Contoh soal pembiasan prisma dan pembahasannya

Pembiasan prisma

Nomor 1
Seberkas sinar datang dengan sudut 30^o pada suatu prisma sama kaki dengan sudut puncak 30^o yang berada diudara. Jika sinar tersebut mengalami deviasi minimum, maka indeks bias prisma adalah....
A. 0,5
B. 1,0
C. 1,5
D. 2
E. 2,5

Pembahasan
Diketahui:

θ1 = 30^o

β = 30^o

nm = 1 (udara)
Ditanya: np
Jawab:
Hitung terlebih dahulu sudut deviasi minimum
Dm = 2 θ1 - β

Dm = 2 . 30^o - 30^o = 30^o

Menghitung np
Dm = (np / nm - 1) β
30 = (np / 1 - 1) 30
np / 1 = 1
np = 1
Jawaban: b

Nomor 2
Hubungan antara sudut deviasi D dengan sudut datang r adalah seperti gambar dibawah. Prisma berada diudara (n = 1) maka indeks bias prisma jika tan 37^o = 3/4 adalah...
A. 1,2
B. 1,3
C. 1,4
D. 1,5
E. 1,6

Pembahasan
Diketahui:

Dm = 14^o

θ1 = 37^o

nm = 1
Ditanya: np = ...
Jawab
Hitung terlebih dahulu β

β = 2 θ1 - Dm = 2 . 37^o - 14^o = 60^o

Menghitung np
nm sin 1/2 (β + Dm) = np sin 1/2 β

1 sin 1/2 (60^o + 14^o) = np sin 1/2 . 60^o

sin 37^o = np sin 30^o

4/5 = np . 1/2
np = 1,6
Jawaban: E

Nomor 3
Suatu prisma memiliki penampang berupa segitiga sama sisi dengan indeks bias 1,5. Suatu sinar monokromatik dijatuhkan pada salah satu bidang pembiasnya hingga jatuh tegak lurus bidang. Setelah sinar keluar dari prisma, sudut penyimpangan sinar terhadap arah semula adalah...

A. 30^o

B. 45^o

C. 60^o

D. 75^o

E. 90^o

Pembahasan
Diketahui:
np = 1,5
θ1 = 90^o (tegak lurus)
β = 60^o (sama sisi)
Ditanya: Dm
Jawab:
Dm = (np / nm - 1) β

Dm = (1,5 / 1 - 1) 60^o

Dm = 30^o

Jawaban: A

Nomor 4
Sebuah prisma kaca flinta mempunyai sudut puncak 10^o. Diketahui indeks bias kaca flinta untuk kedua sinar tersebut nm = 1,644 dan nb = 1,664. Dalam keadaan deviasi minimum, besar sudut dispersi antara sinar inframerah dengan sinar ungu adalah...
A. 0,1 derajat
B. 0,2 derajat
C. 0,3 derajat
D. 0,4 derajat
E. 0,5 derajat

Pembahasan
Diketahui:

β = 10^o

nm = 1,644
nb = 1,664
Ditanya: Dp
Jawab:
Dp = (nb - nm) β
Dp = (1,664 - 1,644) 10
Dp = 0,2
Jawaban: B

Nomor 5 (Soal Essay)

Seberkas sinar dijatuhkan pada suatu prisma sama sisi yang berada diudara dengan sudut datang 45^o dan terjadi deviasi minimum. Tentukan besar sudut deviasi minimum dan indeks bias prisma?

Pembahasan
Diketahui:

θ1 = 45^o

β = 60^o (sama sisi)
nm = 1 (udara)
Ditanya: Dm dan np
Jawab:
Terlebih dahulu hitung Dm
Dm = 2 θ1 - β

Dm = 2 . 45^o - 60^o = 30^o

Menghitung np
Dm = (np / nm - 1) β

30^o = (np / 1 - 1 ) 30^o

np = 1