Pembiasan Pada Kaca Plan ParalelKaca plan paralel atau balok kaca adalah keping kaca tiga dimensi yang kedua sisinya dibuat sejajar (Gambar 10.a). Untuk memudahkan pembahasan, berkas sinar yang masuk dan keluar dari kaca ini dilukiskan pada Gambar 10.b yang merupakan gambar dua dimensi.

(a) Balok kaca; (b) Berkas cahaya masuk menembus balok kaca melaluibidang ABEF dan bidang CDGH.

Gambar 10.b balok kaca berada di meja. Berkas sinar masuk dari salah satu sisi balok kaca dengan sudut datang i dan lalu mengalami pembiasan dua kali. Pertama saat melewati bidang batas antara udara dan balok kaca, berkas sinar dibiaskan dengan sudut bias r. Kedua, saat melewati bidang batas antara balok kaca dan udara, berkas sinar datang ke bidang batas dengan sudut datang i` dan sudut bias r`. Tampak pada Gambar 10.b, besar sudut bias pertama sama dengan sudut datang kedua atau r = i`. Tampak pula berkas sinar yang masuk ke balok bergeser ke arah kiri bawah saat keluar dari balok kaca, namun keduanya tampak sejajar. Bila d = PQ menyatakan ketebalan balok kaca dan t = RS menyatakan besar pergeseran berkas sinar, makaDari segi tiga RPS kita dapatkan:Dari segi tiga QPS kita dapatkan:

Kita gabungkan persamaan yang baru kita dapatkan di atas dengan persamaan sebelumnya,Akhirnya kita dapatkan persamaan untuk pergeseran berkas sinar yang melewati balok kaca,melewati balok kaca,

Persamaan pergeseran sinar pada balok kaca.dengand = tebal balok kaca, (cm)i = sudut datang, (°)r = sudut bias, (°)t = pergeseran cahaya, (cm)Dengan menggunakan persamaan di atas kita dapat menentukan jarak pergeseran sinar yang masuk lalu keluar dari balok kaca seperti pada contoh soal di bawah ini.Contoh:1. Seberkas sinar memasuki balok kaca dari udara (nu = 1) dengan sudut datang i = 30°. Bila indeks bias balok kaca 1,52 dan ketebalannya 4 cm tentukan jarak pergeseran sinar setelah sinar yang masuk itu keluar dari balok kaca!Penyelesaian:Diketahui : in1n2d = 30°= nu = 1= nk = 1,52= 4 cmDitanya : t = ?Jawab: Data pada soal belum lengkap sebab sudut bias r belum diketahui. Oleh karenanya terlebih dahulu kita cari sudut bias r dengan menggunakan hukum Snellius.Pergeseran sinar yang ditanyakan kini dapat kita hitung,Jadi, besar pergeseran sinar adalah 0,79 cm.

Latihan: Berapa besar pergeseran sinar yang terjadi bila seberkas sinar mendatangi balok kaca yang tebalnya 8 cm (nk = 1,5) dengan sudut datang 40°?

Dengan cara yang sama seperti pada contoh 1 akan Anda dapatkan besar pegeseran sinar t = 2,24 cm. Ayo, Anda coba sendiri!Kegiatan LaboratoriumLakukanlah kegiatan berikut ini untuk menentukan indeks bias balok kaca. Letakkan sebuah papan lunak di atas meja, letakkan di atas papan itu kertas putih berukuran foluio dan di atas kertas itu letakkan balok kaca melintang terhadap kertas seperti pada gambar.Keterangan:Balok kaca di lihat dari atas (PQRS)A dan B = Jarum pentul di belakang balok kaca.C dan D = Jarum pentul di depan balok kaca.Gambar 11. Susunan alat-alat untuk menentukan indeks bias balok kaca.Buatlah garis PQ dan RS pada kertas. Tancapkan jarum pentul di titik A dan B. Aturlah jarak A dan B agar tidak terlalu dekat (±5 cm).Amati balok kaca dari arah E sehingga bayangan jarum A tampak berhimpit dengan bayangan jarum B. Kemudian tancapkan jarum pentul C dan D sehingga jarum pentul A, B, C, dan D terlihat pada satu garis lurus.Langkah selanjutnya, singkirkan balok kaca itu dan tarik garis A – B – F dan C – D. Buatlah garis tegak lurus RS

melalui F dan garis tegak lurus PQ melalui C, masing-masing merupakan normal dari sinar datang AF dan sinar bias CD. Dapatkah Anda tentukan sudut datang (i) dan sudut bias (r) pada percobaan ini? Ya, benar sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang AF dan garis normal, sedangkan sudut bias yang kita ambil adalah sudut yang dibentuk oleh CF dan garis normal (Gambar 12).

Gambar 12. Menentukan sudut datang i dan sudut pantul r balok kaca.Gunakanlah busur derajat untuk mengukur sudut datang (i) dan sudut bias (r) tersebut.Lakukan percobaan di atas berulang-ulang untuk sudut datang yang berbeda-beda, lalu masukkan data yang Anda dapat ke dalam tabel di bawah.Tabel 3. Data Percobaan balok kaca.

Gunakan kalkulator untuk menghitung data pada kolom 4, 5 dan 6 tabel di atas. Indeks bias balok kaca yang akan Anda tentukan sama dengan harga rata-rata kolom 6. Dapatkah Anda memperkirakan bagaimana bentuk grafik sin r terhadap sin i? Cobalah Anda buat pada sehelai kertas grafik menggunakan data di atas.Langkah percobaan:a. Alat-alat yang diperlukan disusun seperti gambar di atas, berurutan dari kiri, sumber cahaya, lensa, diafragma, meja optik. Diletakkan kertas di atas meja optik kemudian tarik dua garis berpotongan tegak lurus di tengah-tengah kertas dan diletakkan balok kaca di atasnya. Lensa di pasang di sebelah kiri celah. Dibuat jarak lensa 10 cm dari sumber cahaya. Diatur lampu sehingga filamennya pada posisi tegak. b.Catu daya dihungkan ke sumber tegangan PLN. Pastikan catu daya dalam keadaan mati. c.Dipilih tegangan keluaran (output) catu-daya 12 V dengan memutar tombol pemilih tegangan. d.Dihubungkan sumber cahaya ke catu daya. e.Sumber cahaya dinyalakan, usahakan agar berkas sinar yang tampak di atas kertas setajam (sejelas) mungkin. Jika perlu di dekatkan meja optik ke lensa.

Ø Langkah Kerja :a. Buatlah garis-garis bersudut 200, 300, dan seterusnya sampai sudut 600 dengan garis sumbu PQ pada kertas itu seperti gambar 2.b. Letakkan kaca plan parallel dengan posisi seperti terlihat pada gambarr 3. Usahakan agar pertengahan sisi kaca plan parallel tepat di titk O (perpotongan garis-garis pada kertas)c. Putarlah kertas sehingga sinar datang berimpit dengan garis yang bersudut 200 terhadap PO. Dengan demikian sudut datang sinar (d) sama dengan 200d.Tarik garis tepat pada sinar yang keluar dari (meninggalkan) kaca plan parallele. Singkirkan kaca plan parallel dan buatlah garis normal n untuk mengetahui r’ (sudut sinar meninggalkan prisma). Kedua garis itu berpotongan membentuk sudut D yang disebut sudut deviasi. Ukurlah besar sudut r’ dan d serta catat ke dalam table pada kolom hasil pengamatanf. Ulangi langkah b sampi e untuk sudut datang d yang lainnya.