Indeks Bias
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium.
Secara matematis, rumus indeks bias dapat ditulis:
di mana:
- n = indeks bias
- c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa (299,792,458 meter/detik)
= cepat rambat cahaya pada suatu medium
Indeks bias tidak pernah lebih kecil dari 1 atau (n ≥ 1).
Indeks bias dapat dipandang sebagai suatu kemampuan medium membiaskan (membelokan) arah rambat cahaya. Jika cahaya bergerak dari vakum atau udara ke medium lainnya, indeks biasnya disebut dengan indeks bias mutlak medium tersebut.
Rumus Indeks Bias
Indeks bias dapat dicari dengan rumus berikut
n = c / v
Yang dimana:
n = Indeks Bias
c = laju cahaya dalam ruang hampa ( 3 x 108 m/s)
v = kecepatan laju cahaya dalam medium
atau bisa dengan menggunakan persamaan berdasarkan hukum pembiasan cahaya sebagai berikut
n1 = indeks bias medium pertama
θ1/i = Sudut datang
n2 = indeks bias mediium kedua
θ2 /r= Sudut bias
dengan memasukkan rumus yang pertama ke persamaan persamaan kedua
n1. Sin θ1 = n1. Sin θ1 <-> c/v1 Sin θ1 = c/v2 Sin θ2 <-> Sin θ1/v1 = Sin θ2/v2 sehingga
Nilai Indeks Bias
| Material | λ (nm) | n | |
|---|---|---|---|
| Hampa udara | 1 (exactly) | ||
| Udara @ STP | 1.0002926 | ||
| Gas @ 0 °C and 1 atm | |||
| Udara | 589.29 | 1.000293 | |
| Helium | 589.29 | 1.000036 | |
| Hidrogen | 589.29 | 1.000132 | |
| Karbon dioksida | 589.29 | 1.00045 | |
| Cairan @ 20 °C | |||
| Benzena | 589.29 | 1.501 | |
| Air | 589.29 | 1.3330 | |
| Ethyl alcohol (ethanol) | 589.29 | 1.361 | |
| Karbon tetraklorida | 589.29 | 1.461 | |
| Karbon disulfida | 589.29 | 1.628 | |
| Benda padat @ suhu kamar | |||
| Intan | 589.29 | 2.419 | |
| Strontium titanate | 589.29 | 2.41 | |
| Ambar | 589.29 | 1.55 | |
| Fused silica | 589.29 | 1.458 | |
| Natrium klorida | 589.29 | 1.50 | |
| Material lain | |||
| Pyrex | 1.470 | ||
| Sapphire | 1.762–1.778 | ||
| Es | 1.31 | ||
| Cryolite | 1.338 | ||
| Aseton | 1.36 | ||
| Ethanol | 1.36 | ||
| Teflon | 1.35 – 1.38 | ||
| Gliserol | 1.4729 | ||
| Kaca akrilik | 1.490 – 1.492 | ||
| Crown glass (optics) | 1.50 – 1.54 | ||
| Polikarbonat | 1.584 – 1.586 | ||
| PMMA | 1.4893 – 1.4899 | ||
| PET (Polietilena tereftalat) | 1.5750 | ||
| Flint glass | 1.60 – 1.62 | ||
| Kaca | 1.485 – 1.755 | ||
| Brom | 1.661 | ||
| Cubic zirconia | 2.15 – 2.18 | ||
| Silicon carbide | 2.65 – 2.69 | ||
| Cinnabar (Mercury sulfide) | 3.02 | ||
| Gallium phosphide | 3.5 | ||
| Gallium arsenide | 3.927 | ||
| Silikon | 4.01 | ||
Contoh Soal dan Jawaban Indeks Bias
1. Seseorang menyinari sebuah kaca tebal dengan sudut 30° terhadap garis normal. Jika cepat rambat cahaya di dalam kaca adalah 2 × 108 m/s, tentukan indeks bias kaca dan sudut biasnya.
n | = | c | = | 3 × 108 m/s | = | 1,5 |
v | 2 × 108 m/s |
sin θi | = | n2 |
sin θr | n1 |
sin 30° | = | 1,5 |
sin θr | 1 |
sin θr | = | 0,5 |
1,5 |
sin θr | = | 0,33 |
θr | = | sin−1 (0,33) |
θr | = | 19,27° |
2. Bapak Budi sedang melakukan eksperimen untuk menentukan kecepatan cahaya di dalam etil alkohol. Ia melepaskan seberkas cahaya pada permukaan cairan etil alkohol. Jika indeks bias mutlak etil alkohol (n = 1,36) dan kecepatan cahaya di udara 3 x 108 m/s, berapakah cepat rambat cahaya di dalam etil alkohol tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
n = 1,36
c = 3 x 108 m/s
Ditanyakan: v = ?
Jawaban:
n = c/v
v = c/n
v = 3 x 108/1,36
v = 2,2 x 108 m/s
Jadi, cepat rambat cahaya di dalam etil alkohol adalah sebesar 2,2 x 108m/s
4. Suatu gelombang datang dari medium yang berindeks bias 3/2 menuju medium yang berindeks bias 3/4 √6. Jika besar sudut datang adalah 60° tentukan besar sudut bias yang terjadi!
Pembahasan:
n1 sin i = n2 sin r
(3/2) sin 60° = (3/4 √6) sin r
(3/2)(1/2 √3) = (3/4 √6) sin r
sin r = √3/√6
sin r = 1/2√2
r = arcsin 1/2√2 = 45°
5. Cepat rambat cahaya di medium X besarnya 2,4 x 108 m/s. Bila cepat rambat cahaya di ruang hampa 3 x 108 m/s, berapakah indeks bias mutlak medium itu?
Jawaban:
Indeks Bias (n) = c/v = 3 x 108 m/s / 2,4 x 108
m/ = 1,25
2. Cepat rambat cahaya di dalam Intan 2,42 x 108 m/s dan cepat rambat cahaya di dalam air 2,25 x 108 m/s.
Tentukan:
a) indeks bias relatif intan terhadap kaca
b) indeks bias relatif kaca terhadap air
Jawab
indeks bias relatif intan terhadap kaca =2,42 x 108/2,25 x 108 = 1,078
indeks bias relatif kaca terhadap intan = 2,25 x 10 / 2,42 x 108 = 0,93
6. Cahaya datang dari udara menuju medium yang berindeks bias 3/2. Tentukan kecepatan cahaya dalam medium tersebut!
Pembahasan:
Lebih dulu diingat bahwa kecepatan gelombang cahaya di udara (atau di vakum) adalah 3 x 10 8 m/s, di beberapa soal data ini tidak diberikan dengan asumsi sudah diketahui oleh siswa.
Gunakan persamaan berikut:
n1 v1 = n2 v2
dimana n1 dan n2 adalah indeks bias masing masing medium dan v1 dan v1 adalah kecepatan gelombang di masing-masing medium.
Sehingga:
n1 v1 = n2 v2
(1)(3 x 108) = (3/2) v2
v2 = 2 x 108
7. Suatu gelombang datang dari medium yang berindeks bias 3/2 menuju medium yang berindeks bias 3/4 √6. Jika besar sudut datang adalah 60° tentukan besar sudut bias yang terjadi!
Pembahasan:
Gunakan persamaan yang sama seperti soal nomor 1.
n1 sin i = n2 sin r
(3/2) sin 60° = (3/4 √6) sin r
(3/2)(1/2 √3) = (3/4 √6) sin r
sin r = √3/√6
sin r = 1/2√2
r = arcsin 1/2√2 = 45°
8. Cahaya datang dari udara menuju medium yang berindeks bias 3/2. Tentukan kecepatan cahaya dalam medium tersebut!
Pembahasan:
Lebih dulu diingat bahwa kecepatan gelombang cahaya di udara (atau di vakum) adalah 3 x 10 8 m/s, di beberapa soal data ini tidak diberikan dengan asumsi sudah diketahui oleh siswa.
Gunakan persamaan berikut:
n1 v1 = n2 v2
dimana n1 dan n2 adalah indeks bias masing masing medium dan v1 dan v1 adalah kecepatan gelombang di masing-masing medium.
Sehingga:
n1 v1 = n2 v2
(1)(3 x 108) = (3/2) v2
v2 = 2 x 108
Rumus Fisika Lainnya
Fisika banyak diisi dengan persamaan dan rumus fisika yang berhubungan dengan gerakan sudut, mesin Carnot, cairan, gaya, momen inersia, gerak linier, gerak harmonik sederhana, termodinamika dan kerja dan energi. Klik disini untuk melihat rumus fisika lainnya (akan membuka layar baru, tanpa meninggalkan layar ini).
Bacaan Lainnya
- Rumus Fisika: Alat optik: Lup, Mikroskop, Teropong Bintang, Energi, Frekuensi, Gaya, Gerak, Getaran, Kalor, Massa jenis, Medan magnet, Mekanika fluida, Momen Inersia, Panjang gelombang, Pemuaian, Percepatan (akselerasi), Radioaktif, Rangkaian listrik, Relativitas, Tekanan, Usaha Termodinamika, Vektor
- Bagaimana Albert Einstein mendapatkan rumus E=mc² ?
- Cara Mengemudi Aman Pada Saat Mudik atau Liburan Panjang
- Jenis Virus Komputer – Cara Gratis Mengatasi Dengan Windows Defender
- Cara Menghentikan Penindasan Bullying
- Cara menjaga keluarga Anda aman dari teroris – Ahli anti-teror menerbitkan panduan praktis
- Apakah Anda Memerlukan Asuransi Jiwa? – Cara Memilih Asuransi Jiwa Untuk Pembeli Yang Pintar
- 10 Cara Memotivasi Anak Untuk Belajar Agar Menjadi Pintar
- Di Indonesia, (HAN) Hari Anak Nasional tanggal 23 Juli
- Ibu Hamil Dan Bahaya Kafein – Sayur & Buah Yang Baik Pada Masa Kehamilan
- Daftar Jenis Kanker: Pemahaman Kanker, Mengenal Dasar-Dasar, Contoh Kanker, Bentuk, Klasifikasi, Sel dan Pemahaman Penyakit Kanker Lebih Jelas
- Penyebab Dan Cara Mengatasi Iritasi Atau Lecet Akibat Pembalut Wanita
- Sistem Reproduksi Manusia, Hewan dan Tumbuhan
- Cara Mengenal Karakter Orang Dari 5 Pertanyaan Berikut Ini
- Kepalan Tangan Menandakan Karakter Anda & Kepalan nomer berapa yang Anda miliki?
Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai
Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!
Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!
Sumber bacaan: Microscopyu
Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya | Business & Marketing
