Ketika sinar cahaya melewati udara ke dalam air, mereka membelok, karena indeks bias udara berbeda dari indeks bias air. Dengan kata lain, sinar cahaya merambat dengan kecepatan yang berbeda di udara daripada di air. Hukum Snell menjelaskan fenomena ini, memberikan hubungan matematis antara sudut sinar cahaya insiden relatif terhadap garis tegak lurus yang mengalir melalui air, indeks bias kedua bahan melalui yang perjalanan ringan, dan sudut bias di mana cahaya merambat melalui air.
Semakin besar indeks bias, semakin banyak cahaya yang dibelokkan. Air gula lebih padat daripada air biasa, sehingga air gula memiliki indeks bias yang lebih tinggi daripada air biasa. Di sini, kita akan menggunakan fisika pembiasan untuk mengukur kandungan gula dalam air.
Tempatkan prisma di atas slide mikroskop persegi panjang kelima, dan rekatkan prisma ke slide menggunakan epoksi.
Siapkan untuk eksperimen. Tutupi dinding dengan kertas untuk membuat tanda. Atur penunjuk laser sehingga sinarnya tegak lurus dengan dinding. Pasang penunjuk laser di tempatnya dan periksa secara berkala untuk memastikan bahwa sinarnya secara konsisten mengenai tempat yang sama saat melewati udara.
Arahkan sinar laser secara tegak lurus melalui prisma saat kosong. Ketika prisma kosong, balok tidak boleh dialihkan. Tandai titik di mana sinar laser mengenai dinding. Tempatkan selembar kertas di bawah laser dan tandai titik di mana sinar memasuki prisma (kedua titik, bersama-sama, harus membentuk garis lurus).
Isi prisma dengan cairan. Arahkan sinar laser melalui prisma berisi cairan. Balok akan mengenai dinding agak jauh dari tanda aslinya. Tandai balok. Ukur jarak antara dua titik ini, jarak A. Ukur jarak dari prisma ke dinding, jarak B.
Dengan dua jarak yang Anda ukur pada Langkah 3, Anda dapat menghitung sudut di mana balok menabrak dinding -- dengan kata lain, sudut biasnya setelah melewati prisma. Hitung sudut ini dengan mencari invers tangen dari (jarak A dibagi jarak B).
Gunakan hukum Snell, bersama dengan sudut yang Anda hitung pada Langkah 4, untuk menentukan indeks bias cairan Anda. Menurut hukum Snell, indeks bias relatif dua bahan, atau n2/n1 (n2 = indeks bias bahan kedua, n1 = indeks bias bahan pertama) sama dengan sinus sudut datang dibagi dengan sinus sudut pembiasan. Anda mengarahkan penunjuk laser tegak lurus terhadap prisma, sehingga sudut datang Anda adalah 90. Anda menghitung sudut refraksi Anda pada Langkah 4. Dan terakhir, indeks bias udara (n1) adalah 1,0003.
Buat larutan gula 1 persen, 5 persen, 10 persen, dan 50 persen. Ulangi Langkah 3 sampai 5 untuk menentukan indeks biasnya. Grafik konsentrasi gula versus sudut bias. Bandingkan indeks bias Anda untuk konsentrasi yang diketahui dengan indeks bias yang Anda hitung pada Langkah 5. Perkirakan konsentrasi gula untuk larutan Anda yang tidak diketahui.