Dispersi Cahaya

Dispersi Cahaya – Jika cahaya merah atau cahaya monokromatik yang dilewatkan pada sebuah prisma akan menghasilkan cahaya monokromatik yaitu warna merah lagi. Demikian juga jika pda sebuah prisma dilewatkan cahaya monokromatik lainnya, misalnya cahaya biru, pada keluaran prisma akan manghasilkan monokromatik biru. Sekarang Anda coba lewatkan cahaya polikromatik (cahaya puith) yaitu cahaya yang terdiri atas berbagai macam warna cahaya pada sebuah prisma. Apa yang terjadi? Tentunya Anda akan mendapatkan peristiwa yang berbeda. Perhatikan gambar berikut.

Gambar 1.34 Seberkas cahaya merah (monokromatik) melewati prisma segitiga.
Selain mengalami deviasi atau pembelokan, cahaya polikromatik juga terurai menjadi komponen-komponen warna cahaya. Komponen warna tersebut adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Peristiwa penguraian warna cahaya menjadi komponen-komponennya disebut dispersi cahaya.

Gambar 5.35 Seberkas cahaya polikromatik dilensakan pada prisma segitiga.
Ketika melewati prisma, frekuensi gelombang tidak berubah. Besaran yang berubah adalah kecepatan dan panjang gelombang. Alat yang digunakan untuk mengukur panjang gelombang cahaya disebut spektroskop atau spektrometer. Panjang gelombang cahaya akan berbeda untuk setiap warna berbeda. Cahaya warna merah memiliki panjang gelombang terbesar dan cahaya ungu memiliki panjang gelombang terkecil, sedangkan warna-warna lainnya memiliki panjang gelombang di antara kedua nilai tersebut. Panjang gelombang suatu warna cahaya tertentu terhadap medium yang dilaluinya memiliki persamaan sebagai berikut.

dengan λ_n adalah panjang gelombang cahaya ketika melalui medium dengan indeks bias n, sedangkan λ_udara adalah panjang gelombang cahaya di udara. Oleh karena N > 1, panjang gelombang cahaya dalam suatu medium selalu lebih kecil daripada panjang gelombangnya di udara dan untuk n = 1, λ_n = λ_udara . Jadi, dari persamaan di atas diperoleh panjang gelombang suatu warna cahaya berbanding terbalik dengan indeks bias suatu medium terhadap cahaya tersebut. Cahaya merah a memiliki sudut deviasi terkecil dan cahaya ungu memiliki sudut deviasi terbesar.
Deviasi ungu: δ_u = (n_u – 1 ) β
Deviasi merah: δ_m = (n_m – 1 ) β
Dengan n_u dan n_m adalah indeks bias prisma untuk warna ungu dan merah. Oleh karena indeks bias ungu lebih besar daripada indeks bias merah, pembelokan atau penyimpangan cahaya ungu lebih besar daripada cahaya merah.
Dengan kata lain diperoleh δ_u lebih besar daripada δ_m. Selisih sudut deviasi warna ungu dan sudut deviasi warna merah disebut sudut dispersi (φ). Persamaan sudut dispersi sebagai berikut.
φ = δ_u – δ_m
dengan:
φ = sudut dispersi antara ungu dan merah
δ_u = deviasi ungu
δ_m = deviasi merah
Subtitusikan persamaan deviasi ungu dan merah dapat diperoleh sebagai berikut.
φ = (n_u – 1) β – (n_m – 1) β
φ = (n_u – n_m)β
Jika dua prisma segitiga digabungkan dengan menepatkan sudut puncaknya berseberangan, cahaya akan keluar dari prisma tanpa mengalami dispersi. Susunan dua prisma yang tidak mengalami dispersi disebut prisma akromatik.
Susunan prisma akromatik diperoleh jiak dispersi oleh prisma (1) sama dengan dispersi prisma (2) sehingga kedua dispersi tersebut saling meniadakan. Secara matematispersamaannya dapat ditulis sebagai berikut.