Dispersi cahaya

DIsperSI

CAHAYA

OLEH KELOMPOK 1

NAMA : DEDEK GUNAWAN

: ELFIANTI

: MASITAH

: MULTAZAM HUTABARAT

: NUR ATIKA

: PUTRI RAHIMI

Dispersi Cahaya

Dispersi yaitu peristiwa terurainya cahaya putih menjadi cahaya yang berwarna-warni, seperti terjadinya pelangi. Pelangi merupakan peristiwa terurainya cahaya matahari oleh butiran-butiran air hujan. Peristiwa peruraian cahaya ini disebabkan oleh perbedaan indeks bias dari masing-masing cahaya, di mana indeks bias cahaya merah paling kecil, sedangkan cahaya ungu memiliki indeks bias paling besar. Cahaya putih yang dapat terurai menjadi cahaya yang berwarna-warni disebut cahaya polikromatik

sedangkan cahaya tunggal yang tidak bisa diuraikan lagi disebut cahaya monokromatik. Peristiwa dispersi juga terjadi apabila seberkas cahaya putih, misalnya cahaya matahari dilewatkan pada suatu prisma seperti pada Gambar 2.2.

Cahaya polikromatik jika dilewatkan pada prisma akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Kumpulan cahaya warna tersebut disebut spektrum. Lebar spektrum yang dihasilkan oleh prisma tergantung pada selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan cahaya merah.

Selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi yang dirumuskan :

• Jika sudut pembias prisma kecil (<15 o) dan n menyatakan

indeks bias prisma serta medium di sekitar prisma adalah

udara, maka besarnya sudut dispersi dapat dinyatakan :

dengan :

φ = sudut dispersi Dm= sudut deviasi cahaya merah Du = sudut deviasi cahaya ungu nm = indeks bias cahaya merah nu = indeks bias cahaya ungu ß = sudut pembias prisma

Rumus untuk β > 15o :Sin ( δ + β ) = Sin

Sudut Dispersi (φ) Seberkas cahaya polikromatik diarahkan ke prisma. Cahaya tersebut

kemudian terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Tiap-tiap cahaya mempunyai sudut deviasi yang berbeda. Selisih antara sudut deviasi untuk cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi. Besar sudut dispersi dapat dituliskan sebagai berikut:

φ = δu - δm = (nu – nm) β .......................................2

  Keterangan:

φ = sudut dispersi

nu = indeks bias sinar ungu

nm = indeks bias sinar merah

δu = deviasi sinar ungu

δm = deviasi sinar merah

Sudut DeviasiSudut yang dibentuk antara arah sinar datang dengan arah sinar yang meninggalkan prisma disebut sudut deviasi diberi lambang δ. Besarnya sudut deviasi tergantung pada sudut datangnya sinar.

δ = i1 + r2 – β

Keterangan :

δ = sudut deviasii1 = sudut datang pada prismar2 = sudut bias sinar meninggalkan prismaβ = sudut pembias prisma

Sudut Deviasi MinimumSudut Deviasi dapat bernilai minimum apabila besar sudut datang i1 sama dengan besar sudut bias r2.

δ m = 2i1 – β

Keterangan :δ m = sudut deviasii1 = sudut datang pada prismaβ = sudut pembias prisma

Syarat Deviasi Minimum :

i1 = r2 atau i2 = r1

*Contoh Soal 1 :

1. Sebuah prisma memiliki sudut pembias 60o. Indeks bias untuk sinar merah 1,52 dan untuk sinar ungu 1,54. Seberkas sinar putih jatuh pada salah satu sisi prisma. Apabila dianggap semua cahaya mengalami deviasi minimum, hitunglah sudut dispersinya!

*Penyelesaian :

*Diketahui : ß = 60o

nm = 1,52

nu = 1,54

Ditanyakan : φ = ...? (deviasi minimum)

CONTOH SOAL 2 :

Hitung sudut dispersi antara sinar merah dan ungu pada prisma dengan sudut puncak 15o ketika suatu cahaya putih datang pada prisma dengan sudut datang 12o. Indeks bias kaca 1,64 untuk cahaya merah dan 1,66 untuk cahaya ungu.

Dik : ß = 15o Dit : φ = ..... ?

Nm = 1,64

Nu = 1,66

Penyelesaia :

Karena ß = 15o dapat di anggap kecil, maka sudut dispersi dapat dihitung

dengan

φ = Nu - Nm (ß) = 1,66-1,64 (15)

= 0,3o

Kemudian kita hitung i2

i2 = ß – r1 = 60o – 30o = 30o

Kemudian

n2 sin i2 = n1 sin r2

sin r2 = = =

r2 = 60o

Akhirnya sudut deviasi prisma dapat kita hitung dengan persamaan

δ = i1 + r2 – ß = 60o + 60o - 60o = 60o

Sebuah prisma berlian memiliki sudut puncak 60o. Cahaya kuning datang pada salah satu sisi pembias dengan sudut datang 60o. Berapa sudut deviasi prisma ? (indeks bias berlian untuk cahaya kuning adalah ).Dik : ß = 60o Dit : δ = ...?

i1 = 60o

n2 =

n1 = 1 (Udara)

Penyelesaian :n1 sin i1 = n2 sin r1

sin r1= = = =

r1 = 30o

CONTOH SOAL 3 :

CONTOH SOAL 4 :

Suatu percobaan dilakukan untuk menentukan indeks bias bahan suatu prisma, yang memiliki sudut puncak 10o. Sinar monokromatis dijatuhkan pada salah satu sisi prisma dan sudut datangnya diatur sedemikian sehingga sama dengan sudut bias sinar yang keluar dari sisi prisma lainnya. Pada saat itu diukur sudut deviasi prisma 6o. Berapa indeks bias yang diperoleh dari percobaan ini ?

Dik : ß = 10o Dit : n2

δm = 6o

n1 = 1 (udara)Penyelesaian : δm = ( -1 ) ß δm = (n2 – 1) ß n2 – 1 = = + 1 = +1

= 1,6

Terima Kasih