GELOMBANG CAHAYA
Gelombang cahaya membahas tentang sifat-sifat cahaya yaitu mengalami pemantulan, pe mantulan, pembiasan, difraksi, interferensi, dispersi, dan polarisasi. Cahaya pada dasarnya adalah energi berbentuk gelombang elektromagnetik elektromagnetik yang kasat mata dan merambat tanpa memerlukan medium. Dibawah ini adalah ringkasan materi dan pembahasan soal-soal ujian nasional fisika sma ini meliputi difraksi celah tunggal, interferensi celah ganda atau interfernsi Young Young serta dilengkapi dengan soal-soal latihan. DIFRAKSI CELAH TUNGGAL
Atau Atau
Dengan! d " ()* " konstanta kisi. n " terang ke-n. & " jarak antara terang ke-n dengan terang pusat.
eterangan! d " lebar celah. # " sudut de$iasi. n " gelap ke-n. % " panjang gelombang cahaya. & " jarak antara gelap ke-n dengan terang pusat. ' " jarak antara celah dengan layar.
INTERFERENSI CELAH GANDA
&ola terang
DIFRAKSI PADA PADA KISI
Atau
&ola gelap
Atau
JARAK DUA TERANG ATAU ATAU DUA GELAP YANG BERURUTAN
4
4
CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
&embahasan 7arak dua gelap berurutan berlaku! 9& " % ' )0 d d " % ' ) 0 . 9& " 5 . (-2 mm . ( mm ) 0 . ,0 mm d " (,+ mm
Nomor 1 (UN 2013)
&erhatikan gambar dibawah.
Jawaban: C
Nomor 3 (UN 2012)
&ercobaan interferensi Young, dua celah dengan jarak (mm, ' " ( m dan panjang gelombang yang digunakan +. , maka jarak terang orde kedua dari pusat adalah... A. ,+ mm /. (, mm C. (,0+ mm D. (,+ mm 1. 0,+ mm &embahasan &ada interferensi celah ganda berlaku! d.p)'"n% ( mm . p ) ( mm " 0 . + . (-2 mm p " ( . (-2 mm . ( " (, mm Jawaban: B
Nomor 2 (UN 2013)
Gambar disamping merupakan sketsa lintasan sinar pada peristiwa interferensi celah ganda 3( dan 30.
3eberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang + 6( " (-( m: melewati celah tunggal menghasilkan pola difraksi orde terang pertama seperti pada gambar.
'ebah celahnya sebesar... A. ,( mm /. ,2 mm C. ,(0 mm D. ,( mm 1. ,(; mm &embahasan! &ada difraksi celah tunggal berlaku! d sin Ɵ " n % d sin < " ( . + . (-2 mm d . ()0 " + . ( -2 mm d " ,( mm Jawaban: A
Nomor
Diketahui jarak dua celah ke layar (,+ m dan panjang gelombang yang digunakan 2 . (- m. 7arak antara terang pusat dan terang ketiga ,5 cm. 7arak antar dua celah adalah... A. < . (-+ m /. 2,+ . (-+ m C. (,+ . (-2 m D. 0 . (-2 m 1. < . (-2 m &embahasan =ntuk menghitung jarak antar 0 celah gunakan! d.p)'"n% d " 6n . % . ': ) p d " <. 2 . (- m . (,+ m ) ,5 m
4itik A dan titik / adalah dua garis gelap berurutan dan panjang gelombang yang digunakan 5 6( " (-( m. 7arak antar kedua celah adalah... A. ,(+ mm /. ,0 mm C. (,+ mm D. (,5 mm 1. (,8 mm 4
d " < . (-2 m 7awaban! 1
p " 6n . % . ': ) d p " 60 . + . (- m . (m: ) ( -< m p " (-< m " ( mm 7awaban! /
Nomor !
Gambar dibawah memperlihatkan difraksi celah ganda.
Nomor #
Gambar berikut merupakan percobaan interferensi celah ganda.
3eberkas cahaya dengan panjang gelombang 5 di datangkan pada celah ganda yang jarak antar celahnya ,5 mm. 7arak antar pita terang & adalah... A. 8 mm /. 5 mm C. 2 mm D. 0 mm 1. ( mm &embahasan =ntuk menentukan jarak antar pita terang. p " % . ' ) d p " 5 . (- m . ,8 m ) ,5 . ( -< m p " 8 . (-< m " 8 mm 7awaban! A
7ika garis terang kedua dari pusat pola interferensi < mm, maka gelombang cahaya yang digunakan adalah... A. 5 . (- m /. 8 . (- m C. (8 . (- m D.0 . (- m 1. <2 . (- m &embahasan =ntuk menentukan panjang gelombang cahaya yang digunakan! d.p)'"n.% % " p . d ) n .' % " < . (-< m . ,2 . (-< m ) 0 . ( m % " ,5 . (-5 m 7awaban! A
Nomor "
&erhatikan gambar dibawah.
Nomor $
&ercobaan interferensi Young, dua celah dengan jarak ( mm, ' " (m, dan panjang gelombang yang digunakan + . >aka jarak terang orde ke dua dari pusat adalah... A. ,+ mm /. (, mm C. (,0+ mm D. (,+ mm 1. 0,+ mm &embahasan >enentukan jarak terang orde kedua dari pusat adalah! d.p)'"n%
4
3ebuah kisi memiliki (0.+ garis)cm. 3eberkas sinar monokromatis datang tegak lurus pada kisi. /ila spektrum orde pertama membentuk sudut < dengan garis normal pada kisi, maka panjang gelombang sinar tersebut adalah... A. 2 . (- /. 2 . (-+ C. 2 . (-< D. 2 . (< 1. 2 . (+ &embahasan =ntuk menentukan panjang gelombang pada kisi gunakan! ()* sin # " n . % ()(0.+ . ()0 " ( % % " ()0+. " 2 . (-+ cm " 2 . (- m " 2
angstrom 7awaban! D Nomor %
3ebuah kisi difraksi dengan konstanta kisi + garis)cm digunakan untuk mendifraksikan cahaya pada layar yang berjarak ( m dari kisi. 7ika jarak antara dua garis terang yang berurutan 0,2 cm, maka panjang gelombang yang digunakan adalah... A. 2 nm /. 2+ nm C. 28 nm D. +5 nm 1. 5 nm &embahasan >enentukan panjang gelombang jika jarak dua pita terang berurutan! p " % . ' ) d %"p.d)'"p)* .' % " 60,2 ) + . (: cm % " 2,8 . (-+ cm " 2,8 . (- m 6ingat ( nm " (; m: % " 28 nm 7awaban! C Nomor 10
3ebuah kisi mempunyai konstanta kisi 2 . (+ )m. 4erang orde kedua didifraksikan pada sudut <6tan < " ?: terhadap normal. &anjang gelombang cahaya yang digunakan adalah... A. +,5 . (- m /. 5,+ . (- m C. ,+ . (- m D. ,8 . (- m 1. 8, . (- m &embahasan =ntuk menghitung panjang gelombang cahaya jika sudut de$iasi diketahui! ()* sin # " n . % ()2 . (-+ . ,5 " 0 . % % " ,+ . (-5 m " ,+ . (- m 7awaban! C
digunakan adalah... A. ( /. 0 C. < D. 2 1. + &embahasan ()* sin # " n . % ()6(2 grs)cm: . ()0 " ( . % % " ,+ . (-2 cm " + . (- m " + 7awaban! 1 Nomor 12
3eberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang +. datang tegak lurus pada kisi. 7ika spektrum orde kedua membentuk sudut < , jumlah garis per cm kisi adalah... A. 0 goresan /. 2 goresan C. + goresan D. 0. goresan 1. +. goresan &embahasan ()* sin # " n . % ()* . ,+ " 0 . + . (- m ()* " 0 . (- m * " 6( ) 0: garis)m " + . ( + garis )m " + garis ) cm 7awaban! C Nomor 13
Cahaya monokromatik dari sumber jauh datang pada sebuah celah tunggal yang lebarnya <, nm. 7arak terang pusat dari pola difraksi ke gelap pertama sama dengan (,8 mm. 7ika jarak layar ke celah 5 cm, maka cahaya tersebut memiliki panjang gelombang... A. <0 nm /. 28 nm C. ++ nm D. 5 nm 1. ; nm &embahasan d . &) ' "n . % < . (-; m . (,8 . (-< m ) ,5 m " ( . % % " ; . (-(0 m " ; nm 7awaban! 1
Nomor 11
7ika seberkas cahaya monokromatis diarahkan pada sebuah kisi yang mempunyai (2 garis)cm, garis terang pertama terjadi pada sudut de$iasi <, maka panjang gelombang cahaya yang 4
