metodologi penelitian

Analisis Penguraian Cahaya (dispersi) pada prisma
Dengan menggunakan Software Easy Java Simulation

Oleh:
Khusnul Nur Khotimah (053224030)

Abstrak

Penelitian mengenai analisis penguraian cahaya (dispersi) pada prisma dengan menggunakan software Easy Java Simulation ( EJS ) dengan tujuan untuk dapat mengetahui pengaruh sudut bias pada prisma (β) terhadap sudut deviasi spektrum warna dan untuk menganalisa penguraian cahaya (dispersi) pada prisma dengan menggunakan software Easy Java Simulation (EJS). Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan penerapan program Easy Java Simulation (EJS), kemudian menganalisis hasil penerapan. Dari penelitian yang dilakukan dapat simpulkan bahwa penguraian cahaya (dispersi) pada prisma menghasilkan spektrum warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Makin besar sudut bias pada prisma (β), maka makin besar pula sudut deviasinya.

Key words : Easy Java Simulations ( EJS ), Dispersi



A. PENDAHULUAN

Cahaya putih jika dilewatkan prisma, maka akan menjadi pelangi setelah keluar. Cahaya putih sebenarnya tersusun dari banyak warna, seperti banyaknya warna yang muncul di pelangi. Setiap warna yang menyusun cahaya putih memiliki panjang gelombang yang tidak sama, oleh karena itu sudut biasnya pun berbeda beda. Ketika cahaya putih bergerak dari udara lalu melalui medium yang berbeda (prisma), cahaya penyusunnya mengalami pembiasan yang berbeda-beda bergantung pada panjang gelombangnya. warna merah mengalami pembiasan paling kecil sedangkan warna ungu paling besar.
Pada zaman sekarang ini, penyampaian materi tidak hanya dapat dilakukan dengan penggunaan media pembelajaran, tetapi juga dapat dilakukan dengan penggunaan teknologi informasi. Teknologi informasi ini dapat menunjang peningkatan penelitian dalam bidang ilmu pengetahuan. Misalnya komputer yang digunakan sebagai media simulasi.
Ada banyak software yang dapat digunakan sebagai alat desain untuk simulasi peristiwa alam (sains), salah satunya adalah dengan software Easy Java Simulation (EJS). Software ini merupakan progran yang dapat digunakan untuk membantu menciptakan simulasi ilmiah, khususnya dalam pokok bahasan gelombang mengenai penguraian cahaya (dispersi) pada prisma.
Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah untuk dapat mengetahui pengaruh sudut bias pada prisma (β) terhadap indeks bias spektrum warna dan untuk menganalisa penguraian cahaya (dispersi) pada prisma dengan menggunakan software Easy Java Simulation (EJS).

B. KAJIAN PUSTAKA

Cahaya adalah merupakan gelombang elektromagnetik dan termasuk gelombang transversal yang dapat dibuktikan dengan peristiwa polarisasi. Cahaya dapat merambat di dalam ruang hampa dengan kecepatan 3.108 m/det (c). Berdasarkan percobaan-percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa cahaya dapat bersifat sebagai suatu gelombang dan dapat bersifat sebagai partikel.
Seperti halnya dengan gelombang, cahaya pun mempunyai beberapa sifat-sifat:
1. Dapat mengalami pemantulan (refleksi).
2. Dapat mengalami pembiasan (refraksi).
3. Dapat mengalami lenturan (difraksi).
4. Dapat dijumlahkan (interferensi).
5. Dapat diuraikan (dispersi).
6. Dapat mengalami hamburan.
7. Dapat diserap arah geternya.
8. Selain dersifat sebagai gelombang juga bersifat sebagai partikel.
Dispersi adalah peristiwa terurainya cahaya putih yag melewati sebuah prisma menjadi spektrum warna-warna. Dispersi ini terjadi akibat perbedaan indeks bias masing-masing warna cahaya. Oleh karena itu, pembahasan tentang dispersi akan melibatkan sifat pembiasan cahaya pada prisma.
Cahaya putih adalah cahaya polykhromatis (banyak warna). Jika cahaya polykhromatis masuk ke zat optis lebih rapat akan mengalami perubahan kecepatan, akibatnya panjang gelombangnya juga berubah sedangkan frekuensinya tetap. Jika terjadi perubahan panjang gelombang maka warna cahaya juga akan berubah sesuai dengan indeks bias zat optis tersebut. Contoh sederhana untuk prisma alamiah (air hujan) mampu mengubah cahaya matahari (polykhromatis) menjadi cahaya pelangi (monokhromatis).

Hukum Utama Pembiasan
Hukum Snellius I berbunyi:
”Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.”
Hukum Snellius II berbunyi:
”Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat maka sinar akan dibelokkan atau dibiaskan mendekati garis normal. Sinar datang dari medium lenih rapat ke medium kurang rapat maka sinar akan dibelokkan atau dibiaskan menjauhi garis normal. Sinar yang datang tegak lurus bidang batas tidak dibiaskan melainkan diluruskan.”

Pembiasan Cahaya pada Prisma
Prisma adalah alat yang dipakai untuk merefleksikan cahaya atau untuk memisahkannya (dispersi) ke dalam warna spektral (warna pelangi), yang secara tradisional dibuat dalam bentuk prisma dengan dasar segitiga. Prisma adalah medium yang dibatasi oleh dua permukaan datar yang berbentuk sudut.

Apabila seberkas cahaya putih atau polikromatis melewati sebuah prisma maka cahaya tersebut diuraikan. Penguraian cahaya ini menjadi warna-warna cahaya monokromatis disebut dengan dispersi cahaya. Sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjangan sinar datang dan sinar keluar pada prisma

Sudut Deviasi
Sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjangan berkas sinar datang dan berkas sinar yang keluar dari prisma. Persamaan sudut deviasi prisma:

Dispersi (Penguraian cahaya)
Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromarik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma. Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya. Cahaya berwarna merah mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.
Misalkan sebuah sinar cahaya putih, yaitu gabunga semua panjang gelombang yang dapat silihat mata, mengenai prisma seperti dalam gambar 3. bila cahaya putih di dispersi oleh prisma, maka seluruh berkas cahaya mendeviasi (mengurai) menjadi spektrum warna, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Hal ini menunjukkan bahwa sebenarnya vahaya putih tersebut merupakan gabungan dari ke tujuh warna tersebut. Cahaya yang merupakan gabungan dari beberapa jenis warna disebut polikromatik, sedangkan cahaya yang hanya terdiri dari satu warna disebut monokromatik. Apabila spektrum warna hasil dispersi diurutkan dari warna merah hingga ungu, maka diperoleh beberapa sifat: sudut deviasi semakin besar, indeks bias semakin besar, frekuensi semakin besar, dan panjang gelombang semakin kecil.


C. METODE PENELITIAN

Variabel-variabel yang digunakan:
Variabel bebas : sudut bias (β)
Variabel terikat : medium 1 (udara)
medium 2 (prisma)
sudut datang (i1)
Variabel respon : sudut bias (r2)

Metode penelitian yang dilakukan terdiri dari 2 tahap, yaitu dengan penerapan program dan menganalisis hasil penerapan program:
1. Penerapan Program
Menerapkan simulasi Penguraian cahaya (dispersi) pada prisma dengan menggunakan software Easy Java Simulation ( EJS ).
2. Menganalisis Hasil Penerapan Program
Menjelaskan arti fisis dari penerapan program dengan Easy Java Simulations (EJS)

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini dapat diperoleh nilai indeks bias pada masing-masing spektrum warna dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
D = (i1+r2)-β
Dari penelitian yang dilakukan diperoleh bahwa urutan spektrum warna mulai dari spektrum dengan indeks bias terendah hingga tertinggi adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, hingga ungu.
Pada gambar diatas dapat diketahui hubungan antara panjang gelombang dengan sudut deviasi.
Makin besar panjang gelombang suatu spektrum warna, maka makin rendah deviasi minimum dam nilai indeks biasmya. Urutan nilai panjang gelombang dari mulai yang tertinggi hingga terendah adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, hingga ungu.

E. SIMPULAN DAN SARAN

Dari penelitian yang dilakukan, maka dapat disimpulkan penguraian cahaya (dispersi) pada prisma menghasilkan spektrum warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Makin besar sudut bias pada prisma (β), maka makin besar pula sudut deviasinya.
Adapun saran untuk penelitian ini adalah perlunya dilakukan percobaan/eksperimen sebagai pembuktian secara nyata mengenai penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Halliday, David. 1977. Fisika Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Tippler, Paul A. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga
http://id.wikipedia.org/wiki/Dispersi
http://www.phy.ntnu.edu.tw/osejs/