PEMBIASAN CAHAYA

Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya. Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu medium menembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda. Misalkan dari udara ke kaca, dari air ke udara dan dari udara ke air. Namun cahaya yang datang dengan sudut datang 90 derajat (tegak lurus) melalui medium yang berbeda tidak dibiaskan.

Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu:

a.       Mendekati garis normal

cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic yang kurang rapat ke medium optic yang lebih rapat. Contohnya cahaya yang merambat dari udara kedalam air.

b.      Menjauhi garis normal

cahaya dibiaskan menajuhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optic yang lebih rapat ke medium optic yang kurang rapat. Contohnya cahaya yang merambat dari dalam air ke udara.

Indeks Bias

Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium yang kurang rapat. Menurut Christian Huygens (1629-1695) : “Perbandingan laju/cepat rambat cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya dalam zat tersebut dinamakan indeks bias.”

N = c

       C_n

Indeks bias suatu zat dapat dicari dengan cara metode snellius yang mana hukum tersebut dicetuskan oleh ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell pada tahun 1621, berbunyi:

·         sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

·         hasil bagi sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias.

Dispersi Cahaya

Dispersi cahaya adalah penguraian warna-warna cahaya. Apabila seberkas cahaya putih atau cahaya polikromatis (warna cahaya yang masih bisa diuraikan lagi menjadi warna-warna dasar) melewati sebuah prisma maka cahaya tersebut akan diuraikan menjadi berbagai warna. Penguraian ini menjadi cahaya monokromatis (warna cahaya yang tidak dapat diuraikan kembali). Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna cahaya memiliki panjang gelombang yang berbeda sehingga sudut biasnya berbeda-beda. Cahaya putih terdiri dari gabungan beberapa warna, yaitu merah, hijau dan biru. Hal ini sebagaimana fenomena pelangi yaitu cahaya matahari yang diuraikan oleh titik-titik air hujan, menjadi spectrum yang kemudian tampak pelangi di udara.

Dispersi cahaya terjadi karena setiap warna mempunyai indeks bias yang berbeda-beda. Cahaya ungu mempunyai indeks bias yang lebih besar dari pada cahaya merah sehingga cahaya merah mengalami deviasi (penyimpangan) yang lebih kecil dari pada cahaya ungu dan sebaliknya.

Hubungan Atmosfer Dengan Pembiasan dalam Konteks Astronomi

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Atmosfer tidak mempunyai batas tertentu, tetapi susunannya semakin menipis dengan bertambahnya ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

Penelitian tentang atmosfer berawal dari fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam. Fungsi atmosfer antara lain :

1.      Mengurangi radiasi matahari

2.      Mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, yaitu dalam siklus hidrologi. Tanpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah.

3.      Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.

4.      Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.

Efek Adanya Atmosfir Bumi.

1.      Cahaya matahari yang dipancarkan ke segala arah, hanya sebagian kecil yang sampai ke bumi. Sebagian besarnya diserap, dipantulkan dan dihamburkan oleh gas dan debu yang berukuran sangat kecil (mikroskopik). Partikel debu memiliki kemampuan yang lebih baik daripada molekul gas dalam memantulkan dan menghamburkan cahaya. (Stuard J. Inglish, 1963)

2.      Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di matahari. Energi radiasi matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik. Sebagian dari radiasi matahari akan dihamburkan oleh partikel-partikel udara ketika melewati atmosfer Bumi. Hamburan radiasi oleh atmosfer Bumi bergantung pada diameter partikel-partikel penghambur (D) dan panjang gelombang yang diradiasikan (l). Hal ini berkaitan dengan fenomena warna biru pada langit. Karena panjang gelombang warna biru lebih pendek dari panjang gelombang warna yang lainnya, maka warna biru akan lebih kuat dihamburkan dibanding warna yang lainnya.

3.      Aurora yaitu gelombang cahaya yang diradiasikan