Pembiasan: Perbedaan antara revisi
Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29574831; atribusi sumber disertakan. |
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi |
||
| Baris 1: | Baris 1: | ||
[[File:Pencil_in_a_bowl_of_water.png|thumb|right|280px|Pencil in a bowl of water]] | |||
'''Pembiasan, pembengkokan, pembelokan''' atau '''refraksi''' dalam [[optika]] geometris didefinisikan sebagai perubahan arah rambat [[partikel cahaya]] akibat terjadinya [[percepatan]]. | '''Pembiasan, pembengkokan, pembelokan''' atau '''refraksi''' dalam [[optika]] geometris didefinisikan sebagai perubahan arah rambat [[partikel cahaya]] akibat terjadinya [[percepatan]]. | ||
Pada [[optika]] era [[optik geometris]], '''pembiasan''' [[cahaya]] yang dijabarkan dengan [[Hukum Snellius]], terjadi bersamaan dengan [[refleksi]] [[gelombang cahaya]] tersebut, seperti yang dijelaskan oleh [[persamaan Fresnel]] pada masa transisi menuju era [[optik fisis]]. Tumbukan antara [[gelombang cahaya]] dengan [[antarmuka]] dua [[medium]] menyebabkan [[kecepatan fase]] [[gelombang cahaya]] berubah. [[Panjang gelombang]] akan bertambah atau berkurang dengan [[frekuensi]] yang sama karena sifat [[gelombang cahaya]] yang [[transversal]] (bukan [[longitudinal]]). Pengetahuan ini yang membawa kepada penemuan [[lensa]] dan ''refracting telescope''. '''Refraksi''' pada era [[optik fisis]] dijabarkan sebagai fenomena perubahan arah rambat [[gelombang]] yang tidak saja tergantung pada perubahan [[kecepatan]], tetapi juga terjadi karena faktor-faktor lain yang disebut [[difraksi]] dan [[dispersi]]. | Pada [[optika]] era [[optik geometris]], '''pembiasan''' [[cahaya]] yang dijabarkan dengan [[Hukum Snellius]], terjadi bersamaan dengan [[refleksi]] [[gelombang cahaya]] tersebut, seperti yang dijelaskan oleh [[persamaan Fresnel]] pada masa transisi menuju era [[optik fisis]]. Tumbukan antara [[gelombang cahaya]] dengan [[antarmuka]] dua [[medium]] menyebabkan [[kecepatan fase]] [[gelombang cahaya]] berubah. [[Panjang gelombang]] akan bertambah atau berkurang dengan [[frekuensi]] yang sama karena sifat [[gelombang cahaya]] yang [[transversal]] (bukan [[longitudinal]]). Pengetahuan ini yang membawa kepada penemuan [[lensa]] dan ''refracting telescope''. '''Refraksi''' pada era [[optik fisis]] dijabarkan sebagai fenomena perubahan arah rambat [[gelombang]] yang tidak saja tergantung pada perubahan [[kecepatan]], tetapi juga terjadi karena faktor-faktor lain yang disebut [[difraksi]] dan [[dispersi]]. | ||
Contohnya, terjadinya refraksi yang sangat umum dijumpai adalah seperti ilustrasi gambar di samping. Dengan adanya perbedaan [[indeks bias]] antara [[udara]] (1,0003) dan [[air]] (1,33) di dalam sebuah mangkuk, sebuah benda lurus seperti [[pensil]] atau sedotan akan tampak seperti patah dengan kedalaman air yang tampak lebih dangkal. | Contohnya, terjadinya refraksi yang sangat umum dijumpai adalah seperti ilustrasi gambar di samping. Dengan adanya perbedaan [[indeks bias]] antara [[udara]] (1,0003) dan [[air]] (1,33) di dalam sebuah mangkuk, sebuah benda lurus seperti [[pensil]] atau sedotan akan tampak seperti patah dengan kedalaman air yang tampak lebih dangkal. | ||
== Refraksi ganda == | == Refraksi ganda == | ||
'''Refraksi ganda''' atau '''''birefringence''''' atau '''''double refraction''''' adalah dekomposisi [[sinar]] [[cahaya]] menjadi dua [[sinar]] [[cahaya]] yang disebut '''''ordinary ray''''' dan '''''extraordinary ray'''''. | '''Refraksi ganda''' atau '''''birefringence''''' atau '''''double refraction''''' adalah dekomposisi [[sinar]] [[cahaya]] menjadi dua [[sinar]] [[cahaya]] yang disebut '''''ordinary ray''''' dan '''''extraordinary ray'''''. | ||
| Baris 14: | Baris 14: | ||
:<math>\Delta n=n_e-n_o\,</math> | :<math>\Delta n=n_e-n_o\,</math> | ||
di mana ''n''<sub>o</sub> dan ''n''<sub>e</sub> adalah [[indeks bias]] untuk polarisasi tegak lurus ''ordinary ray'' dan polarisasi paralel ''extraordinary ray'' terhadap [[sumbu anisotropik]]. | di mana ''n''<sub>o</sub> dan ''n''<sub>e</sub> adalah [[indeks bias]] untuk polarisasi tegak lurus ''ordinary ray'' dan polarisasi paralel ''extraordinary ray'' terhadap [[sumbu anisotropik]].<ref>[http://scienceworld.wolfram.com/physics/Birefringence.html Eric Weisstein's World of Science on Birefringence]</ref> | ||
{| class="wikitable sortable" style="float:right; clear:both; margin: 0em 0em 1em 1em;" | |||
|+ Biaxial materials, at 590 nm | |||
|- | |||
! Material || ''n''<sub>a</sub> || ''n''<sub>ß</sub> || ''n''<sub>?</sub> | |||
|- | |||
|[[borax]] ||1.447 ||1.469 ||1.472 | |||
|- | |||
|[[Magnesium sulfate|epsom salt]] MgSO<sub>4</sub>·7(H<sub>2</sub>O) ||1.433 ||1.455 ||1.461 | |||
|- | |||
|[[mica]], [[biotite]] ||1.595 ||1.640 ||1.640 | |||
|- | |||
|mica, [[muscovite]] ||1.563 ||1.596 ||1.601 | |||
|- | |||
|[[olivine]] (Mg, Fe)<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> ||1.640 ||1.660 ||1.680 | |||
|- | |||
|[[perovskite]] CaTiO<sub>3</sub> ||2.300 ||2.340 ||2.380 | |||
|- | |||
|[[topaz]] ||1.618 ||1.620 ||1.627 | |||
|- | |||
|[[ulexite]] ||1.490 ||1.510 ||1.520 | |||
|} | |||
Refraksi ganda juga dapat terjadi dengan [[sumbu anisotropik]] ganda yang disebut '''''biaxial birefringence''''' atau '''''trirefringence''''', seperti yang terjadi pada pembiasan [[sinar]] [[cahaya]] pada [[material anisotropik]] layaknya [[kristal]] atau [[berlian]]. Untuk material semacam ini, tensor [[indeks bias]] '''n''', secara umum memiliki tiga [[eigenvalues]] yang berbeda, yaitu ''n''<sub>a</sub>, ''n''<sub>ß</sub> and ''n''<sub>?</sub>. | Refraksi ganda juga dapat terjadi dengan [[sumbu anisotropik]] ganda yang disebut '''''biaxial birefringence''''' atau '''''trirefringence''''', seperti yang terjadi pada pembiasan [[sinar]] [[cahaya]] pada [[material anisotropik]] layaknya [[kristal]] atau [[berlian]]. Untuk material semacam ini, tensor [[indeks bias]] '''n''', secara umum memiliki tiga [[eigenvalues]] yang berbeda, yaitu ''n''<sub>a</sub>, ''n''<sub>ß</sub> and ''n''<sub>?</sub>. | ||
== Refraksi gradien == | == Refraksi gradien == | ||
'''Refraksi gradien''' adalah refraksi yang terjadi pada [[medium]] dengan [[indeks bias]] gradien. | '''Refraksi gradien''' adalah refraksi yang terjadi pada [[medium]] dengan [[indeks bias]] gradien. | ||
| Baris 31: | Baris 49: | ||
== Refraksi negatif == | == Refraksi negatif == | ||
'''Refraksi negatif''' adalah refraksi yang terjadi seolah-olah [[sinar]] [[cahaya]] insiden dipantulkan oleh sumbu normal [[antarmuka]] dua [[medium]] pada sudut refraksi yang secara umum tunduk pada [[hukum Snellius]], namun bernilai negatif. | '''Refraksi negatif''' adalah refraksi yang terjadi seolah-olah [[sinar]] [[cahaya]] insiden dipantulkan oleh sumbu normal [[antarmuka]] dua [[medium]] pada sudut refraksi yang secara umum tunduk pada [[hukum Snellius]], namun bernilai negatif. | ||
| Baris 38: | Baris 55: | ||
:<math> n=\pm\sqrt{\epsilon\mu}</math> | :<math> n=\pm\sqrt{\epsilon\mu}</math> | ||
Untuk kebanyakan [[material]], besaran [[permeabilitas]] <math>\mu</math> sangat dekat dengan nilai 1 pada [[frekuensi optis]], sehingga nilai ''n'' disederhanakan dengan pendekatan [[permitivitas]]: <math>\sqrt{\epsilon}</math>. Menurut persamaan ini, maka [[indeks bias]] dapat bernilai negatif, misalnya seperti pada [[sinar x]]. | Untuk kebanyakan [[material]], besaran [[permeabilitas]] <math>\mu</math> sangat dekat dengan nilai 1 pada [[frekuensi optis]], sehingga nilai ''n'' disederhanakan dengan pendekatan [[permitivitas]]: <math>\sqrt{\epsilon}</math>. Menurut persamaan ini, maka [[indeks bias]] dapat bernilai negatif, misalnya seperti pada [[sinar x]].<ref>Sansosti, Tanya M. [http://laser.physics.sunysb.edu/~tanya/report1/ Compound Refractive Lenses for X-Rays]. Stony Brook University. 2002.</ref> | ||
== Momentum paradoks == | == Momentum paradoks == | ||
Pada tahun 1908, [[Hermann Minkowski]] membuat persamaan momentum refraksi: | Pada tahun 1908, [[Hermann Minkowski]] membuat persamaan momentum refraksi:<ref>Hermann Minkowski. [http://www.digizeitschriften.de/resolveppn/GDZPPN00250152X Die Grundgleichung für die elektromagnetischen Vorgänge in bewegten Körpern]. ''Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse''. 1908. hlm. 53-111.</ref> | ||
:<math>p=\frac{nE}{c}</math> | :<math>p=\frac{nE}{c}</math> | ||
| Baris 51: | Baris 68: | ||
* ''n'' adalah [[indeks bias]] [[medium]] | * ''n'' adalah [[indeks bias]] [[medium]] | ||
Pada tahun 1909, [[Max Abraham]] membuat usulan persamaan momentum sebagai berikut: | Pada tahun 1909, [[Max Abraham]] membuat usulan persamaan momentum sebagai berikut:<ref>Max Abraham. ''Unknown''. ''Rendiconti del Circolo matematico di Palermo''. 1909. Vol. 28.</ref> | ||
:<math>p=\frac{E}{nc}.</math> | :<math>p=\frac{E}{nc}.</math> | ||
[[Rudolf Perierls]] menjabarkan inkonsistensi antara kedua persamaan ini dalam ''More Surprises in Theoretical Physics''. [[Ulf Leonhardt]], komisaris ''Theoretical Physics'' di ''University of St. Andrews'', mendiskusikan hal ini, termasuk percobaan resolusinya. | [[Rudolf Perierls]] menjabarkan inkonsistensi antara kedua persamaan ini dalam ''More Surprises in Theoretical Physics''.<ref>Rudolf Peierls. [https://archive.org/details/moresurprisesint0000peie More Surprises in Theoretical Physics]. Princeton University Press. 1991. ISBN 0691025223.</ref> [[Ulf Leonhardt]], komisaris ''Theoretical Physics'' di ''University of St. Andrews'', mendiskusikan hal ini, termasuk percobaan resolusinya.<ref>Ulf Leonhardt. [https://archive.org/details/sim_nature-uk_2006-12-07_444_7120/page/7 Optics: Momentum in an uncertain light]. ''Nature''. 2006. Vol. 444. hlm. 823–24. doi:10.1038/444823a.</ref> | ||
== Pranala luar == | == Pranala luar == | ||
* [http://www.gurumuda.com/pembiasan-gelombang-refraksi Refraksi] | * [http://www.gurumuda.com/pembiasan-gelombang-refraksi Refraksi] | ||
== Referensi == | |||
<references /> | |||
== Sumber dan atribusi == | |||
== | Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pembiasan&oldid=29574831 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29574831 (2026-08-14T04:19:43Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku. | ||
<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 --> | |||
Revisi terkini sejak 26 Agustus 2026 09.04
Pembiasan, pembengkokan, pembelokan atau refraksi dalam optika geometris didefinisikan sebagai perubahan arah rambat partikel cahaya akibat terjadinya percepatan.
Pada optika era optik geometris, pembiasan cahaya yang dijabarkan dengan Hukum Snellius, terjadi bersamaan dengan refleksi gelombang cahaya tersebut, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Fresnel pada masa transisi menuju era optik fisis. Tumbukan antara gelombang cahaya dengan antarmuka dua medium menyebabkan kecepatan fase gelombang cahaya berubah. Panjang gelombang akan bertambah atau berkurang dengan frekuensi yang sama karena sifat gelombang cahaya yang transversal (bukan longitudinal). Pengetahuan ini yang membawa kepada penemuan lensa dan refracting telescope. Refraksi pada era optik fisis dijabarkan sebagai fenomena perubahan arah rambat gelombang yang tidak saja tergantung pada perubahan kecepatan, tetapi juga terjadi karena faktor-faktor lain yang disebut difraksi dan dispersi.
Contohnya, terjadinya refraksi yang sangat umum dijumpai adalah seperti ilustrasi gambar di samping. Dengan adanya perbedaan indeks bias antara udara (1,0003) dan air (1,33) di dalam sebuah mangkuk, sebuah benda lurus seperti pensil atau sedotan akan tampak seperti patah dengan kedalaman air yang tampak lebih dangkal.
Refraksi ganda
Refraksi ganda atau birefringence atau double refraction adalah dekomposisi sinar cahaya menjadi dua sinar cahaya yang disebut ordinary ray dan extraordinary ray.
Refraksi ganda terjadi pada saat gelombang cahaya melalui medium material anisotropik seperti kristal kalsit atau Boron nitrat. Jika material tersebut mempunyai sumbu optis atau sumbu anisotropik tunggal maka pembiasan yang terjadi disebut uniaxial birefringence dengan 2 buah indeks bias material anisotropik, masing-masing untuk 2 buah arah polarisasi dengan intensitas menurut persamaan:
di mana no dan ne adalah indeks bias untuk polarisasi tegak lurus ordinary ray dan polarisasi paralel extraordinary ray terhadap sumbu anisotropik.[1]
| Material | na | nß | n? |
|---|---|---|---|
| borax | 1.447 | 1.469 | 1.472 |
| epsom salt MgSO4·7(H2O) | 1.433 | 1.455 | 1.461 |
| mica, biotite | 1.595 | 1.640 | 1.640 |
| mica, muscovite | 1.563 | 1.596 | 1.601 |
| olivine (Mg, Fe)2SiO4 | 1.640 | 1.660 | 1.680 |
| perovskite CaTiO3 | 2.300 | 2.340 | 2.380 |
| topaz | 1.618 | 1.620 | 1.627 |
| ulexite | 1.490 | 1.510 | 1.520 |
Refraksi ganda juga dapat terjadi dengan sumbu anisotropik ganda yang disebut biaxial birefringence atau trirefringence, seperti yang terjadi pada pembiasan sinar cahaya pada material anisotropik layaknya kristal atau berlian. Untuk material semacam ini, tensor indeks bias n, secara umum memiliki tiga eigenvalues yang berbeda, yaitu na, nß and n?.
Refraksi gradien
Refraksi gradien adalah refraksi yang terjadi pada medium dengan indeks bias gradien.
Pada umumnya, indeks bias gradien terjadi karena peningkatan kepadatan medium yang menyebabkan peningkatan indeks bias secara tidak linear, seperti pada kaca, sehingga cahaya yang merambat melaluinya dapat mempunyai jarak tempuh yang melingkar dan terfokus.
Indeks bias gradien juga terjadi apabila cahaya yang merambat melalui medium dengan indeks bias konstan, mempunyai intensitas yang sangat tinggi akibat kuatnya medan listrik, seperti pada sinar laser, sehingga menyebabkan indeks bias medium bervariasi sepanjang jarak tempuh sinar tersebut. Jika indeks bias berbanding kuadrat dengan medan listrik/berbanding linear dengan intensitas, akan terjadi fenomena self-focusing dan self-phase modulation yang disebut efek optis Kerr. Fenomena refraksi gradien dengan indeks bias berbanding linear dengan medan listrik (yang terjadi pada medium yang tidak mempunyai inversion symmetry) disebut efek Pockels.
Hal ini dipelajari pada studi optika non linear.
Refraksi negatif
Refraksi negatif adalah refraksi yang terjadi seolah-olah sinar cahaya insiden dipantulkan oleh sumbu normal antarmuka dua medium pada sudut refraksi yang secara umum tunduk pada hukum Snellius, namun bernilai negatif.
Refraksi negatif terjadi pada pembiasan antarmuka antara medium yang mempunyai indeks bias positif dengan medium material meta yang mempunyai indeks bias negatif oleh desain koefisien permitivitas medan listrik dan permeabilitas medan magnet tertentu menurut persamaan:
Untuk kebanyakan material, besaran permeabilitas sangat dekat dengan nilai 1 pada frekuensi optis, sehingga nilai n disederhanakan dengan pendekatan permitivitas: . Menurut persamaan ini, maka indeks bias dapat bernilai negatif, misalnya seperti pada sinar x.[2]
Momentum paradoks
Pada tahun 1908, Hermann Minkowski membuat persamaan momentum refraksi:[3]
di mana:
- p adalah momentum refraksi
- E adalah energi foton
- c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa
- n adalah indeks bias medium
Pada tahun 1909, Max Abraham membuat usulan persamaan momentum sebagai berikut:[4]
Rudolf Perierls menjabarkan inkonsistensi antara kedua persamaan ini dalam More Surprises in Theoretical Physics.[5] Ulf Leonhardt, komisaris Theoretical Physics di University of St. Andrews, mendiskusikan hal ini, termasuk percobaan resolusinya.[6]
Pranala luar
Referensi
- ↑ Eric Weisstein's World of Science on Birefringence
- ↑ Sansosti, Tanya M. Compound Refractive Lenses for X-Rays. Stony Brook University. 2002.
- ↑ Hermann Minkowski. Die Grundgleichung für die elektromagnetischen Vorgänge in bewegten Körpern. Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse. 1908. hlm. 53-111.
- ↑ Max Abraham. Unknown. Rendiconti del Circolo matematico di Palermo. 1909. Vol. 28.
- ↑ Rudolf Peierls. More Surprises in Theoretical Physics. Princeton University Press. 1991. ISBN 0691025223.
- ↑ Ulf Leonhardt. Optics: Momentum in an uncertain light. Nature. 2006. Vol. 444. hlm. 823–24. doi:10.1038/444823a.
Sumber dan atribusi
Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29574831 (2026-08-14T04:19:43Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.