Indeks bias
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium.[1]
Umumnya, laju cahaya berbeda jika memasuki material yang berbeda. Laju cahaya dalam es adalah 2,3 x108 m/s sedangkan dalam intan adalah 1.24 x108 m/s. Oleh karena itu, perlu didefinisikan suatu besaran yang menentukan laju cahaya dalam material. Besaran tersebut disebut indeks bias.[2]
| Material | λ[3](nm) | n | Ref. |
|---|---|---|---|
| Hampa udara | 1 (exactly) | ||
| Udara pada STP | 1.000273 | ||
| Gas pada 0 °C dan 1 atm | |||
| Udara | 589.29 | 1.000293 | [4] |
| Helium | 589.29 | 1.000036 | [4] |
| Hidrogen | 589.29 | 1.000132 | [4] |
| Karbon dioksida | 589.29 | 1.00045 | [5] |
| Cairan pada 20 °C | |||
| Benzena | 589.29 | 1.501 | [4] |
| Air | 589.29 | 1.3330 | [4] |
| Ethyl alcohol (ethanol) | 589.29 | 1.361 | [4] |
| Karbon tetraklorida | 589.29 | 1.461 | [4] |
| Karbon disulfida | 589.29 | 1.628 | [4] |
| Benda padat pada suhu kamar | |||
| Intan | 589.29 | 2.419 | [4] |
| Strontium titanate | 589.29 | 2.41 | |
| Ambar | 589.29 | 1.55 | [4] |
| Fused silica | 589.29 | 1.458 | [4] |
| Natrium klorida | 589.29 | 1.50 | [4] |
| Material lain | |||
| Pyrex | 1.470 | [8] | |
| 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 | 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 | [9] | |
Secara matematis, 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)
Pembiasan
Jika seberkas cahaya datang dan membentuk sudut terhadap permukaan, maka berkas cahaya tersebut ada yang dibelokkan sewaktu memasuki medium baru tersebut, di mana pembelokan itu disebut dengan pembiasan. Alat yang di gunakan untuk mengukur indeks bias adalah refractometer.
Sejarah
Thomas Young mungkin adalah orang yang pertama kali menggunakan dan menemukan nama "indeks bias", pada tahun 1807.[10] Pada saat yang sama ia mengubah nilai indeks bias ini menjadi satu bilangan, bukan rasio perbandingan dua bilangan yang sebelumnya digunakan. Rasio itu memiliki kelemahan untuk medium yang berbeda. Newton, yang menyebutnya "proporsi sinus untuk kejadian dan pembiasan", menulisnya sebagai rasio dua angka, seperti "529 banding 396" (atau "hampir 4 banding 3"; untuk air).[11] Hauksbee, yang menyebutnya "rasio refraksi", menuliskannya sebagai rasio dengan pembilang tetap, seperti "10.000 hingga 7451,9" (untuk urin).[12] Hutton menuliskannya sebagai rasio dengan penyebut tetap, seperti 1,3358 banding 1 (air).[13]
Young tidak menggunakan simbol untuk indeks bias, pada tahun 1807. Pada tahun-tahun berikutnya, ilmuwan lain mulai menggunakan simbol yang berbeda: n, m, dan µ.[14] Simbol n secara bertahap digunakan secara permanen.
Referensi
- Ammariah, Hani. "Fisika Kelas 8". Pembiasan Cahaya dan Kaitannya dengan Peristiwa Terbentuknya Pelangi. Diakses tanggal 10 May 2020.
- Zamroni, Achmad (28 Nov 2013). "PENGUKURAN INDEKS BIAS ZAT CAIR MELALUI METODE PEMBIASAN MENGGUNAKAN PLAN PARALEL". Jurnal Fisika. 3 (2). doi:10.15294/jf.v3i2.3818. ISSN 2088-1509. Diakses tanggal 10 May 2020.
- "Indeks bias dalam serat optik bengkok dan ruang melengkung : Fisika Portal". LIPI. Diakses tanggal 10 May 2020.
