Pemantulan Internal Total (Tapi) Sebagian

di dunia kuantum, peristiwa penuh dengan ketidakpastian. Perstiwa yang di dunia kita (makroskopis) dianggap tidak mungkin terjadi, pada dunia kuantum peristiwa tersebut mungkin dapat terjadi. Peristiwa yang mungkin sudah tidak asing lagi bagi yang sudah belajar fisika minimal tingkat universitas adalah efek penerowongan partikel pada potensial halang. Di dunia makroskopis suatu partikel atau benda tidak akan dapat menembus dinding penghalang jika energi benda tersebut kurang dari energy dinding penghalang, contohnya kita tidak akan dapat menembus tembok. Tetapi fisika kuantum bekerja dengan hukum yang sama sekali berbeda dari yang kita kenal sehari-hari. Kemungkinan untuk menembus dinding penghalang tersebut ada dan mungkin terjadi. Salah satu fenomena kuantum yang akan kita bincangkan kali ini adalah pemantulan internal total sebagian.

fungsi gelombang partikel melewati barier

Loh,, pemantulan internal total kok sebagian? Total ya total,, sebagian ya sebagian ,, yang mana yang benar nii!! Baiklah, jangan berprasangka buruk dulu. Kita tahu fenomena pemantulan internal total atau biasanya orang menyebutnya pemantulan sempurna adalah peristiwa dimana sinar yang berasal dari medium yang rapat menuju medium yang lebih renggang tetapi karena sudut datang sinar lebih besar dari sudut kritis maka sinar tidak akan di biaskan, melainkan akan dipantulkan seluruhnya sesuai dengan hukum pemantulan atau hukum snellius. Biasanya contoh yang sudah popular dari fenomena ini adalah fatamorgana. Sinar dari atas yang menuju kebawah di dekat tanah yang panas, udara di dekat permukaan tanah akan lebih renggang, sehingga jika sudut datang sinar tersebut melebihi sudut kritis sinar tersebut akan dipantulkan seluruhnya ke atas. Kita yang memandangnya akan Nampak seperti genangan air.
Contoh lain dari pemantulan internal total adalah cahaya yang melewati bidang batas kaca-udara pada prisma . saat cahaya akan menembus bidang batas kaca-udara dengan sudut yang lebih besar dari sudut kritis ia akan dipantulkan sempurna. Tetapi jika sebuah potongan prisma kedua ditempatkan dalam jarak terobos gelombang cahaya maka berkas cahaya sebagian akan muncul dalam prisma kedua, walaupun sinar yang datang memiliki sudut datang yang lebih besar dari sudut kriitis. Inilah yang disebut pemantulan internal total sebagian. Gejala ini muncul jika celah antar prisma sangat kecil. Semakin besar celah maka sinar yang dapat menyeberang ke prisma akan semakin sedikit. Menurut hukum snellius hal ini adalah perbuatan yang terlarang , seharusnya sinar dpantulkan semua jika melebihi sudut kritis.

pemantulan internal total sebagian


Sifat penerobosan ke dalam suatu daerah terlarang adalah sifat umum gelombang. Tinjau kasus pemantulan internal dari gelombang cahaya seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.a. bagaimana gelombang cahaya mengetahui bahwa terdapat udara pada sisi dibalik bidang batas ? selama gelombang cahaya masih seluruhnya pada prisa , ia tidak dapat �mengetahui� apa yang berada di balik gelas. Untuk mengetahuinya , ia harus menerobos ke dalam daerah terlarang berisi udara ini sejauh suatu jarak kecil tertentu, mungkin sekitar beberapa ppanjang gelombang. Setelah ia menyadari bahwa menerobos maasuk ke dalam udara adalah terlarang , ia segera balik kembali ke dalam gelas. Tenntu saja ia tidak pernah teramati dalam daearah terlarang berisi udara, karena hukum pemantulan dan pembiasan melarang kehadirannya dalam daerah terlarang ini. Tetapi jika sebuah potongan gelas kedua ditempatkan dalam jarak terobos gelombang cahaya, maka berkas cahaya dapat muncul pula dalam potongan gelas ke dua seperti diperlihatkan pada gambar 2.b. dan gejala ini disebut pemantulan total sebagian (frustrated total internanl reflection). Kita dapat membayangkan sebagai berikut. Berkas cahaya mengirim beberapa �penjajag� ke dalam celah udara terlarang, dan bila gelas kedua dicapai si penjajag, maka mereka akan menyadari bahwa daerah yang dimasuki adalah tidak terlarang, sehingga para penjajag itu dapat terus merambat masuk ke dalam gelas kedua. Seperti halnya pada potensial halang kuantum, probabilitaas berkas cahaya untuk menerobos celah udara menjadi berkurang bila tebal celah bertambah.  Perilaku yang sama diperlihatkan pula oleh gelombang klasik lainny,  Seperti gelombang air.


Referensi : Kenneth krane. 1992. FISIKA MODERN . Jakarta:UI press.