Praktikum Gelombang dan Optik Dispersi

Berdasarkan hukum pembiasan, sinar datang terletak pada sebuah ‘bidang datang’ dan memiliki sudut bias yang bergantung pada sudut datang. Hubungan tersebut dapat diterjemahkan dalam kalimat matematika sebagai berikut: n1sin1=n2sin2

Dimana n1 dan n2 adalah konstanta yang menyatakan indeks bias suatu medium. Persamaan tersebut didapat dari hukum Snell yang telah diturunkan. Indeks bias dari sebuah medium dapat dirumuskan dengan c/v dimana v merupakan kecepatan cahaya dalam suatu medium dan c adalah kecepatan cahaya pada ruang hampa (Halliday, 2018). Maka dari hal tersebut, dapat dipahami bahwa jika sebuah sinar melaju dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan untuk menjauhi garis normal selagi sinar tersebut tidak datang secara tegak lurus terhadap permukaan medium. Adapun cahaya akan selalu melaju lebih cepat di dalam ruang hampa dibanding ruang dengan medium rambat (Freedman, 2008). Maka dari rumus n = c/v didapati bahwa besar n di selain ruang hampa ialah selalu lebih besar dari 1.

Indeks bias tidaklah hanya bergantung dari bahan penyusun suatu medium yang dilalui cahaya saja, panjang dari gelombang cahaya yang dibiaskan juga memiliki pengaruh. Ketika sebuah gelombang cahaya menembus medium yang berbeda kerapatannya, frekuensi dari gelombang cahaya tersebut tidak akan berubah, melainkan panjang gelombangnyalah yang berubah (Giancoli, 2014).  Setiap cahaya berwarna selain putih memiliki panjang gelombang yang berbeda. Hal ini akan menyebabkan suatu peristiwa yang dinamakan dispersi cahaya.

Wujud sebenarnya dari cahaya putih biasa ialah keadaan superposisi dari sejumlah warna yang memiliki panjang gelombang yang berbeda dan membentang di seluruh spectrum yang tak terlihat. Kecepatan rambat setiap gelombang cahaya dalam ruang hampa ialah sama, namun berbeda halnya dengan kecepatan rambat pada suatu medium. Hal inilah menyebabkan indeks bias bergantung pada panjang gelombang. Ketergantungan cepat rambat gelombang dan indeks bias terhadap panjang gelombang ini disebut sebagai persitiwa dispersi (Freedman, 2008).

 Semakin panjang gelombang cahayanya, maka akan semakin besar indeks biasnya (Jewett, 2014). Dimisalkan sebuah cahaya putih (cahaya polikromatik) dipancarkan menembus sebuah prisma seperti pada gambar di bawah.

Dapat terlihat dengan jelas bahwa sudut deviasi (sudut antara sinar datang dan sinar bias), sangat bergantung dengan panjang gelombang. Cahaya tersebut dapat terpisah secara teratur menjadi 7 buah warna lainnya yang disebut cahaya tampak. Maksud dari teratur di sini ialah urutan warna yang selalu dari merah, jingga, hingga ke ungu. Pemisahan cahaya yang secara teratur ini disebabkan adanya perbedaan panjang gelombang pada setiap warna. Dimulai dari merah yang memiliki panjang gelombang yang paling panjang hingga ke ungu yang memiliki panjang gelombang terpendek di antara ketujuh warna yang tercipta dari peristiwa dispersi ini.