Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas hukum pembiasan cahaya (Hukum Snell) yang menjelaskan tentang proses pembiasan gelombang elektromagnetik saat berpindah dari medium N1 ke N2. Konsep penting yang dijelaskan meliputi indeks bias, perbandingan kecepatan cahaya antar medium, dan hubungan antara sudut datang dan sudut bias. Hukum Snell diperoleh dari perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias, yaitu n1 sin teta 1 = n2 sin teta 2. Pembahasan juga mengaitkan perubahan panjang gelombang dengan perubahan fase cahaya, yang dapat mempengaruhi interferensi antara gelombang cahaya. Selain itu, video ini akan membahas bagaimana medium dengan indeks bias tertentu dapat menyebabkan pergeseran fase, serta contoh terkait dengan interferensi lapisan tipis.

Baik, mari kita coba melihat proses pembiasan dengan memandang beberapa berkas pada suatu gelombang elektromagnetik.

Jadi kalau kita lihat di sini, misalnya ada sebuah berkas gelombang elektromagnetik ditempahkan menuju dari medium N1,

yang mungkin kita sebut sebagai ruang vakum, atau kita sebut yang lain, lalu menuju ke sebuah medium yang kita definisikan sebagai N2.

Kita nanti akan definisikan N1 dan N2 itu apa.

Jadi setelah pada saat dia ditembakkan, maka berkas yang lebih dahulu sampai itu akan dibiaskan lebih dulu atau dibelokkan.

Bisa dibelokkan lebih dekat kepada normal, juga bisa dibelokkan lebih besar.

Nanti kita bisa lihat, tapi yang jelas besar pembelokan itu digambarkan oleh dua sudut yang ada di sini.

Jadi Anda bisa lihat yang E menuju C, misalnya kita sebut karena dia masih di luar, maka jaraknya ditempuh dari dua muka gelombang adalah lambda 1.

Sedangkan untuk berkas yang ini, dari H menuju G, dia sudah masuk ke dalam medium N2.

Sehingga dari, kalau Anda bisa lihat dari sisi geometri yang saya gambarkan, jarak yang ditempuh dari E, H menuju G,

antara dua muka gelombang itu berbeda dengan lambda 1, jadi saya kan sama dengan lambda 2.

Karena dua muka gelombang ini adalah dua muka gelombang dalam satu gelombang yang sama,

makanya jarak yang, bukan jarak ya, waktu tempuh dari gelombang di muka gelombang pertama dengan kedua itu harusnya sama.

Tapi Anda bisa lihat berkas yang di atas itu menempuh jarak yang lebih jauh dari berkas yang ada di bawah.

Maka, it's obvious kalau kita bisa melihat secara keadaannya, karena waktunya sama, tapi jaraknya berbeda,

jaraknya berbeda, maka kecepatan dari berkas yang ada,

yang ada di N1 dengan N2 itu merambat dengan kecepatan yang berbeda.

Kita sebut misalkan kecepatan berkas gelombang elektromagnetik, yaitu cahaya, pada saat di medium N1 adalah V1,

di medium V2 adalah N2, maka waktu tempuh pada saat T1 itu akan sama dengan lambda 1 dibagi dengan V1.

Sedangkan waktu tempuh di T2 itu adalah lambda 2 dibagi dengan V2.

Nah, sederhananya jarak waktu adalah jarak dibagi dengan kecepatan.

Karena T1 sama dengan T2, maka kita bisa dapatkan lambda 1 dibagi dengan V1 akan sama dengan lambda 2 dibagi V2.

Atau kita bisa lebih bagus perbandingannya, kita pindahkan lambda dengan lambda, V dengan V, bahwa perbandingan lambda itu sebanding dengan perbandingan V.

Jadi artinya semakin besar lambda atau jarak,

yang ditempuh, maka semakin lambat pula, semakin besar maka semakin cepat juga.

Karena kalau jaraknya dengan waktu yang sama, jaraknya ditempuh lebih pendek, artinya dia berjalan dengan lebih lambat.

Artinya di luar akan lebih cepat dibanding di bawah.

Nah, tapi seperti yang saya bilang, di sini geometri yang saya gambarkan hanya kita bisa bayangkan cahaya itu di belokan mendekati normal.

Jadi kalau di belokan menjauhi normal, artinya bisa jadi,

L lambda 2 itu lebih besar dibandingkan lambda 1.

Artinya kecepatan rambat suatu gelombang atau manetik itu bergantung pada mediumnya dan bagaimana dia di belokan.

Jadi artinya kita bisa definisikan sebuah besaran yang kita sebut sebagai indeks bias.

Dimana indeks bias itu menunjukkan suatu kemampuan medium untuk menahan gelombang.

Sehingga punya kecepatan yang lebih rendah dibandingkan kecepatan gelombang atau manetik atau kecepatan cahaya di ruang hampa.

Sehingga n kita definisikan menjadi perbandingan antara kecepatan cahaya pada ruang hampa dengan kecepatan cahaya di suatu medium.

Semakin besar n, itu perbandingannya akan semakin besar.

Artinya kecepatan cahaya pada suatu medium lebih kecil.

Karena semakin besar n, maka V itu akan lebih kecil.

Sehingga kalau kita substitusikan ini ke persamaan yang ini.

Kita bisa dapatkan bahwa lambda 1 dibagi dengan lambda 2.

Di sini kita punya V akan sama dengan C dibagi dengan n.

Maka akan sama dengan C dibagi dengan n1.

Atau kita dapatkan lambda 1 dibagi dengan lambda 2.

Maka akan sama dengan n2 dibagi dengan n1.

Semakin besar n, maka semakin lambat kecepatannya.

Kita cek segitiga yang terbentuk di sini.

Maka dia akan tegak lurus dengan berkas yang selanjutnya.

Kalau kita bisa artikan kenapa teta 1 dan teta 2.

Teta 1 itu sama dengan sudut datang terhadap normal.

Teta 1 menggambarkan sudut datang dari normal.

Sedangkan teta 2 kalau kita lihat dari sebandingannya.

Tapi kita cari kesebandingan yang bisa kita hubungkan dengan geometri yang kita inginkan.

Nah kita bisa dapat di sini adalah lambda 1.

Nah dari trigonometri biasa kita bisa dapatkan bahwa sinus teta 1.

Itu akan sama dengan lambda 1 dibagi dengan panjang Hc.

Teta 2 akan sama dengan lambda 2 dibagi dengan Hc2.

Sehingga kalau kita bagikan antara sin teta 1 dengan sin teta 2.

Sama dengan lambda 1 dibagi dengan lambda 2.

Kita bisa hubungkan sin teta 1 akan dibagi dengan sin teta 2.

Itu akan sama dengan n2 dibagi dengan n1.

Dari sinilah kita bisa dapatkan hukum snell atau hukum pembiasan.

Jadi n1 sin teta 1 sama dengan n2 kali sin teta 2.

Hal yang paling penting yang kita dapatkan dari fenomen pembiasan ini.

Hal yang paling penting yang kita dapatkan dari peristiwa pembiasan itu adalah.

Suatu cahaya gelombang cahaya ketika masuk ke medium yang berbeda.

Yang fase antara gelombang yang di bawah.