## ANALISIS HUBUNGAN INDEKS BIAS DAN INTENSITAS CAHAYA PADA BERBAGAI FLUIDA
1) M. Akbar Mukhlis, 1) Albertus Djoko Lesmono , 1) Lailatul Nuraini
1) Program Studi pendidikan Fisika FKIP Universitas Jember Email: m.akbarmukhlis@gmail.com

## Abstract
This  research  aimed  to  examine  the  relationship  between  refractive  index  and light  intensity  in  various  fluids.    This  type  of  this  research  was  experimental research.    The  measurement  data  obtained  the  refractive  index  values  of various  fluids,  namely  the  refractive  index  of  spirit,  watered,  alcohol,  oil,  and oil respectively 1. 3066 ± 0. 0053, 1. 319 ± 0. 0056, 1. 3422 ± 0. 0061, 1. 438 ± 0. 0054, 1. 576 ± 0. 0068.  The data from the measurement of light intensity in various  fluids  obtained  the  valued of  the  intensity  of  light  that  passed  through spirit,  watered,  alcohol,  oil,  and  oil,  respectively,  namely  1220.  8  ±  3.  72  lux, 1219 ± 3. 9 lux, 1216. 2 ± 3, 77 lux, 1202. 6 ± 3. 88 lux, and 1180. 2 ± 4. 07 lux. The results of this research obtained a valued of r = 1 which indicates that the relationship  between  the  refractive  index  and  light  intensity  was  very  strong. The  conclusion  in  this  studied  was  that  there  was  a  relationship  between refractive  index  and  light  intensity.    This  relationship  could  been  seen  in  the refractive index, the greater the valued in the fluid would made the transmitted light intensity decrease or inversely proportional.
Key word: fluid, light intensity, refractive index

## PENDAHULUAN
Fisika  merupakan  kajian  bidang  studi yang mempelajari tentang fenomena- fenomena  alam  yang  berkaitan  tentang konsep,  teori,  hukum  dan  sebagainya (Bektiarso,  2000:11).  Pembelajaran  fisika pada implementasinya  menggunakan proses dan produk dalam penalarannya.
Berdasarkan  konsep-konsep  fisika  yang dipelajari satu sama lain memiliki keterkaitan yang dapat saling mempengaruhi. Salah satu contohnya adalah indeks bias dan intensitas cahaya. Salah satu contoh gelombang
elektromagnetik  adalah  gelombang  cahaya.
Cahaya memancarkan suatu energi, sebagian
dari  cahaya  tersebut  akan  diubah menjadi  cahaya  tampak  ( visible  light) .
Gelombang cahaya tampak memiliki panjang  gelombang  berkisar  340  nanometer hingga 700 nanometer yang nantinya cahaya tersebut  akan  diuraikan  dalam  beberapa warna (Pamungkas, dkk. 2015: 121).
Indeks bias merupakan salah satu sifat optis  dari  suatu  medium.  Perbandingan antara  indeks  bias  diantara  dua  medium adalah  indeks  bias  relatif.  indeks  bias mempunyai  banyak  peran  penting    dalam bebeapa  bidang  diantaranya  bidang  kimia, pengaruh  indeks  bias  dapat  digunakan sebagai pengukuran konssntrasi suatu larutan  (Sholehah,  2017:  9).  Dalam  bidang industri  indeks  bias  dapat  digunakan  untuk pengukuran  parameter  fisik  seperti  suhu,
konsentrasi, tekanan, dan lain-lain (Zamroni, 2013: 108).
Indeks  bias  merupakan  perbandingan kecepatan  cahaya  pada  ruang  hampa  udara dengan  kecepatan  cahaya  pada  suatu medium  (Faradilah  dan  Hendri,  2019:  140). Pada  hukum  Snelius  menjelaskan  proses pembiasan  terjadi  disaat  suatu  gelombang masuk  ke  dalam  medium  yang  memiliki indeks  bias  lebih  kecil  maka  arah  rambat gelombangnya  akan  menjauhi  garis  normal dan sebaliknya (Abdullah, 2017:610).
Nilai  indeks  bias  cahaya  pada  tiap fluida berbeda-beda. Semakin besar kerapatan  optiknya  pada  fluida  tersebut maka  semakin  besar  nilai  indeks  biasnya.
Cahaya yang memasuki fluida tersebut akan terpecah  menjadi  cahaya  yang  dipantulkan dan  cahaya  yang  diteruskan  (pembiasan cahaya).  Tiap  cahaya  yang  dipantulkan  dan dibiaskan pada jenis  fluida yang bermacam- macam  memiliki  intensitas  cahaya  yang berbeda.  Intensitas  cahaya  merupakan  daya dari  sumber  cahaya  yang  dipancarkan  pada sudut  tertentu  (Zelviana,  2018:  204-205). Intesitas  cahaya  sering  digunakan  dalam bidang fotometri atau melihat cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Sumber cahaya yang  memasuki  suatu  jenis  fluida    tertentu akan  dipantulkan  (refleksi)  dan  dibiaskan (transmisi).
Semakin  terang  suatu  cahaya  maka semakin  tinggi  pula  kepadatan  cahaya tersebut.  kontras  cahaya  yang  terlalu  besar bisa  saja  menimbulkan  distribusi  cahaya yang  tidak  merata.  Hal  tersebut  diakibatkan oleh  mata  yang  tidak  melihat  langsung cahaya  yang  berasal  dari  sumber  cahaya, tetapi mata melihat cahaya yang dipantulkan oleh  objek  tersebut  ke  mata.  (Gunandhi, 2002: 50). Intensitas cahaya yang disebabkan  oleh  pemantulan  dan  pembiasan memiliki  nilai  transimisi  dan  refleksi.
Perbandingan  intensitas  cahaya  setelah mengenai  bahan  dan  sebelum  menyentuh
bahan  dapat  ditunjukkan  melalui  persamaan berikut:
R = I 1 I 0 T = I 1 I 0
R  merupakan  nilai  Reflektansi,  T adalah  Transmitansi,  I 0 adalah  intensitas cahaya  sebelum  memasuki  fluida  dan  I 1 adalah  intensitas  cahaya  setelah  memasuki fluida.
Apabila  gelombang  cahaya  yang datang  tegak  lurus  dengan  bidang  batas  dan θ 1 =  θ 2 =  0°  maka  akan  berlaku  persamaan sebagai berikut:
R = n 2 - n 1 n 1 +n 2 T = 2 n 1 n 1 +n 2

## METODE
Jenis  penelitian  yang  digunakan adalah  penelitian  eksperimen.  Penelitian  ini dilaksanakan  di  Laboratorium  Fisika  Dasar Universitas Jember. Penelitian yang dilakukan  adalah  menganalisis  hubungan indeks  bias  dan  intensitas  cahaya  pada berbagai  macam  fluida.  Pada  penelitian terdapat beberapa variabel yang
mempengaruhi penelitian diantaranya variabel bebas, kontrol, dan terikat. Variabel bebas  dalam  penelitian  adalah  jenis  fluida dan  indeks  bias  berbagai  fluida.  Variabel kontrol pada penelitian adalah warna cahaya laser  (merah),  jarak  sumber  cahaya  dengan medium  (5  cm),  wadah  untuk  berbagai fluida,  dan  sudut  yang  sama  (0 ° ).  Variabel terikat  pada  penelitian  ini  adalah  intensitas cahaya  yang  diteruskan  pada  berbagai fluida.
Alur yang digunakan dalam penelitian ini  meliputi  persiapan,  pengumpulan  data, analisis  data,  dan  penarikan  kesimpulan. Pada  tahap  persiapan  peneliti  menyiapkan segala alat dan bahan yang digunakan dalam
pengukuran. Selanjutnya tahap
pengumpulan  data,  peneliti  melaksanakan pengukuran  di  dalam  laboratorium  untuk mengumpulkan  data-data  yang  digunakan. Lalu  tahap  analisis  data,  pada  tahap  ini peneliti  menganalisis  data  yang  telah terkumpul  mengelompokkan  data  tersebut dalam  bentuk  tabel  dan  grafik.  Lalu  tahap penarikan  kesimpulan,  pada  tahap  berikut peneliti  mengambil  kesimpuln  berdasarkan data  pada  tabel.  Adapun  tabel  yang digunakan sebagai berikut:
Pada  tabel  tersebut  fluida  yang digunakan  adalah  air,  alkohol,  spirtus, minyak,  dan  oli.  Pada  n 1 menunjukkan  niai indeks  bias  udara  atau  medium  pertama. Pada  n 2 indeks  bias  berbagai  jenis  fluida yang  digunakan. Pada I 0 merupakan intensitas  cahaya  sebelum  memasuki  fluida, I 1 merupakan  intensitas  cahaya  yang memasuki  fluida  dan  terukur  pada  luxmeter dan  I 1 ’  adalah  intensitas  cahaya  setelah memasuki fluida dengan perhitungan matematis.  Data  yang  telah  dianalisis tersebut  lalu  akan  digambarkan  pada  suatu grafik hasil penelitian.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Laboratorium  fisika  dasar  FKIP, Universitas Jember. Data yang dikumpulkan dalam  tabel  penelitian  berupa  nilai  indeks bias  cahaya  pada  medium  pertama  (udara) dan  indeks  bias  pada  masing-masing  fluida atau  pada  medium  kedua,  intensitas  cahaya sebelum  dan  setelah  memasuki  fluida,  dan nilai  intensitas  cahaya  pada  masing-masing fluida dengan perhitungan matematis.
Fluida-fluida  yang  digunakan  adalah air,  alkohol  97%,  spirtus,  minyak  goreng, dan  oli  SAE  20.  Hasil  dari  setiap pengukuran  sebagaimana  ditunjukkan  pada Tabel 1 sampai pada Tabel 5 berikut.
Tabel 1. Air Fluida n 1 n 2 I 0 I 1 I 1 ’ Air 1 1,3 1254 1233 1090,435 Air 1 1,315 1244 1221 1074,73 Air 1 1,32 1241 1217 1069,828 Air 1 1,328 1238 1213 1063,574 Air 1 1,332 1236 1211 1060,034 Tabel 2. Spirtus Fluida n 1 n 2 I 0 I 1 I 1 ’ Spirtus 1 1,29 1254 1234 1095,197 Spirtus 1 1,3 1244 1223 1081,739 Spirtus 1 1,308 1241 1219 1075,39 Spirtus 1 1,315 1238 1215 1069,546 Spirtus 1 1,32 1236 1213 1065,517 Tabel 3. Alkohol Fluida n 1 n 2 I 0 I 1 I 1 ’ Alkohol 1 1,325 1254 1229 1078,71 Alkohol 1 1,334 1244 1219 1065,981 Alkohol 1 1,342 1241 1215 1059,778 Alkohol 1 1,35 1238 1211 1053,617 Alkohol 1 1,36 1236 1207 1047,458 Tabel 4. Minyak Fluida n 1 n 2 I 0 I 1 I 1 ’ Minyak 1 1,42 1254 1216 1036,364 Minyak 1 1,433 1244 1205 1022,606 Minyak 1 1,44 1241 1201 1017,213 Minyak 1 1,447 1238 1197 1011,851 Minyak 1 1,45 1236 1194 1008,98 Tabel 5. Oli Flui da n 1 n 2 I 0 I 1 I 1 ’ Oli 1 1,56 1254 1194 979,6875 Oli 1 1,568 1244 1183 968,8474 Oli 1 1,573 1241 1179 964,6327 Oli 1 1,58 1238 1175 959,6899 Oli 1 1,6 1236 1170 950,7692 Pada  setiap  tabel  hasil  penelitian yakni  Tabel  1  sampai  Tabel  5  dapat dijelaskan bahwa pada setiap fluida memiliki  nilai  indeks  bias  yang  berbeda. Perbedaan nilai indeks bias tersebut sebanding dengan nilai  perubahan  intensitas cahaya  yang  dipantulkan.  Data  nilai  indeks
bias didapatkan dengan melakukan percobaan sederhana hukum Snellius .
Pada  data  nilai  intensitas  cahaya didapatkan  dengan  menggunakan  alat  bantu berupa luxmeter untuk mendapatkan intensitas  cahaya  awal  (I 0 )  dan  intensitas cahaya  yang  dipantulkan  (I 1 ).  Setelah mendapatkan  data  tersebut  nilai  intensitas cahaya  yang  terbaca  pada  luxmeter  akan
dibandingkan  dengan  nilai  intensitas  cahaya dari perhitungan matematis.
Masing-masing  tabel  hasil  penelitian tersebut  juga  disajikan  dalam  bentuk  grafik hubungan  antara  indeks  bias  fluida  (n 2 ) dengan  intensitas  cahaya  yang  melewati fluida (I 1 ) sebagaimana yang dapat ditunjukkan  dalam  Gambar  1  sampai Gambar 5 berikut ini.
Gambar 1. Grafik pada fluida Spirtus
Gambar 2. Grafik pada fluida air
y = 14899x 2 - 39566x + 27482 R² = 0,9941 1210 1215 1220 1225 1230 1235 1240 1,285 1,29 1,295 1,3 1,305 1,31 1,315 1,32 1,325 I 1 n 2 Spirtus y = 7890,2x 2 - 21455x + 15790 R² = 0,9992 1205 1210 1215 1220 1225 1230 1235 1,295 1,3 1,305
1,31 1,315 1,32 1,325 1,33 1,335 I 1 n 2 Air
Gambar 3. Grafik pada fluida alkohol
Gambar 4. Grafik pada fluida minyak
Gambar 5. Grafik pada fluida oli
Berdasarkan  data  dari  tabel  dan grafik,  peneliti  mengkaji  hubungan  indeks bias  zat  cair  dan  intensitas  cahaya  dari berbagai  fluida.  Berdasarkan  hasil  yang
y = 11968x 2 - 32739x + 23596 R² = 0,9912 1205 1210 1215 1220 1225 1230 1235 1,32 1,325 1,33 1,335 1,34 1,345 1,35 1,355 1,36 1,365 I 1 n 2 Alkohol y = 5026,1x 2 - 15134x + 12572 R² = 0,9958 1190 1195 1200 1205 1210 1215 1220 1,415 1,42 1,425 1,43 1,435 1,44 1,445 1,45 1,455 I 1 n 2 Minyak y = 19039x 2 - 60748x + 49626 R² = 0,9944 1165 1170 1175 1180 1185 1190 1195 1200 1,55 1,56 1,57 1,58
1,59 1,6 1,61 I 1 n 2 Oli
telah  didapatkan  maka  dapat  ditinjau  fluida dengan  urutan  indeks  bias  terkecil  sampai terbesar mengalami penurunan nilai intensitas  cahaya  yang  diteruskan  atau ditransmisikan.  Penurunan  nilai  intensitas cahaya  tersebut  diakibatkan  oleh  semakin besar  nilai  indeks  bias  suatu  zat  cair  maka semakin  besar  pula  kerapatan  optik  dari  zat cair  tersebut.  Kerapatan  optik  yang  besar akan membuat cahaya yang masuk ke dalam fluida  akan  dibelokkan  lebih  besar  nilainya. Hal  ini  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor yang  menyebabkan  besarnya  indeks  bias pada  jenis  fluida  yang  berbeda  bisa bervariasi.  Indeks  bias  zat  cair  begantung pada kekentalan zat cair itu sendiri (Elisa & Juliana, 2015). Kerapatan medium mempengaruhi besarnya indeks bias medium  tersebut  (Hadiyanto  dkk.,  2010). Panjang  gelombang  cahaya  yang  melewati bahan  akan  mempengaruhi  besarnya  indeks bias  bahan  tersebut  (Abdullah,  2017).  Pada saat  pengukuran  intensitas  cahaya,  sumber cahaya  yang  digunakan  adalah  sinar  laser berwarna merah.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasakan  data  yang  diperoleh  pada hasil  dan  pembahasan  penelitian  yang  telah diuraikan,  maka  dapat  diambil  kesimpulan yaitu:  adanya  hubungan  indeks  bias  dan intensitas cahaya. Hubungan tersebut terlihat pada  indeks  bias  yang  semakin  besar nilainya pada fluida akan membuat intensitas cahaya yang ditransmisikan semakin berkurang atau berbanding terbalik.
Adapun  saran  yang  dapat  diberikan antara lain bagi guru dapat dijadikan rujukan bahan ajar yang kontekstual dan bagi peneiti lain  dapat  dijadikan  sebagai  acuan  untuk mengembangkan  penelitian  ini  ke  tahap lebih lanjut.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,  M.  (2017). Fisika  Dasar  2 . Bandung: ITB Bektiarso.2000.  Pentingnya  konsepsi awal  dalam  pembelajaran  fisika. Jurnal Saintifika . 1(1): 11-20.
Elisa,  dan  Juliana.  (2015).  Perbedaan indeks  bias  minyak  goreng  curah dengan  minyak  goreng  kemasan bermerek  sunco. Jurnal  Fisika Edukasi . 2(2): 76-80.
Faradillah & Hendri, S. (2019).
Mengukur  indeks  bias  berbagai jenis  kaca  dengan  menggunakan prinsip  pembiasan. Ijis  Edu, 1(2), 140.
Gunandhi,  A.  (2002).  Perancangan  dan implementasi  alat  ukur  cahaya sederhana. Jurnal Teknik Elektro .
12(1): 50-58.
Hadiyanto, E., A. Rofiq, dan H. Sugito.
(2010).  Aplikasi  portable  brix meter  untuk  pengukuran  indeks bias. Jurnal  Fisika  Berkala .
13(4): 113-118.
Pamungkas,  M.,  Hafiddudin,  dan  Y.  S.
Rohmah.  (2015).  Perancang  dan realisasi  alat  pengukur  intensitas cahaya. Jurnal ELKOMIKA . 2(3): 120 – 132.
Sholehah,  I.  (2017).  Pengaruh  variasi jarak  tempuh  kendaraan  terhadap indeks bias oli dengan menggunakan  metode  difraksi fraunhofer. Skripsi . Jember. Fakultas  matematika  dan  ilmu pengetahuan alam universitas jember. Zamroni, A. (2013). Pengukuran indeks bias  zat  cair  melalui  metode pembiasan  menggunakan  plan paralel. Jurnal  IPA. 3(2):  108-
111. Zelviana, S. (2018). Pengaruh ketebalan bahan penghalang terhadap intensitas  radiasi  relatif. Jurnal Teknosains . 12(2): 203-209.