Apa yang terjadi pada cahaya ketika melewati gelas berisi air? – Cahaya akan mengalami pembiasan (refraksi) karena perubahan indeks bias, sebagian terpantulkan (refleksi), dan sebagian lagi terserap (absorpsi) oleh medium air dan kaca.
Hukum Snellius: Matematika di Balik Pembiasan Cahaya
Ketika sinar cahaya menabrak permukaan air, ia tidak lagi bergerak lurus seperti di ruang hampa. Fenomena ini diatur oleh Hukum Snellius yang matematis. Secara teknis, hubungan antara sudut datang dan sudut bias dinyatakan dalam rumus: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. Di sini, n₁ adalah indeks bias medium awal (udara ≈ 1.00), θ₁ adalah sudut datang, n₂ adalah indeks bias medium tujuan (air ≈ 1.33), dan θ₂ adalah sudut bias. Indeks bias ini adalah angka yang menunjukkan seberapa lambat cahaya bergerak di medium tersebut dibandingkan kecepatan cahaya di vakum (c).
Indeks Bias Medium dan Kecepatan Rambat
Kecepatan rambat cahaya berbanding terbalik dengan indeks bias. Semakin tinggi indeks bias, semakin lambat gerak cahaya. Di udara, kecepatannya mendekati 299.792 km/detik. Saat memasuki air, cahaya melambat menjadi sekitar 225.000 km/detik. Perubahan kecepatan inilah yang menyebabkan perubahan arah. Jika sinar masuk dari udara (n=1.00) ke air (n=1.33) dengan sudut datang 30°, maka sudut biasnya adalah sekitar 22.0°, membuktikan bahwa cahaya “membengkok” mendekati garis normal.
Fenomena Pantulan Parsial pada Kaca
Tidak semua cahaya masuk ke dalam air. Pada setiap pertemuan dua medium dengan indeks bias berbeda, terjadi pantulan parsial. Ini berarti sebagian cahaya memantul kembali ke udara. Persentase pantulan ini dihitung menggunakan Persamaan Fresnel. Untuk cahaya tegak lurus (sudut 0°) dari udara ke air, persentase pantulannya sekitar 2.04%. Namun, jika sudut datarnya makin tajam (mendekati 90°), persentase pantulan ini akan mendekati 100%. Oleh karena itu, gelas berisi air yang dilihat dari samping akan terlihat sedikit “berkilau” karena pantulan cahaya di permukaan.
Absorpsi dan Panjang Redaman Sinar
Ketika cahaya akhirnya masuk ke dalam air, ia tidak bisa menempuh jarak tak terhingga tanpa berkurang intensitasnya. Air menyerap dan menyebarkan foton cahaya. Dalam fisika, ini diatur oleh Hukum Beer-Lambert: I = I₀ e^(-αx), di mana I adalah intensitas akhir, I₀ intensitas awal, α adalah koefisien pelemahan, dan x adalah kedalaman. Air murni menyerap paling kuat pada panjang gelombang merah dan inframerah, sementara panjang gelombang biru dan hijau lebih tahan terhadap absorpsi sehingga inilah yang membuat laut berwarna biru.
Kesimpulan: Ilmu Fisika yang Slay
Jadi, perjalanan cahaya melintasi gelas berisi air adalah drama fisis yang kompleks namun teratur. Ia melambat, membengkok, memantul sebagian, dan terserap sebagian. Semua proses ini mengikuti hukum konservasi energi dan momentum yang rigid. Memahami mekanisme ini secara low-key membantu kita memahami bagaimana mata kita menangkap dunia. Apakah menurutmu efek ini bisa dilihat dengan kasat mata jika kita menggunakan laser?
Kesimpulan Sederhana
Jadi, cahaya itu bakal belok atau membiaskan saat masuk ke gelas berisi air, terus memantul di dalam gelas, dan akhirnya keluar lagi. Intinya, fenomena ini bikin cahaya terlihat patah-patah atau bengkok, yang seru banget buat dilihat. Kalau kamu penasaran, coba deh eksperimen sendiri pakai gelas di rumah, pasti slay banget hasilnya!
