Pemantulan Total

Seperti yang telah di uraikan di artikel “Pemantulan dan pembiasan” sebelumnya, cahaya yang melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya sebagian di pantulkan dan sebagian di biaskan. Dalam keadaan tertentu semua cahaya yang melewati bidang batas dapat di pantulkan tanpa ada cahaya yang di biaskan, meskipun medium kedua tembus cahaya. Pada gambar di tunjukkan bagaimana peristiwa ini dapat tejadi. Sinar memancar dari sumber cahaya P dalam medium pertama (indeks bias n₁).

gambar: pemantulan sempurna. Sudut kritik atau sudut batas adalah sudut datang yang sudut biasnya 90^o. jika sudut datang lebih besar daripada sudut kritis, sinar mengalami pemantulan sempurna (pemantulan total).

Sinar-sinar menumbuk bidang batas permukaan medium kedua (indeks bias n₂), dengan n₁ > n₂. Misalnya, medium pertama air dan medium kedua udara. Berdasarkan Hukum snellius,

Sin r = n₁/n₂ sin i

 karena n₁ > n₂, maka n₁/n₂ selalu akan lebih besar dari satu, akibatnya Sin r > sin i atau r > i dan berkas sinar itu di belokkan menjauhi garis normal. jika sudut datang ­­i diperbesar, sudut bias r juga semakin besar. Akhirnya akan di temukan suatu nilai i yang lebih kecil dari 90^o sehingga menghasilkan sin r = 1 atau r = 90^o. hal ini di perlihatkan oleh sinar 3 pada gambar di atas, sinar ini mengalami pembiasan dengan sudut bias 90^o. dengan kata lain, sinar 3 yang keluar dai medium 1 berimpit dengan permukaan bidang batas.

Sudut datang yang menghasilkan sudut bias 90^o dinamakan sudut kritis atau sudut batas, dengan simbol i_k. jika sudut datang lebih besar daripada sudut kritis, sinus sudut bias yang di hitung dengan hukum snellius menjadi lebih besar daripada satu. Hal ini tidak mungkin. Jika hal ini terjadi, sinar tidak dapat melewati medium kedua. Sinar itu akan di pantulkan kembali ke medium pertama. Peristiwa ini di namakan pemantulan sempurna atau pemantulan total, seperti yang di tunjukkan sinar 4 pada gambar.

Dengan demikian, pemantulan sempurna hanya dapat terjadi jika cahaya datang dari medium rapat (indeks bias besar) ke medium renggang (indeks bias lebih kecil).

Sudut kritis i_k untuk dua medium dapat di tentukan dengan menggunakan hukum snellius, yaitu dengan membuat r = 90^o. jadi

n₁ sin i ­= n₂ sin r,

n₁ sin i_k = n₂ sin 90^o

sin i_k = n₂/n₁

dengan n₁ indeks bias tempat sinar datang dan n₂ indeks bias tempat sinar bias n₁ > n₂. Sebagai contoh, jika indeks bias udara n₂ = 1 maka sudut kritis bidang batas udara-kaca adalah

sin i_k = n₂/n₁ = 1/1,52 = 0,658

      i_k = 41^o.

Share ke :

About Syakir Rahman

Syakir rahman adalah seorang blogger, dan juga front-end web developer. Kunjung website pribadinya disini : http://www.syakirurohman.net