Isi
Bayangkan sebuah sendok ditempatkan di setengah gelas air. Sendok tampak membungkuk di batas udara-air. Ini karena sinar cahaya mencapai mata Anda dari bawah air berubah arah ketika mereka masuk ke udara. Fenomena ini dikenal sebagai refraksi. Ada beberapa faktor yang menentukan pada sudut mana sinar cahaya akan menekuk ketika melewati dari satu medium ke medium lainnya.
Sudut Insidensi
Jika sinar cahaya menyeberang dari satu media ke media lainnya - dari udara ke kaca misalnya - tegak lurus ke permukaan di antara media, ia tidak berubah arah, ia melewatinya. Namun, jika menyentuh permukaan dengan sudut tegak lurus, ia berubah arah saat bergerak ke media kedua. Sudut sinar cahaya membuat dengan tegak lurus di media pertama disebut sudut kejadian. Sudut sinar cahaya membuat dengan tegak lurus di media kedua disebut sudut refraksi. Hubungan antara sudut datang (i) dan sudut refraksi (r) diberikan oleh hukum Snells: sin (r) / sin (i) = ni / nr, di mana ni adalah indeks bias dari medium pertama dan nr adalah indeks bias dari media kedua. Untuk pasangan media yang tetap, ni / nr telah diperbaiki. Jadi jelaslah bahwa ketika sudut datang berubah, sudut refraksi juga berubah.
Indeks bias
Dari hukum Snells, Anda dapat melihat bahwa sudut refraksi tergantung pada rasio n / n dari indeks bias kedua media. Jika nr lebih besar dari ni - misalnya ketika cahaya melewati dari udara (ni = 1,0) ke kaca (ni = 1,5) - maka sudut refraksi lebih kecil dari sudut kejadian, yaitu, sinar cahaya membungkuk ke arah tegak lurus ke permukaan antara dua media saat melintasi ke media kedua. Jika nr lebih kecil dari ni, sinar cahaya yang memasuki media lain membungkuk menjauh dari tegak lurus ke permukaan antara kedua media.
Panjang Gelombang Cahaya
Sudut refraksi juga tergantung pada panjang gelombang cahaya. Cahaya tampak dari berbagai warna memiliki panjang gelombang yang berbeda dan indeks bias yang sedikit berbeda. Perbedaannya sangat kecil sehingga Anda tidak melihatnya ketika cahaya putih melewati pelat kaca datar misalnya. Tetapi ketika cahaya putih melewati prisma dan dibiaskan dua kali pada dua permukaan, setiap warna membungkuk pada sudut yang berbeda dan Anda dapat dengan jelas melihat warna yang terpisah.
Anisotropi
Dalam beberapa kasus khusus, indeks bias dalam suatu media dapat bergantung pada arah di mana cahaya melewati medium. Kristal mineral tertentu memiliki dua indeks refraksi yang berbeda di sepanjang dua arah dan dikenal sebagai bahan birefringent. Misalnya, turmalin adalah kristal dengan dua indeks bias: 1.669 dan 1.638. Untuk bahan-bahan ini, sudut pembiasan tergantung pada orientasi batas antara media dengan sumbu khusus kristal.