Kalkulator Hukum Snell & Refleksi Internal Total
Gunakan kalkulator ini untuk menghitung sudut bias cahaya saat melewati dua medium dengan indeks bias berbeda, serta mengecek apakah terjadi refleksi internal total.
Apa itu hukum Snell?
Hukum Snell menjelaskan bagaimana cahaya membelok (dibiaskan) saat melewati batas antara dua medium dengan kerapatan optik berbeda, misalnya dari udara ke air atau dari kaca ke udara. Kalkulator ini juga mendeteksi kapan terjadi refleksi internal total, yaitu saat cahaya dipantulkan seluruhnya alih-alih diteruskan.
Rumus
n1 × sin(θ1) = n2 × sin(θ2)di mana n1 dan n2 adalah indeks bias kedua medium, θ1 sudut datang, dan θ2 sudut bias.
Beberapa indeks bias umum (perkiraan, untuk cahaya tampak):
| Medium | Indeks bias (n) |
|---|---|
| Udara (vakum) | ≈ 1,00 |
| Air | ≈ 1,33 |
| Kaca | ≈ 1,50 |
| Berlian | ≈ 2,42 |
Sudut kritis dan refleksi internal total
Refleksi internal total hanya bisa terjadi saat cahaya merambat dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat (n1 > n2), dan sudut datang melebihi sudut kritis:
sudut kritis = arcsin(n2 / n1)Jika sudut datang ≥ sudut kritis, seluruh cahaya dipantulkan kembali ke medium asal — prinsip inilah yang membuat serat optik (fiber optic) bisa menyalurkan cahaya jarak jauh tanpa kebocoran sinyal.
Contoh perhitungan
Kasus pembiasan biasa — cahaya dari udara (n1=1,0) masuk ke air (n2=1,33) dengan sudut datang 30°: sin(θ2) = (1,0/1,33) × sin(30°) ≈ 0,376, sehingga θ2 ≈ 22,08°.
Kasus refleksi internal total — cahaya dari kaca (n1=1,5) ke udara (n2=1,0): sudut kritis = arcsin(1,0/1,5) ≈ 41,81°. Jika sudut datang 50° (melebihi sudut kritis), seluruh cahaya dipantulkan total. Jika sudut datang hanya 30° (di bawah sudut kritis), cahaya tetap dibiaskan normal ke sudut ≈ 48,59°.
Asumsi dan keterbatasan
- Berlaku untuk cahaya monokromatik ideal pada permukaan datar dan halus.
- Indeks bias sebenarnya sedikit bervariasi menurut panjang gelombang cahaya (dispersi) — nilai pada tabel di atas adalah perkiraan umum untuk cahaya tampak.
- Tidak memperhitungkan penyerapan (absorpsi) atau hamburan cahaya dalam medium.
Pertanyaan Umum
Kapan refleksi internal total bisa terjadi?
Hanya saat cahaya merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat (misalnya kaca ke udara) DAN sudut datangnya melebihi sudut kritis medium tersebut.
Apa manfaat praktis dari refleksi internal total?
Prinsip ini menjadi dasar kerja serat optik (fiber optic), yang menyalurkan cahaya jarak jauh dengan memantulkannya berulang kali di dalam inti serat tanpa kebocoran sinyal.
Kenapa hasilnya berbeda dengan indeks bias yang saya baca di sumber lain?
Indeks bias sedikit bervariasi menurut panjang gelombang cahaya (dispersi) dan suhu, sehingga nilai referensi umum bisa sedikit berbeda antar sumber.