Pernahkah kamu memasukkan pensil atau sedotan ke dalam gelas berisi air, lalu melihatnya seolah-olah bengkok pada bagian permukaan air? Padahal, ketika benda tersebut diangkat, bentuknya tetap lurus seperti semula.

Fenomena ini merupakan salah satu contoh pembiasan cahaya. Pembiasan adalah perubahan arah rambat cahaya ketika melewati batas antara dua medium yang memiliki sifat optik berbeda, misalnya dari air ke udara atau sebaliknya.

Peristiwa tersebut membuat mata menerima cahaya dari arah yang berbeda dari posisi sebenarnya benda. Akibatnya, bagian benda yang berada di dalam air tampak bergeser dibandingkan bagian yang berada di udara.

Cahaya Berubah Arah saat Melewati Air dan Udara

Cahaya merambat dengan kecepatan berbeda dalam medium yang berbeda. Di udara, cahaya bergerak lebih cepat dibandingkan ketika melewati air.

Ketika cahaya dari bagian benda di dalam air bergerak menuju permukaan dan keluar ke udara, arah rambatnya berubah. Perubahan arah ini terjadi karena perbedaan indeks bias antara air dan udara.

Jika cahaya melewati batas kedua medium dengan sudut tertentu, arah rambatnya akan membelok. Cahaya yang kemudian masuk ke mata membuat bagian benda di dalam air terlihat berada pada posisi yang berbeda dari posisi aslinya.

Itulah sebabnya pensil yang dicelupkan ke dalam gelas dapat tampak seperti memiliki bagian yang patah atau bengkok tepat di sekitar permukaan air.

Mata Menangkap Posisi Benda yang Tampak Berbeda

Mata melihat benda berdasarkan cahaya yang masuk ke dalamnya. Otak kemudian mengolah cahaya tersebut untuk memperkirakan letak benda.

Namun, ketika cahaya mengalami pembiasan sebelum mencapai mata, perkiraan posisi benda dapat berbeda dari posisi sebenarnya. Mata seolah-olah memperpanjang arah datangnya cahaya dalam garis lurus, sehingga benda di dalam air tampak bergeser.

Efek ini juga dapat membuat dasar kolam renang terlihat lebih dangkal daripada kedalaman sebenarnya. Cahaya dari dasar kolam dibiaskan ketika keluar dari air menuju udara, sehingga dasar kolam tampak berada lebih dekat ke permukaan.

Mengapa Benda Terlihat Bengkok di Permukaan Air?

Benda yang seluruhnya berada di udara umumnya tidak menunjukkan efek pembiasan air seperti itu. Sebaliknya, ketika sebagian benda berada di dalam air dan sebagian lainnya berada di udara, cahaya dari kedua bagian tersebut mengalami jalur rambat yang berbeda sebelum sampai ke mata.

Bagian yang berada di udara terlihat relatif sesuai dengan posisi aslinya, sedangkan bagian yang berada di dalam air tampak bergeser. Perbedaan posisi visual inilah yang membuat benda seolah-olah bengkok.

Bentuk benda sebenarnya tidak berubah. Efek tersebut hanya terjadi karena cara cahaya merambat dan bagaimana mata menafsirkan informasi visual yang diterimanya.

Fenomena yang Bisa Ditemukan dalam Kehidupan Sehari-hari

Pembiasan cahaya tidak hanya terjadi ketika melihat sedotan di dalam gelas. Fenomena yang sama juga dapat diamati saat melihat batu di dasar sungai yang jernih, ikan di dalam akuarium, atau dasar kolam renang.

Benda-benda tersebut bisa terlihat berada pada posisi yang sedikit berbeda dari posisi sebenarnya. Oleh karena itu, penglihatan melalui permukaan air tidak selalu memberikan gambaran jarak dan kedalaman yang tepat.

Pembiasan cahaya juga dimanfaatkan dalam berbagai alat optik, seperti lensa pada kacamata, kamera, dan mikroskop. Pada alat-alat tersebut, pembiasan diatur untuk membantu membentuk bayangan yang sesuai dengan kebutuhan pengamatan.

Percobaan Sederhana untuk Membuktikannya

Fenomena ini dapat diamati dengan mudah di rumah. Siapkan gelas bening, air, dan sebuah pensil. Isi gelas dengan air, kemudian masukkan pensil dengan posisi miring sehingga sebagian berada di dalam air dan sebagian lainnya berada di luar.

Amati pensil dari arah samping. Bagian yang berada di dalam air akan terlihat bergeser sehingga pensil seolah-olah bengkok di sekitar permukaan air.

Setelah itu, keluarkan pensil dari gelas. Kamu akan melihat bahwa pensil tetap lurus dan tidak mengalami perubahan bentuk. Percobaan sederhana ini menunjukkan bahwa penampilan benda yang tampak bengkok disebabkan oleh pembiasan cahaya, bukan karena benda tersebut benar-benar berubah bentuk.

Jadi, benda yang berada di dalam air terlihat seolah-olah bengkok karena cahaya berubah arah saat berpindah antara air dan udara. Fenomena ini menjadi contoh sederhana bahwa apa yang dilihat mata tidak selalu sama persis dengan posisi benda yang sebenarnya.