Hukum Pembiasan dan Indeks Bias Relatif

Pembiasan cahaya tidak sembarang, tetapi mengikuti hukum-hukum pembiasan. Hukum pembiasan pertama kali dinyatakan oleh Willebrord Snellius, ahli Fisika kebangsaan Belanda. Snellius melakukan eksperimen dengan melewatkan seberkas sinar pada balok kaca. berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukannya, Snellius kemudian menyatakan Hukum I Pembiasannya, yaitu perbandingan sinus sudut sinar datang dengan sinus sudut bias dari suatu cahaya yang datang dari suatu medium ke medium lain merupakan suatu konstanta yang besarnya sama dengan perbandingan indeks bias kedua medium tersebut.

Pernyataan Snellius tersebut dapat dituliskan ke dalam persamaan matematis yaitu sebagai berikut:

n_i sin i= n_r sin r

sin i/ sin r = n_r/n_i

keterangan:

i = sudut datang

r = sudut bias

n = indeks bias

Kita juga mengenal indeks bias relatif, indeks bias relatif  suatu medium didefinisikan sebagai perbandingan nilai indeks bias mutlak dari dua medium yang berbeda. Misalnya, seberkas cahaya bergerak dari medium air (n_air) ke medium kaca (n_kaca).

Secara matematis, indeks bias air relatif terhadap medium kaca dapat ditulis sebagai berikut:

n_air/n_kaca = n_kaca,air

Secara umum, jika cahaya bergerak dari medium 1 ke medium 2, indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

n₂/n₁ = n_1,2

n₂/n₁ = n_1,2 = sin i/ sin r

Keterangan:

n₁ = indeks bias mutlak medium 1

n₂ = indeks bias mutlak medium 2

n_1,2 = indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1

i = sudut datang di medium 1

r = sudut bias di medium 2

Contoh Soal Tentang Indeks  Relatif

Jika indeks bias mutlak air = 4/3 dan indeks bias mutlak alkohol = 1,36, maka tentukan indeks bias air relatif terhadap alkohol dan indeks bias alkohol relatif terhadap air!

Penyelesaian:

Diketahui:

n_air = 4/3

n_alkohol = 1,36

Ditanyakan: n_alkohol,air dan n_air,alkohol = ?

Jawab:

Indeks bias air relatif terhadap alkohol dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut

n_alkohol,air = n_air /n_alkohol

n_alkohol,air = (4/3)/ 1,36

n_alkohol,air = 1,81

Indeks bias alkohol relatif terhadap air dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut

n _air,alkohol = n_alkohol /n_air

n _air,alkohol = 1,36/(4/3)

n _air,alkohol = 1,02