1. Hukum Snellius

a. Sejarah Hukum Snellius

Hukum Snellius adalah rumus matematika yang memerikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan.

Hukum ini menyebutkan bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang ekivalen adalah nisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang sama dengan kebalikan nisbah indeks bias.

Hukum Snellius dapat digunakan untuk menghitung sudut datang atau sudut bias, dan dalam eksperimen untuk menghitung indeks bias suatu bahan.

Pada tahun 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan argumen heuristik kekekalan momentum dalam bentuk sinus dalam tulisannya Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih

padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta. Dalam bahasa Perancis, hukum Snellius disebut la loi de Descartes atau loi de Snell-Descartes.

Sebelumnya, antara tahun 100 hingga 170 Ptolemeus dari Thebaid menemukan hubungan empiris sudut bias yang hanya akurat pada sudut kecil. Konsep hukum Snellius pertama kali dijelaskan secara matematis dengan akurat pada tahun 984 oleh Ibn Sahl dari Baghdad

dalam manuskripnya On Burning Mirrors and Lenses. Dengan konsep tersebut Ibn Sahl mampu membuat lensa yang dapat memfokuskan cahaya tanpa aberasi geometri yang dikenal sebagai kanta asperik. Manuskrip Ibn Sahl ditemukan oleh Thomas Harriot pada tahun 1602, tetapi tidak dipublikasikan walaupun ia bekerja dengan Johannes Keppler pada bidang ini.

Pada tahun 1678, dalam Traité de la Lumiere, Christiaan Huygens menjelaskan hukum Snellius dari penurunan prinsip Huygens tentang sifat cahaya sebagai gelombang. Hukum Snellius dikatakan, berlaku hanya pada medium isotropik atau "teratur" pada kondisi cahaya monokromatik yang hanya mempunyai frekuensi tunggal, sehingga bersifat reversibel. Hukum Snellius dijabarkan kembali dalam rasio sebagai berikut:

Pembiasan cahaya pada antarmuka antara dua medium dengan indeks bias berbeda, dengan n2 > n1. Karena kecepatan cahaya lebih rendah di medium kedua (v2 < v1), sudut bias θ2 lebih kecil dari sudut datang θ1; dengan kata lain, berkas di medium berindeks lebih tinggi lebih dekat ke garis normal.

b. Teori Hukum Snellius

i. Hukum Snellius Tentang Pemantulan

1. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar

2. Sudut datang sama dengan sudut pantulSudut datang adalah sudut yang dibentuk olehsinar datang dan garis normalSudut pantul adalah sudut yang dibentuk oleh sinar pantul dan garis normalGaris normal adalah garis yang tegak lurus terhadap bidang datar.

ii. Hukum Snellius Tentang Pembiasan

• Hukum Snellius I

Adapun bunyi Hukum Snellius I adalah : ”Jika suatu cahaya melalui perbatasan dua jenis zat cair, maka garis semula tersebut adalah garis sesudah sinar itu membias dan garis normal dititik biasnya, ketiga garis tersebut terletak dalam satu bidang datar.”Atau secara sederhananya : ”Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar. ”

• Hukum Snellius II

Adapun bunyi Hukum Snellius II adalah : ”Jika sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, maka sinar dibelokkan mendekati garis normal. Jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang

rapat, maka sinar dibelokkan menjauhi garis normal.” Atau dengan kata lain :”Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias selalu konstan. ”

c.

Rumus Snellius

2. Pemantulan Cahaya

a. Cermin Datar

Jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke cermin. Tinggi bayangan = tinggi benda.

Bayangan bersifat maya, tegak, dan di belakang cermin.

Sin 1 = sin pada sudut datang

Sin 2 = sin pada sudut bias

V1 = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s)

V2 = kecepatan cahaya dalam medium

λ1 = panjang gelombang 1

λ2 = panjang gelombang 2

n21 = indeks bias medium x relatif terhadap medium y

b. Cermin Cekung (bersifat konvergen)

Untuk dapat melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung, biasanya digunakan tiga sinar istimewa. Sinar istimewa sinar datang yang lintasannya mudah diramalkan tanpa harus mengukur sudut datang dan sudut pantulnya. Tiga sinar istimewa itu adalah:

1. Sinar yang melalui pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui pusat kelengkungan itu lagi.

2. Sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui fokus utama.

3. Sinar yang datang melalui fokus utama akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

Metode pelukisan pembentukan bayangan pada cermin cekung :

1. Lukis 2 buah sinar istimewa (umumnya sinar 1 dan sinar 2)

2. Perpotongan kedua sinar pantul yang dilukis merupakan letak

bayangan. Perpanjangan garis di belakang cermin dilukis putus-

putus.

Sifat bayangan pada cermin cekung :

1. Makin dekat letak benda dari cermin cekung, maka makin besar pula bayangannya.

2. Bayangan nyata selalu terletak didepan cermin dan terbalik, sedangkan bayangan maya selalub terletak dibelakang cermin, tegak, dan diperbesar.

3. a. Untuk s > 2f, bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil

b. Untuk s = 2f, bayangan nyata, terbalik, dan sama besar

c. Untuk f < s < s’, bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar

d. Untuk s = f, bayangan berada di tak terhingga, maya, dan tegak

e. Untuk 0 < s < f, bayangan maya, tegak, dan diperbesar

f. Nilai s + s’ maksimum sama dengan 4 f

c. Cermin Cembung (bersifat divergen)

Sifat bayangan yang dihasilkan : maya, tegak, dan diperkecil.

Digunakan pada kaca spion. Sama dengan cermin cekung, cermin

cembung juga mempunyai tiga sinar istimewa. Karena jarak fokus

dan pusat kelengkungan cermin cembung berada di belakang cermin

maka ketiga sinar istimewa pada cermin cembung tersebut adalah:

1. Sinar yang datang menuju pusat kelengkungan akan

dipantulkan kembali

.

2. Sinar yang datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan

seolah – olah dari titik fokus.

3. Sinar yang datang menuju fokus akan dipantulkan sejajar

sumbu utama.

d. Hubungan jarak benda (s), jarak fokus (f), dan jarak

bayangan (s’)

f : jarak fokus cermin (m) h’ : tinggi bayangan

benda

s : jarak benda ke cermin (m) h : tinggi benda

s’ : jarak bayangan ke cermin (m) M : perbesaran

bayangan

R : pusat kelengkungan cermin (m) s : jarak benda ke

cermin

s’ : jarak bayangan benda ke cermin

3. Pembiasan Pada Lensa

a. Lensa Cembung

Sifat bayangan pada lensa cembung

1. a. Untuk s > 2f, bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil

b. Untuk s = 2f, bayangan nyata, terbalik, dan sama besar

c. Untuk f < s < s’, bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar

d. Untuk s = f, bayangan berada di tak terhingga, maya, dan tegak

e. Untuk 0 < s < f, bayangan maya, tegak, dan diperbesar

f. Jarak paling dekat yang mungkin anatara benda dan bayangan nyata adalah 4f

Lensa cembung biasa disebut juga lensa positif atau lensa konvergen atau lensa konvex

Lensa cembung memiliki ciri tebal dibagian tengah.

Lensa cembung ada 3 jenis, yaitu:

a. lensa cembung-cembung (biconvex)

b. lensa cembung-datar (plan convex)

c. lensa cembung-cekung (concave convex)

Pembentukan bayangan

b. Lensa Cekung

Bayangan yang dihasilkan selalu bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Sifat yang dimiliki mirip dengan sifat bayangan pada cermin cembung. Lensa cekung biasa disebut juga lensa negatif atau lensa divergen atau lensa concave. Disebut juga lensa divergen atau lensa negatif

Lensa cekung memiliki ciri lebih tipis pada bagian tengah.

Lensa cekung ada 3 jenis, yaitu:

a. Lensa cekung-cekung (biconcave)

b. Lensa cekung-datar (plan-concave)

c. Lensa cekung-cembung ( convex-concave)

Pembentukan bayangan

Rumus Pada Lensa

Tugas Fisika

Cahaya

Jessica Eda