Apa itu Hukum Snellius?

Dalam fisika, Hukum Snell memberikan persamaan yang menjelaskan bagaimana cahaya dibiaskan ketika merambat dari satu medium ke medium yang berbeda. Dengan menggunakan persamaan Hukum Snell, besar sudut yang dibelokkan cahaya dapat ditentukan. Untuk menentukan sudut bias, sudut awal cahaya dan indeks bias kedua bahan harus diketahui.

Ketika gelombang berpindah dari satu jenis medium ke medium lainnya, dari udara ke air misalnya, gelombang itu membelok atau berubah arah. Fenomena ini disebut pembiasan. Alasan terjadinya pembengkokan adalah karena gelombang merambat pada kecepatan yang berbeda pada bahan yang berbeda. Cahaya adalah salah satu contoh gelombang yang dibiaskan ketika merambat melalui media yang berbeda.

Sudut awal dan sudut bengkok dari sinar cahaya diukur berdasarkan hubungan dengan normal. Garis normal adalah garis lurus yang tegak lurus, atau tegak lurus, terhadap permukaan tempat cahaya memasuki medium. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk cahaya dengan garis normal pada permukaan. Sudut bias adalah sudut yang dibiaskan cahaya mendekati atau menjauhi garis normal dalam medium baru.

Misalnya, seberkas cahaya merambat melalui bahan dengan indeks bias X dan memasuki bahan lain dengan indeks bias Y. Sudut datang adalah x dan sudut bias adalah y. Menggunakan variabel yang diberikan, Hukum Snell akan ditulis sebagai: X*sinus(x) = Y*sinus(y). Untuk mencari sudut bias, persamaan dapat ditulis ulang sebagai sinus(y) = X*sinus(x)/Y atau y = busursin(X*sinus(x)/Y).

Massa jenis medium tempat cahaya merambat akan menentukan kecepatan cahaya. Jika sinar datang ke medium yang lebih rapat, maka akan melambat, sehingga sinar akan dibelokkan ke arah normal. Pembengkokan ke arah normal membuat sudut bias lebih kecil dari sudut datang. Jika cahaya bergerak ke medium yang kurang rapat, ia mempercepat, menyebabkannya dibelokkan dari garis normal dan sudut bias akan lebih besar dari sudut datang.

Sebagai contoh, jika seberkas cahaya merambat dari udara ke air dan memasuki air dengan sudut 30 derajat, kita dapat menggunakan Hukum Snell untuk mengetahui seberapa banyak cahaya akan dibelokkan, atau y. Indeks bias udara adalah 1, dan untuk air adalah 1.33. Menggunakan persamaan yang diberikan sebelumnya, y = arcsin(1*sinus(30)/1.33). sinus(30) = 0.5, jadi y = arcsin(0.5/1.33) = 22.1. Jadi, sudut bias cahaya yang masuk ke air dengan sudut 30 derajat adalah 22.1 derajat.