Rahasia Sendok Terlihat Bengkok Saat Dimasukkan ke Dalam Air

tirto.id - Sendok terlihat bengkok ketika dimasukkan ke dalam air. Menurut hukum fisika, fenomena tersebut dapat terjadi karena dipicu pembiasan cahaya (refraksi). Kecepatan cahaya ketika merambat melalui zat berbeda mengalami perubahan. Perubahan kecepatan menyebabkan cahaya jadi tampak membengkok.

Sendok terlihat bengkok biasanya terjadi ketika benda tersebut hanya dimasukkan setengah atau seperempat ke dalam gelas atau tempat berisi air. Penampakan terlihat saat sebagian lain berada di atas permukaan air dan sebagian lagi berada di dalam air.

Ketika sebagian sendok dicelupkan, arah rambat cahaya mengalami pembelokan. Benda menangkap seolah posisi bagian sendok di dalam air bergeser atau bengkok dari posisi asli.

Menurut hukum fisika, fenomena tersebut dipengaruhi oleh pembiasan cahaya (refraksi) antara objek dengan air. Kondisi ini juga jadi pemicu efek ilusi optik yang ditangkap indera penglihatan manusia.

Fenomena pembiasan cahaya tidak hanya terjadi pada sendok atau benda berbahan besi atau logam saja, melainkan objek lain, seperti sedotan, pensil, penggaris, hingga kaki.

Apa Itu Fenomena Refraksi?

Sebagaimana dikutip dari Science Sparks, refraksi merupakan pembelokan atau pembiasan cahaya. Pembengkokan cahaya kerap terjadi ketika cahaya bergerak dari satu bahan transparan ke bahan transparan lain.

Pembiasan cahaya dapat terjadi ketika melewati dua material karena kecepatan berubah. Jika material lain lebih padat seperti udara, cahaya cenderung melambat dan membengkok ke arah garis normal.

Sementara cahaya semakin cepat ketika melewati material yang kurang padat, seperti kaca ke udara. Akibatnya, cahaya membengkok menjauh dari garis normal.

Fenomena pembengkokan cahaya bergantung seberapa besar perubahan kecepatan dan cahaya yang dibiaskan. Refraksi cukup banyak digunakan dalam lensa dan kaca pembesar, atau ketika memfokuskan cahaya ke retina.

Dengan kata lain, refraksi adalah fenomena perubahan arah dan kecepatan suatu gelombang seperti cahaya, suara atau air. Gelombang melewati batas antara dua medium yang memiliki kepadatan berbeda.

Pada saat muka gelombang masuk ke medium baru dengan sudut tertentu, salah satu sisi gelombang mengalami perubahan kecepatan lebih dulu dibanding sisi lainnya. Sehingga, jalurnya terlihat membengkok.

Kecepatan cahaya bisa berubah dan bergantung medium baru. Menurut Optical Society of Amerika, kecepatan cahaya berkurang sekitar 75% saat memasuki medium kaca, atau berkurang hingga 66% kecepatan di udara ketika masuk zat tertentu, seperti minyak biji rami.

Akan tetapi, pembelokan atau perubahan arah cahaya dapat terjadi hanya ketika adanya perbedaan indeks bias antara kedua material.

Refraksi berbeda dengan refleksi, yang cenderung memantulkan cahaya ketika mengenai medium bidang datar dan cahaya masuk kembali ke medium yang sama. Contohnya saat bercermin.

Fenomena refraksi dapat terjadi dalam beberapa kasus. Misalnya kelainan refraksi mata karena cahaya gagal fokus dengan benar di retina. Kondisi ini biasanya jadi gejala rabun jauh, rabun dekat, atau silindris.

Pembiasan cahaya juga dapat terjadi ketika di dalam air. Sebagian pensil yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air akan tampak patah atau bengkok di permukaan air. Cahaya berbelok ketika berpindah dari air menuju udara.

Contoh lain efek refraksi dapat dilihat ketika dasar kolam renang terlihat lebih dangkal. Kondisi ini dipengaruhi cahaya yang memantul dari dasar kolam berbelok ketika berpindah dari air ke udara.

Sehingga, efek tersebut membuat posisi dasar kolam seolah tampak lebih naik ke permukaan, meskipun kedalaman kolam cukup tinggi.

Pelangi yang muncul selepas hujan juga termasuk fenomena refraksi. Pelangi tercipta akibat cahaya matahari mengalami pembiasan dan penguraian warna (dispersi) ketika melewati butiran-butiran air hujan di atmosfer.

Refraksi dan Alasan Sendok Tampak Bengkok

Berkaitan dengan refraksi dalam air, melansir UniBoardHUB, kecepatan cahaya ketika merambat melalui zat berbeda (seperti udara dan air) akan mengalami perubahan. Perubahan kecepatan menyebabkan cahaya jadi tampak membengkok.

Cahaya memiliki perilaku seperti gelombang. Artinya, ketika cahaya memasuki medium baru pada suatu sudut, satu bagian gelombang merambat lebih dulu daripada bagian lainnya.

Kondisi ini menyebabkan perbedaan kecepatan antara benda yang berpindah atau memasuki medium baru dengan benda yang berada di medium awal. Contoh kasusnya seperti sebagian sendok dicelupkan dalam air dan sebagian lagi masih berada di atas permukaan air.

Perbedaan kecepatan menyebabkan gelombang berubah arah. Dengan begitu, cahaya pun akan berbelok atau tampak membengkok. Perubahan kecepatan dan arah cahaya bergantung indeks bias antara dua medium berbeda.

Setiap material memiliki indeks bias berbeda. Udara memiliki indeks bias sekitar 1,00. Sedangkan indeks bias air sekitar 1,33. Alhasil, pada saat cahaya memasuki medium air, cahaya akan merambat lebih lambat daripada di udara.

Dengan begitu, cahaya akan membengkok ke arah garis normal atau garis imajiner yang tegak lurus terhadap permukaan.

Sendok yang terlihat bengkok juga dapat dipicu oleh ilusi optik akibat cahaya membengkok saat bergerak di air. Karena indeks bias lebih tinggi ke udara, sinar cahaya yang keluar jadi berubah arah.

Otak menyimpulkan cahaya bergerak dalam garis lurus, menimbulkan penafsiran cahaya yang dibiaskan seolah-olah berasal dari posisi yang berbeda. Akibatnya, ketika bagian sendok yang terendam tampak bergeser, menciptakan ilusi bahwa sendok bengkok di permukaan air.

Pada prosesnya, sendok yang memasuki air akan memantulkan cahaya ke segala arah. Kecepatan cahaya yang melambat karena air lebih rapat daripada udara memicu pembiasan cahaya atau cahaya jadi tampak berbelok.

Otak manusia pada dasarnya terbiasa menangkap cahaya merambat dalam garis lurus. Artinya, ketika mata menerima belokan arah cahaya saat sebagian sendok dimasukkan ke dalam air, otak memproyeksikan posisi berada sedikit lebih tinggi atau bergeser dari posisi asli.

Dengan begitu, ilusi optik yang tercipta bisa menimbulkan sudut pandang bahwa sendok tampak patah atau bengkok tepat di permukaan air.