok sampai
mengkilap akan memantulkan dengan baik berkas yang datang padanya, tetapi selembar
|kertas sedikit-banyaknya akan menghamburkannya kesegala arah (refleksi baurdiffuse reflection). Kebanyakan benda benda ini tak bercahay disekitar kita dapat dilihat karena
refleksi baur ini .

Pembengkokan cahaya di prisma adalah contoh sederhana modifikasi muka gelombang . Pendekatan ray adalah untuk menganalisis dua pembiasan , masing-masing mengikuti hukum Snell . Alih-alih menelusuri melalui geometri kedua refraksi , kami akan mempertimbangkan aksi prisma secara keseluruhan . 

               Situasi sederhana khususnya ditemukan untuk prisma dengan sudut titik kecil, tapi pendekatan gelombang berguna untuk semua prisma ; itu juga mengarah secara alami ke dalam perhitungan dari daya sebar dan daya menyelesaikan . kisi-kisi difraksi digunakan pada panjang gelombang optik Sering memiliki banyak celah ribu per sentimeter , atau garis sebagai mereka lebih biasanya disebut .

               Para pemain yang paling sederhana dari difraksi untuk celah tunggal , lebar w , diterangi oleh muka gelombang pesawat dengan amplitudo seragam . Celah tegak lurus , sehingga kita ambil sebagai elemen dasar kita strip lebar dy , kecil dibandingkan dengan panjang gelombang . Kontribusi setiap strip sebuah ady amplitudo sama dengan total di P , tetapi fase masing-masing kontribusi tergantung pada y sebagai :

Seperti pada bagian sebelumnya titik P cukup jauh bahwa fase adalah fungsi linier dari y .

 = 0 . Maxima ini dalam pola difraksi kisi disebut perintah itu , pertama , kedua, ketiga , sesuai dengan nilai N. Urutan pusat atau ke nol adalah satu untuk n = 0 .qKondisi ini berarti bahwa perbedaan jalur dari pesawat referensi untuk setiap celah dalam semua kasus multiple integral dari panjang gelombang .                                                                    (Halliday,D. 1978)

Menggunakan model sinar dari cahaya untuk menyelidiki dua  aspek yang paling penting  mengenai perambatan cahaya: refleksi dan refraksi. Bila sebuah gelombang cahaya menumbuk sebuah antar muka (interface) halus yang memisahkan 2 material transparan (material tembus cahaya) (seperti udara dan kaca atau air dan kaca), maka pada umumnya sebagian gelombng itu  direfleksikan dan sebagian lagi direfraksikan (ditransmisikan) ke dalam material keduaSegmen-segmen gelombang bidang yang direpresentasikan sebagai paket-paket sinar  yang membentuk berkas cahaya. Untuk sederhananya kita seringkali hanya menggambarkan satu sinar dalam setiap berkas . Mempresentasekan gelombang sebagai sinar adalah dasar optika geometric. Kita menjelaskan arah sinar masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar sinar yang direfraksikan  pada antar  muka yang halus di antara dua material optic sebagai  sudut-sudut yang dibuat oleh sinnar-sinar itu dengan normal terhadap permukaan tersebut di  titik masuk. Jika antar muka itu but dihamburkan ke berbagai arah, dan tidak ada sudut transmisi tunggal atau sudut refleksi tunggal. Refleksi pada sudut tertentu dari sebuah permukaan yang sangat halus dinamakan refleksi spekuler(specular reflaction) (dari kata latin, untuk “cermin” ). Refleksi yang dihamburkan dari sebuah permukaan dasar dinamakan reflaksi tersebar (diffuse reflection).

Perbedaan ini diperlihatkan. Kedua macam refleksi dapat terjadi baik dengan material transparan maupun dengan material opaque (tak tembus sinar) yang tidak mentrasmisikan cahaya.  Tellah dijelaskan mengapa logam adalah material tak tembus sinar. Sebagian besar benda di lingkuungan kita (termasuk pakaian, tumbuhan, orang lain, dan lain-lain) dapat dilihat oleh mata karena benda-benda itu merefleksikan cahaya secara menyebar dari permukaannya. Akan tetapi, perhatian kita yang utama, adalah mengenai refleksi spekular dari sebuah permukaan yang sangat halus seperti kaca yang digosok, plastik  yang digosok, atau logam yang digosok.  Kecuali jika dinyatakan lain, maka bila mengacu pada kata “refleksi”  kita akan selalu mengartikannya sebagai refleksi spekuler.

Indeks refraksi (indekx of frefraction) dari sebuah material optic (juga dinamakan indeks refraktif), yang dinyatakan dengan n, memainkan peranan penting dalam optika geometrri. Indeks refraksi itu adalah rasio dan laju cahaya c dalam ruang hampa terhadap laju cahaya v dalam material itu :

n =    (indeks refraksi) …………….…………………………………..………………  (2.1)

Cahaya selalu  berjalan lebih lambat di dalam ruang hampa, Sehinnga nilai n dalam medium apapun selain ruang hampa selalu lebih  besar dari pada satu. Untuk ruang hampa, n=1. Karena n adalah rasio dari dua laju, maka n adalah bilangan murni tanpa satuan. (Hubungan nilai n dengan sifat listrik dan sifat magnetic suatu material.

Kajian eksperimental mengeai arah sinar masuk, sinar yang direfleksian, dan sinar yang direfraksikan pada antar muka yang halus di antara dua material optik kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut :

4.    Sinar yang masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar yang sinar yang direfraksikan dan normal terhadap permukaan semuanya terletak pada bidang yang sama. Bidang dari ketiga sinar itu tegak lurus terhadap bidang  permukaan batas di antara kedua material tersebut. Kita selalu menggambarkan diagram sinar, sehingga sinar masuk, sinar yang direfleksikan, dan sinar yang direfraksikan berada dalam diagram. Mempresentasekan gelombang sebagai sinar adalah dasar optika geometric. Kita menjelaskan arah sinar masuk, sinar yang direfleksikan,

5.    Sudut refflaksi sama dengan sudut masuk untuk semua panjang gelombang dan untuk setiap pasangan material.

    Hubungan ini, bersama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan sinar yang direfleksikan dan normal, semuanya terletak pada bidang yang sama, yang dinamakan hokum refleksi.

6.    Untuk cahaya monokromatik dan untuk sepasang material yang diberikan, a dn b, pada sisis-sisi yang berlawanan dari antarmukia itu, rasio dari sinus sudut  dan   dimana kedua sudut itu diukur dari normal terhadap permukaaan, sama dengan kebalikan dari rasio kedua indeks reefraksi.

Hasill eksperimen ini, bersama-sama dengan pengamatan bahwa sinar masuk dan sinar yang direfraksikan dan normal semuanya terletak dalam bidang yang sama, dinamakan hokum refraksi (law of refraction) atau hokum snellius (snell’s law), Hukum refleksi dan hokum refraksi berlaku tanpa memandang dari sisi mana antar muka itu sinar masuk tersebut datang. Jika sinar cahaya mendekati antar muka dalam dari kanan dan bukan dari kiri , maka sekali lagi ada sinar yang direflaksikan dan sinar yyang direfraksikan; kedua sinar ini, sinar masuk, dan normal, terhadap permukaan sekali lagi terletak pada  bidang yang sama. Lagi pula, lintasan sebuah sinar yang direfraksikan dapat diibalik(reversible). Lintasan ini mengikuti lintasan yang sama bila pergi dari b ke a seperti bila pergi dari a ke b. Karena sinar yang direfleksikan dan sinar masuk membuat sudut yang sama dengan normal, maka lintasan sebuah sinar yang direfleksikan juga dapat dibalik.

Intensitas sinar yang direfleksikan  dan intensitas sinar yang direfraksikan bergantung pada sudut masuk. Kedua indeks refraksi, dan polarisasi (yakni arah, vektor medan listrik) dari sinar masuk. Walaupun kita telah menjelaskan hokum refleksi dan hokum refraksi sebagai hasil eksperimen, namun hukum-hukum itu juga dapat diturunkan dari ssebuah model gelombang dengan menggunakan persamaan Maxwell. Analisis ini juga memungkinkan kita untuk meramalkan amplitude, intensitas, fasa, dan keadaaan polarisasi dari gelombang yang direfleksikan dan \yang direfraksikan.                                                                  (Jerry D.2001)

Hukum refleksi. Tempatkan cermin horizontal pada ketinggian yang nyaman di bawah pin dari perangkat penampakan. Pengamat adalah untuk duduk sehingga ia dapat melihat di sepanjang pin dan mengamati posisi keempat tips dalam keselarasan. Tempat no.1 cukup tinggi dan no.2 sedikit lebih rendah, sehingga sebagai pemandangan pengamat melalui udara bersama tips, garis pandang menyerang cermin di sekitar pertengahan refleksi permukaan. Kemudian tempat no.3 dan 4 di sekitar ketinggian yang sama dengan no.2 dan 1 masing-masing dan menyesuaikan semua pin yang diperlukan sampai ujung keempat di sepanjang garis pandang. Dua tips akan menentukan sinar yang dipantulkan. Setelah empat pin telah disesuaikan dengan hati-hati, lepaskan cermin dan mengukur jarak bahwa setiap proyek pin bawah strip kayu. Ukur juga jarak antara pin.

Hukum pembiasan. Ganti cermin dengan tabung, diisi dengan air untuk metode level.the nyaman pengamatan seperti itu dalam tes sebelumnya. Tempatkan pin no. 1 cukup tinggi dan tidak ada. 2 sedikit lebih rendah, sehingga sebagai pemandangan pengamat melalui udara bersama tips, garis pandang menyerang permukaan air pada sekitar pertengahan tabung, kedua batang tersebut berada di udara di atas air. Kemudian tempat no.3 Dan no.4 di air dan menyesuaikan semua pin yang diperlukan sampai ujung keempat adalah sepanjang garis pandang dengan no. 1 dan 2 di udara dan tidak ada. 3 dan 4 di dalam air. Ketika semua empat tips telah dibawa hati-hati untuk garis pandang.

Sinar cahaya dari sumber titik tercermin dari satu wajah dari prisma ke titik tertentu . posisi lain kemudian ditemukan prisma sehingga Bahwa sinar dari sumber yang sama akan tercermin dari wajah kedua prisma ke titik referensi yang sama . jika sudut melalui prisma yang berubah dari satu posisi ke posisi yang lain  derajat , maka sudut prisma Antara dua wajah dimaksud akan

Dalam optika geometris, tidak ditinjau adanya interaksi atau saling pengaruh antara sinar-sinar cahaya. Sebaliknya dalam membahas interferensi dan difraksi, justru interaksi itu yang dibicarakan, dan pembahasan itu hanya dimungkinkan dengan meninjau cahaya sebagai gelombang elektromagnetik. Pada hakekatnya cahaya adalah gelombang elektromagnetik tranversaldengan arah medan magnet itu sefase dengan gelombang medan listrik yang menyertainya. Kecuali itu penjelasan gelombang elektromagnetik tersebut megikuti hipotesis Hyugens, yakni bahwa setiap titik di medan gelombang bertindak selaku sumber gelombang baru. Berdasarkan dua celahsempir dan dua sumber cahaya Prinsip Hyugens mengungkapkan selaku bagian dari medan gelombang, kedua celah itu merupakan sumber gelombang baru.

Interferens adalah akibat bersama beberapa gelombang cahaya, yaitu yang diperoleh dengan menjumlahkan gelombang-gelombang tersebut. Hasil penjumlahan itu akan memberikan intensitas yang maksimum disuatu titik, apabila dititik tersebut gelombang-gelombang itu selalu sefase. Agar pola inteferens yang misalnya berwujud lingkaran-lingkaran gelap-terang dapat terjadi, hubungan fase antara gelombang-gelombang disembarang titik pada pola interferens haruslah tetap sepanjang waktu, atau dengan kata lain gelombang gelombang tersebut haruslah koheren.

Syarat koheren tidak akan terpenuhi jika gelombang-gelombang itu berasal dari sumber-sumber cahaya yang berlainan, sebab setiap sumber cahaya yang berlainan, sebab setiap sumber cahaya bisa takkan memancarkan gelombang cahaya secara kontiniu, melainkan terputus-putus; gelombang elektromagnetik cahaya akan dipancarkan sewaktu terjadinya dieksitasi atom. Optika geometris atau optika sinar menjabarkan perambatan cahaya sebagai vector yang disebut sinar.Sinar adalah sebuah abstraksi atau “instrument” yang digunakan untuk menentukkan arah perambatan cahaya. Sinar sebuah cahaya akan tegak lurus dengan muka gelombang cahaya tersebut,dan ko-linier terhadap vector gelombang

Agar diperoleh gelombang-gelombang elektromagnetik cahaya yang koheren, gelombang-gelombang itu harus berasal dari suatu sumber cahaya yang sama. Kemudian interferens diperoleh dari gelombang-gelombang yang memancar dari bagian-bagian medan, Agar pola inteferens yang misalnya berwujud lingkaran-lingkaran gelap-terang dapat terjadi, hubungan fase antara gelombang-gelombang disembarang titik pada pola interferens haruslah tetap sepanjang waktu, atau dengan kata lain gelombang gelombang tersebut haruslah koheren. . jika sudut melalui prisma yang berubah dari satu posisi ke posisi yang lain  derajat , maka sudut prisma Antara dua wajah dimaksud akan. Dalam optika geometris, tidak ditinjau adanya interaksi atau saling pengaruh.                                                                           (Serwey,A. 1985)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan fungsi

1.      Laser

Fungsi : Untuk memancarkan radiasi elektromagnetik

2.      Kristal optik (kaca)

Fungsi : sebagai medium

3.      Mistar

Fungsi : Untuk mengukur sudut pembiasan yang terjadi

3.2 Prosedur Percobaan

1.      Disiapkan peralatan

2.      Ditentukan optik yang digunakan

3.      Diletakkan kertas gambar optik yang digunakan dibawah peralatan

4.      Dipastikan posisi kertas gambar dan tabung telah berhimpit

5.      Diletakkan bagian-bagian pada posisinya sesuai gambar

6.      Dihidupkan laser

7.      Diukur sudut pembiasannya dengan menggunakan mistar

8.      Dicatat hasil pengukuran sudut pembiasan

DAFTAR PUSTAKA

Halliday,D. 1971. “FISIKA”. Edisi kedua. Jilid 2. Penerbit Erlangga:Jakarta.

          Hal : 609- 611 

Jerry,D.2001. “TECHNICAL COLLEGE PHYSIC. Second edition. South California.

Pages : 527-530

Serway,A. 1985. “PHYSIC”. Second edition.JamesMadison University

Halaman : 78 - 79

  Medan, 07 Oktober 2015

              Asisten,                                                                                               Praktikan,

   (Rina Apulina Br Bukit)                                                                           (Reggy Zurcher)