Sudut Deviasi Minimum Pada Pembiasan Prisma

 Setiap sinar yang datang pada prisma akan mengalami deviasi yang menghasilkan sudut deviasitertentu. Salah satu sinar datang tertentu pasti akan menghasilkan sudut deviasi minimum. Kapan kondisi khusu ini terjadi pada pembiasan prisma?

Berdasarkan hasil pembuktian, deviasi minimum dapat terjadi pada saat sudut datang pertama sama dengan sudut bias kedua (i₁ = r₂ ). Besarnya sudut deviasi minimum sebuah prisma dapat dicari sebagai berikut. Oleh karena i₁ = r₂ maka i₁ = r₁ sehinga

β = r₁ + r₁ = 2 r₁

r₁ = β/2

Pada persamaan sebelumnya (pada pembahasan pembiasan dan sudut deviasi prisma) diketahui bahwa:

σ =  (i₁ + r₂) – β

maka deviasi minimum (δ_m) dapat dicari dengan persamaan:

δ_m =  (i₁ + r₂) – β

Nilai r₂ = i₁ dimasukan ke dalam persamaan δ_m = (i₁ + r₂) – β maka menjadi:

δ_m =  (i₁ + r₂) – β

δ_m =  (i₁ + i₁) – β

δ_m =  2i₁– β

i₁ = (δ_m + β)/2

Berdasarkan hukum pembiasan Snellius maka akan berlaku pesamaan:

sin i₁/ sin r₁ = n₂/n₁

sin i₁/ sin r₁ = n₁,₂

atau

n₁,₂ = sin i₁/ sin r₁

Persamaan r₁ = β/2 dan persamaan i₁ = (δ_m + β)/2disubstitusikan ke persamaaan n₁,₂ = sin i₁/ sin r₁maka diperoleh:

n₁,₂ = sin i₁/ sin r₁

n₁,₂ = (sin (δ_m + β)/2)/ sin (β/2)

Jika β kecil maka sin (β/2) = β/2 sehingga:

 (δ_m + β)/2 = n₁,₂ (β/2)

δ_m + β= n₁,₂ β

δ_m = n₁,₂ β – β

δ_m = (n₁,₂ – 1)β

Keterangan:

δ_m = sudut deviasi minimum

n₁,₂ = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1

β = sudut pembias prisma

Contoh Soal Tentang Sudut Deviasi Minimum Pada Pembiasan Prisma

Sebuah prisma yang terbuat dari kaca (n = 1,5) yang memiliki sudut pembias 60° diletakkan dalam medium air (n = 1,33). Jika seberkas sinar datang dari air memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum pada pembiasan prisma tersebut?

Jawab:

Diketahui:

n_air = 1,33

n_kaca = 1,5

β = 60°

Ditanyakan: δ_m = ?

Penyelesaiannya:

Sebelum mencari sudut deviasi minimum pada prisma tersebut, terlebih dahulu mencari besarnya indeks bias relatif medium kaca terhadap medium air (n_air,_kaca) yaitu:

n_air,_kaca = n_kaca/n_air

n_air,_kaca = 1,5/1,33

n_air,_kaca = 1,15

Setelah indeks bias relatif medium kaca terhadap medium air diketahui maka sudut deviasi minimum dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

δ_m = (n₁,₂ – 1)β

δ_m = (1,15– 1) 60°

δ_m = 7,8°

Jadi sudut deviasi minimum prisma yang memiliki sudut pembias 60° adalah 7,8°.