Cara memakai
- Ketik Indeks bias medium pertama, misalnya 1,00 untuk udara.
- Ketik Indeks bias medium kedua, misalnya 1,50 untuk kaca.
- Ketik Sudut datang, derajat, yang diukur dari garis normal.
- Baca Sudut bias dan kecepatan cahaya, lalu langkah-langkahnya.
Hukum Snell
Ketika cahaya melewati dari satu medium transparan ke medium lain, arahnya berubah. Hukum Snell memberi arah barunya: indeks bias dikali sinus sudut sama di kedua sisi batas (OpenStax, University Physics Volume 3, bab 1, dalam bahasa Inggris).
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
n = indeks bias, n = c ÷ v
θ1 = sudut datang, diukur dari garis normal
θ2 = sudut bias, diukur dari garis normal
c = 299.792.458 m/s, kecepatan cahaya di ruang hampa (eksak)
v = kecepatan cahaya di dalam medium- Cahaya yang masuk ke medium dengan indeks lebih besar membelok mendekati garis normal; ketika keluar ke indeks yang lebih kecil, ia membelok menjauhi garis normal.
- Sinar yang melintasi batas antara dua medium yang sama tidak membelok.
- Indeks bergantung pada panjang gelombang, itulah sebabnya pembiasan memisahkan warna cahaya putih pada pelangi.
Sudut kritis dan pemantulan internal total
Ketika cahaya berpindah dari medium dengan indeks lebih besar (n1 > n2) ke medium dengan indeks lebih kecil, sinus sudut bias tumbuh lebih cepat daripada sinus sudut datang. Sinus itu mencapai 1 pada sudut kritis, sin θc = n2 ÷ n1. Melewati sudut itu tidak ada sinar yang dibiaskan, dan cahaya dipantulkan seluruhnya di dalam medium pertama (OpenStax, bab yang sama, dalam bahasa Inggris).
Yang tidak dicakup kalkulator ini
- Bagian cahaya yang dipantulkan di permukaan dan cara cahaya itu terpolarisasi (persamaan Fresnel).
- Medium yang menyerap cahaya, yang mengubah kecerahannya ketika melewatinya.
- Beberapa batas berurutan dengan lapisan tipis di antaranya, seperti film atau lapisan lensa.
Contoh: dari udara ke kaca pada 30°
Dengan n1 = 1,00 dan n2 = 1,50, sinus sudut bias adalah 1,00 × sin 30° ÷ 1,50 = 0,5 ÷ 1,5 = 0,3333, sehingga θ2 = arcsin(0,3333) = 19,47°. Sudut kritis untuk cahaya yang kembali dari kaca ke udara adalah arcsin(1 ÷ 1,5) = 41,81°.
| Besaran | Nilai |
|---|---|
| Sudut bias, dari udara ke kaca pada 30° | 19,47° |
| Kecepatan cahaya di kaca | 199.861.639 m/s |
| Sudut kritis, dari kaca ke udara | 41,81° |
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa itu indeks bias?
Indeks n = c ÷ v adalah kecepatan cahaya di ruang hampa dibagi kecepatannya di dalam medium. Ruang hampa memiliki n = 1, dan kebanyakan bahan transparan memiliki indeks di atas 1.
Mengapa sudut diukur dari garis normal?
Hukum Snell ditulis untuk sudut dari garis normal, yaitu garis tegak lurus pada permukaan. Sudut yang diukur dari permukaan itu sendiri akan memberi sinus yang salah, sehingga hasilnya keliru.
Mengapa tidak ada sinar yang dibiaskan untuk sudut saya?
Cahaya berpindah dari medium dengan indeks lebih besar ke yang lebih kecil, dan sudutnya di atas sudut kritis. Maka sinus sudut bias akan melebihi 1, sehingga cahaya dipantulkan seluruhnya.
Bisakah saya memakai kalkulator untuk cahaya di air?
Bisa. Ketik indeks air dari buku Anda sebagai salah satu indeks, dengan indeks medium lainnya, dan metode yang sama berlaku.
Apakah data saya dikirim ke server?
Tidak. Perhitungan dilakukan di peramban Anda, dan tidak ada yang Anda ketik yang dikirim kepada kami atau disimpan.
Sumber
- OpenStax, University Physics Volume 3, bab 1, persamaan kunci: indeks bias n = c/v, hukum pembiasan, sudut kritis (dalam bahasa Inggris)
- NIST: kecepatan cahaya di ruang hampa c, CODATA 2022 (299.792.458 m/s, eksak) (dalam bahasa Inggris)
Angka dan teks terakhir diperiksa pada Selasa, 10 November 2026.