6.1 Pembiasan Cahaya

6.1 Pembiasan Cahaya

Idea Pembiasan

• Gambar sebelah menunjukkan kejadian pelangi. Fenomena ini dikenali sebagai pembiasan cahaya.

• Cahaya bergerak dalam garis lurus. Namun apabila cahaya melalui medium yang berlainan ketumpatan optik, cahaya akan mengubah arah perambatannya.

• Perubahan arah perambatan cahaya disebabkan oleh perubahan halaju cahaya.

Istilah-istilah dalam Pembiasan Cahaya

- Rajah menunjukkan satu sinar cahaya merambat dari udara ke satu bongkah kaca.

- Apabila sinar cahaya merambat dari medium yang berketumpatan optik rendah seperti udara ke medium yang berketumpatan optik tinggi seperti bongkah kaca, sinar cahaya akan dibengkokkan.

• Istilah-istilah penting dalam pembiasan cahaya

• • Sinar tuju merupakan sinar cahaya yang berasal dari sumber cahaya sebelum memasuki medium.

• • Sinar biasan merupakan sinar cahaya yang memasuki medium daripada sinar tuju.

• • Garis normal merupakan garisan yang bersudut tegak kepada permukaan medium.

• • Sudut tuju, i, merupakan sudut antara sinar tuju dengan garis normal.

• • Sudut biasan, r, merupakan sudut antara sinar biasan dengan garis normal.

Jadual menunjukkan dua kes yang melibatkan pembiasan cahaya dalam dua medium yang berlainan ketumpatan optik.

Index Biasan

• Medium yang berlainan akan menghasilkan kesan pembiasan yang berlainan.

• Pembiasan cahaya bergantung pada laju cahaya dalam medium tersebut.

• Dalam udara atau vakum, sinar cahaya bergerak dengan laju 3.0 x 10⁸ ms^-1. Manakala, laju cahaya dalam kaca berkurang kepada 2.0 x 10⁸ ms^-1.

• Apabila cahaya merambat dari satu medium ke medium yang lain yang berbeza ketumpatan optik, laju dan arah perambatan cahaya akan berubah.

• Sudut pembengkokkan sinar cahaya bergantung pada nisbah laju cahaya dalam vakum kepada laju cahaya dalam suatu medium tertentu. Nisbah ini dikenali sebagai indeks biasan medium tersebut.

•  $Indeks\ biasan,\ n=\frac{c}{v}$  

• Indeks biasan tidak mempunyai unit.

• Apabila sinar cahaya merambat ke dalam medium yang mempunyai indeks biasan yang lebih tinggi, sinar cahaya akan mengalami pembiasan pada sudut yang lebih besar.

Hukum Snell

• Hukum biasan menyatakan bahawa apabila cahaya merambat dari satu medium ke medium lain yang berlainan ketumpatan optik,

• • sinar tuju, sinar biasan dan garis normal adalah pada satah yang sama.

• • nisbah (sin i/sin r) adalah malar, yang mana i adalah sudut tuju dan r ialah sudut biasan.

• Cahaya yang merambat dari vakum ke suatu medium, indeks biasan, n, medium tersebut diberikan sebagai

•  $n\ =\ \frac{\sin\ i}{\sin\ r}\ =\ pemalar$