Pematulan dan Pembiasan Gelombang
1) Pemantulan Gelombang
Coba Anda perhatikan sebuah tangki riak. Tangki riak adalah sebuah tangki berisi air yang diberikan usiakan atau gangguan sehingga akan menimbulkan riak gelombang yang merambat ke dinding tangki. Riak gelombang yang timbul kemudian dipantulkan kembali oleh dinding tangki.
Gambar 1.26 Pemantulan gelombang pada tangkai riak.
Gelombang datang pada tangki riak berupa gelombang lingkaran dengan sudut pusat adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus juga berupa gelombang lingkaran dengan S’ sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul dengan jarak S’ ke bidang pantul. Menurut Hukum Snellius, gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut datang akan sama dengan sudut pantul.
Gambar 1.27
S = sumber gambar
S’ = bayangan sumber gelombang
2) Pembiasan Gelombang
Masih ingatkah Anda mengenai pembiasan? Pembelokkan arah perambatan gelombang dapat terjadi jika gelombang tersebut melewati bidang dua medium yang memiliki indeks bias yang berbeda. Contohnya gelombang cahaya yang merambat dari udara ke air akan mengalami pembelokkan. Pembelokkan arah perambatan gelombang disebut pembiasan gelombang. Menurut Hukum Snellius tentang pembiasan menyatakan sebagai berikut.
a) Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pada satu bidang datar.
b) Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium dengan indeks bias yang lebih besar dibiaskan mendekati garis normal dan sebaliknya.
c) Perbandingan sinus sudut (sin i) terhadap sinus sudut bias (sin r) dari satu medium ke medium lainnya selalu tetap. Perbandingan ini disebut sebagai indeks bias relatif suatu medium terhadap medium lain.
Gambar 1.28 Pemantulan gelombang cahaya. Sudut datang i sama dengan sudut pantul.
Hukum Snellius dapat ditulis persamaannya sebagai berikut.
Gambar 1.29 Pembiasan gelombang dari udara ke air.
n = c/v
dengan:
c = laju cahaya di ruang hampa
v = laju cahaya dalam suatu medium
Indeks bias relatif suatu medium (n2) terhadap medium lainnya (n1) didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara sinus sudut datang terhadapsinus sudut bias pada peralihan cahaya dari medium 1 (n1) ke medium 2 (n2).
dengan n21 didefinisikan sebagai indeks bias medium (2) relatif terhadap indeks bias medium (1). Apabila cahaya datang dari ruang hampa (n1 = 1) ke dalam air (n2), indeks bias n2 menjadi indeks mutlak dan dapat ditulis persamaannya sebagai berikut.
Pada peristiwa pembiasan juga mengalami perbedaan panjang gelombang. Persamaannya dapat diturunkan sebagai berikut.
Dari medium satu ke medium lainnya, frekuensi gelombang tetap. Jadi, yang mengalami perubahan adalah kecepatan dan panjang gelombang.
1) Pemantulan Gelombang
Coba Anda perhatikan sebuah tangki riak. Tangki riak adalah sebuah tangki berisi air yang diberikan usiakan atau gangguan sehingga akan menimbulkan riak gelombang yang merambat ke dinding tangki. Riak gelombang yang timbul kemudian dipantulkan kembali oleh dinding tangki.
Gambar 1.26 Pemantulan gelombang pada tangkai riak.
Gelombang datang pada tangki riak berupa gelombang lingkaran dengan sudut pusat adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus juga berupa gelombang lingkaran dengan S’ sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul dengan jarak S’ ke bidang pantul. Menurut Hukum Snellius, gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut datang akan sama dengan sudut pantul.
Gambar 1.27
S = sumber gambar
S’ = bayangan sumber gelombang
2) Pembiasan Gelombang
Masih ingatkah Anda mengenai pembiasan? Pembelokkan arah perambatan gelombang dapat terjadi jika gelombang tersebut melewati bidang dua medium yang memiliki indeks bias yang berbeda. Contohnya gelombang cahaya yang merambat dari udara ke air akan mengalami pembelokkan. Pembelokkan arah perambatan gelombang disebut pembiasan gelombang. Menurut Hukum Snellius tentang pembiasan menyatakan sebagai berikut.
a) Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pada satu bidang datar.
b) Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium dengan indeks bias yang lebih besar dibiaskan mendekati garis normal dan sebaliknya.
c) Perbandingan sinus sudut (sin i) terhadap sinus sudut bias (sin r) dari satu medium ke medium lainnya selalu tetap. Perbandingan ini disebut sebagai indeks bias relatif suatu medium terhadap medium lain.
Gambar 1.28 Pemantulan gelombang cahaya. Sudut datang i sama dengan sudut pantul.
Hukum Snellius dapat ditulis persamaannya sebagai berikut.
n1 sin i = n2 sin r
dengan n1 adalah indeks bias medium pertama, n2 adalah indeks bias medium kedua, i adalah sudut datang, dan r adalah sudut bias. Indeks bias mutlak suatu medium didefinsikan sebagai berikut.Gambar 1.29 Pembiasan gelombang dari udara ke air.
n = c/v
dengan:
c = laju cahaya di ruang hampa
v = laju cahaya dalam suatu medium
Indeks bias relatif suatu medium (n2) terhadap medium lainnya (n1) didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara sinus sudut datang terhadapsinus sudut bias pada peralihan cahaya dari medium 1 (n1) ke medium 2 (n2).
dengan n21 didefinisikan sebagai indeks bias medium (2) relatif terhadap indeks bias medium (1). Apabila cahaya datang dari ruang hampa (n1 = 1) ke dalam air (n2), indeks bias n2 menjadi indeks mutlak dan dapat ditulis persamaannya sebagai berikut.
Pada peristiwa pembiasan juga mengalami perbedaan panjang gelombang. Persamaannya dapat diturunkan sebagai berikut.
Dari medium satu ke medium lainnya, frekuensi gelombang tetap. Jadi, yang mengalami perubahan adalah kecepatan dan panjang gelombang.