Ivan Nursyifa Hidayah XII IPA 1 20 OPTIKA FISIS 1) Seberkas cahaya putih menembus menembus sebuah prisma tipis dengan sudut sudut pembias 10°, jika indeks bias untuk cahaya merah dan ungu masing-masing 1,49 dan 1,52, tentukanlah besar sudut dispersinya! a. 0,3o b. 30o c. 0,2o d. 0,4o e. 0,1o Pembahasan : Diketahui: Φ= 10° nm= 1,49 nu= 1,52 Ditanyakan: Φ= . . .? Jawab: o o 1,49)10 = 0,3 Φ = (nu -nm) β= (1,52 – 1,49)10
2) Cahaya panjang gelombangnya 6000 A digunakan pada percobaan Young. Di layer terjadi lebar terang tingkat 2 lebarnya 50 mm. Tentukan lebar terang yang terjadi jika percobaan dilakukan di dalam air (n = 4/3) a. 36,5 d. 33,5 b. 35,45 e. 32,80 c. 37,5 Jawaban : C Pembahasan : Ptf = Ptu n Ptf = 50 = 37,5 4/3 3) Dua buah celah terpisah sejauh 4 mm dan terletak pada jarak 50 cm dari layer. Jika kedua celah disinari cahaya dengan panjang gelombang 8000 A. Tentukan lebar gelap tingkat 3! a. 2,5 x 10-4 d. 2,25 x 10-4
b. 3,5 x 10-4 e. 1,5 x 10-4 c. 4,0 x 10-4 Jawaban : A Pembahasan : Pg . d = (k – ½ )λ l Pg . 4 x 10 -3 = (3 – ½ ) 8 x 10-7 0,5 Pg = 0,5 . 8 x10 -7 . 2,5 = 2,5 x 10 -4 4 x 10-3 4) Pada percobaan Young digunakan cahaya dengan panjang gelombang 6000 A . Kemudian disinarkan pada kissi dari 4000 garis/cm yang terletak pada jarak 1 m. Jika di layar tertangkap gelap tingkat 4, tentukan lebar gelap yang tertangkap di layar. a. 80 x 10-2 d. 82 x 10-3 b. 88 x 10-2 e. 89 x 10-3 c. 84 x 10 -2 Jawaban : C Pembahasan : Pg . d = (k – ½ )λ l Pg . ¼ x 10-5 = (4 – ½ ) 6 x 10-7 ¼ x 10-5 Pg = 7/2 . 6 x 10 -7 Pg = 84 x 10-2 5) Seberkas cahaya hijau panjang gelombangnya 4000 A dilewtkan pada kissi 3000 garis/cm. Tentukan difraksi maksimum tingkat berapakah yang masih dapat dilihat dengan jelas. a. 1/12 x 10-2 d. 1/20 x 10-2 b. 1/16 x 10-3 e. 1/35 x 10-3 c. 1/15 x 10-2 Jawaban : A Pembahasan : k λ = sin θ / x k . 4 x 10-7 = 1/3 x 105 k = 1/12 x 10-2 6) Cahaya merah disinarkan pada kissi yang terdiri dari 8000 garis/mm. Sudut difraksi tingkat 3 maksimum terlihat pada sudut 30o. Tentukan panjang gelombang cahaya merah itu. a. 1/45 x 107 d. 1/67 x 107 b. 1/48 x 106 e. 1/75 x 106 c. 1/49 x 106 Jawaban : B Pembahasan : k λ = 1 sin θ x 3λ= 1 1/2 6 8 x 10 λ= 1 48 x 106
7) seberkas cahaya disinarkan pada celah tunggal sehingga terjadi pola maksimum tingkat pada sudut 30°, panjang gelombang cahaya yang digunakan jika celah 1,22 mm adalah . .. a. 0 m d. 1,714 . 10-4 m b. 1,234 . 10-4 m e. 1,56 . 10-4 m c. 0,56 . 10-4 m Pembahasan: Dik. θ = 30° ; k = 4 ; d = 1,2 mm = 1,2 . 10-3 m Dit.
...?
Jawab:
Jawaban: D
8) panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk pola interferensi 7000 dan lebar gelap tingkat 2 yang tertangkap di layar pada jarak 1,5 m dari celah lebarnya 6 mm, lebar celah itu adalah sebesar . . . a. 2,625 10-4 m d. 4,567 10-4 m b. 2,567 10-4 m e. 2,635 10-4 m c. 3,567 10-4 m Pembahasan: Dik.
; k = 2 ; d = 6mm = 6 x 10
-3
m ; l = 1,5 m
Dit. p . . .? Jawab:
9)
Cahaya dengan panjang gelombang 5000 disinarkan pada kissi. jika ternyata
difraksi minimum orde 2 terlihat pada sudut 30° , jumlah kissi pada setiap meternya adalah . . . a. 2 105 m c. 4 105 m b. 3 105 m d. 6 105 m
e. 5 105 m Pembahasan: Dik.
; k = 2 ; θ = 30°
Dit. x . . . ? Jawab:
θ λθ °
jawaban: E
10) sebuah prisma pandang lurus terdiri dari susunan prisma flinta ( dan prisma kerona. susunan prisma disinari seberkas cahaya merah sehingga cahaya merah saat keluar dari prisma susunan sejajar dengan arah semula. sudut pembias prisma kerona itu jika nm = 1,514 dan nm’ = 1,644 adalah . . . a. 21,94° d. 24,94° b. 22,94° e. 25,94° c. 23,94° Pembahasan:
Dit. Dik.
; nm = 1,514 ; nm’ = 1,644
Jawab:
Jawaban: C
11) seberkas cahaya hijau panjang gelombangnya 5000 dilewatkan pada kissi 4000 garis/cm. Difraksi maksimum tingkat berapakah yang masih dapat dilihat dengan jelas. .. a. 2 b. 4 c. 7 d. 8 e. 5
Pembahasan Dik.
; d = 4000 garis/cm ; θ 90°
Dit. k . . . ? jawab:
Jawaban: E
θ θ λ
12)
Dua buah cahaya maya terletak 2 mm satu sama lain dengan lebar terang tingkat 2 sebesar 1,5 x 10-4. Pada jarak 50 cm dari celah terdapat layar. Jika di layar terjadi pola interfensi, berapa panjang gelombangnya.. a. 1000 A d. 4000 A b. 2000 A e. 5000 A c. 3000 A Pembahasan:
λ λ λ λ m λ 13)
Jarak antara kedua celah dan jarak celah ke layar pada percobaan Young masingmasing adalah 1,5 mm dan 2 m. Apabila panjang gelombang yang digunakan adalah 600 nm, tentukan jarak antara gelap keempat dengan terang pusat. a. 1 mm d. 2,5 mm b. 1,9 mm e. 2,8 mm c. 2 mm Pembahasan:
λ λ
= 2,8 x 10-3 = 2,8 mm
14)
Dua buah celah disinari cahaya koheren dengan panjang gelombang 400 nm. Ternyata lebar terang tingkat 2 yang tertangkap di layar 5 mm. Tentukan panjang gelombang cahaya yang dipakai supaya di layar terjadi lebar terang tingkat yang sama dengan yang lebar terangnya menjadi 3 mm. a. 120 nm d. 300 nm b. 240 nm e. 320 nm c. 280 nm Pembahasan:
p1 : p 2 = 5 : 3 = 400 : = 240 nm
15) Percobaan Young digunakan untuk menentukan panjang gelombang cahaya warna ungu. Pengamatan pada layar menunjukkan bahwa jarak antara terang pusat dengan gelap ketiga adalah 5 mm. Tentukanlah panjang gelombang cahaya warna ungu, jika jarak pisah antara sepasang celah 0,1 mm dan jarak layar dari celah 50 cm. a. 4 x 10-5 m d. 3 x 10-6 m b. 4 x 10-6 m e. 3 x 10 -5 m c. 3 x 10-4 m Pembahasan:
λ λ λ m
16) Dua gelombang cahaya digunakan dalam percobaan Young. Jika panjang gelombang yang satu adalah 6400 A, tentukanlah panjang gelombang lainnya agar garis terang kedua dari gelombang pertama berimpit dengan garis terang keempat dari gelombang lainnya. a. 1200 A d. 3000 A b. 2400 A e. 3200 A c. 2800 A Pembahasan: p1 = p2 n2 . λ = n4 . λ 2 . 6400 = 4 . λ λ = 3200 A 17)
Cahaya panjang gelombangnya 5000 A digunakan pada percobaan Young. Di layar terjadi lebar terang tingkat 2 lebarnya 32 mm. Tentukan lebar terang yang terjadi jika percobaan dilakukan di dalam air (n = 4/3). a. 12 mm d. 30 mm b. 24 mm e. 32 mm c. 28 mm Pembahasan:
18)
Cahaya merah disinarkan pada kissi yang terdiri dari 5000 garis/mm. Sudut disfraksi tingkat 2 maksimum terlihat pada sudut 30°. Tentukan panjang gelombang cahaya merah itu. 5 a. 5 x 10-5 m d. 5 x 10 m b. 5 x 10-4 m e. 5 x 104 m
c. 5 x 10-3 m Pembahasan:
λ θ λ λ λ λ m
19. Berkas cahaya datang dari medium A ke medium B dengan sudut datang 60
dan dibiaskan dengan sudut sebesar 45 . indeks bias relatif medium A terhadap B adalah . . . a. b. c.
√ √
√
d. e. 2
Pembahasan:
Dik. i = 30 r = 45 Dit. i A ? Jawab:
Jawaban: D
√ √
Jawaban: A
20. Seberkas cahaya polikromatik memasuki prisma ( = 60). Cahaya terurai menjadi warna-warna cahaya monokromatik antara lain warna kuning dan biru. Ji8ka indeks bias sinar kuning dan biru masing-masing 1,527 dan 1,533. Tentukan sudut disversinya a. 0,320 d. 0,420 b. 0,630 e. 0,360 c. 0,350 Jawaban : E φ = (nb – nk) = (1,533 – 1,527) 600 = 0,360
21. Seberkas cahaya ungu dan kuning memasuki prisma ( = 530). Jika indeks bias masing-masing cahaya tersebut sebesar 1,463 dan 1,461. Berapa sudut disversinya a. 0,1420 d. 0,0120 b. 0,1610 e. 0,1010 c. 0,1060 Jawaban : C φ = (nu – nk)
= (1,463 – 1,461) 530 = 0,1060 22. Sebuah prisma dengan sudut pembias 45 0. Prisma tersebut kemudian disinari cahaya polikromatik. Cahaya itu terurai menjadi warna-warna monokromatik antara lain cahaya merah dengan indeks bias 1,525 dan cahaya ungu dengan indeks bias 1,532. Tentukan sudut disversi kedua sinar itu jika pr isma berada didalam fluida yang indeks biasnya 1,25 a. 0,2320 d. 0,3220 b. 0,2540 e. 0,2330 c. 0,2520 Jawaban : C φ=
) 450 =( 0 = 0,252
23.Indek bias cahaya merah dan ungu sebesar 1,414 dan 1,489. Jika keduanya memasuki prisma flinta dengan sudut pembias 50o. Tentukan sudut disversi kedua cahaya itu. a. 3,25 d. 3,45 b. 3,50 e. 3,88 c. 3,75 Jawaban : C Pembahasan : φ = (nu - nm)β = (1,489 – 1,414)50 = 3,75 24. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jaraj kedua celah 0,24 mm, maka jarak dua pita terang yang berdekatan adalah…. a. 4,0 mm b. 6,0 mm c. 8,0 mm d. 9,0 mm e. 9,6 mm Pembahasan :
25.Seberkas cahaya monokromatis setelah melalui dua celah yang berjarak 0,2 cm, membentuk pola interferensi pada layar yang berjarak 8 m dari celah tadi. Jika pada layar terang pertama terjadi pada jarak 0,3 cm dari jarak pusat, maka panjang gelombang cahay tersebut adalah… m a. 6,9 x 10-7 b. 7,2 x 10-7 -7 c. 7,5 x 10 d. 7,8 x 10-7 e. 8,1 x 10-7
Pembahasan :
( )
26. Sebuah kisi mempunyai 40 goresan dalam tiap cm. bayangan orde kedua ditentukan pada sudut 300, maka panjang gelombang cahaya yang melewati kisi tersebut adalah….m
a. b. c. d. e.
45 x 10-5 50 x 10-5 -5 62,5 x 10 75 x 10-5 87,5 x 10-5
Pembahasan :
27. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 5000 goresan tiap cm. sudut deviasi orde kedua adalah 30 0, panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…. 0 A
a. b. c. d. e.
2500 4000 5000 6000 7000
Pembahasan :
28. Jarak dua buah lampu adalah 122 cm. diameter pupil mata 2,5 mm dan panjang gelombang cahaya lampu 5.000 A. jarak lampu tersebut ke pengamat yang paling jauh supaya lampu masih dapat dilihat terpisah adalah…m a. 2500 b. 5000 c. 4000 d. 6000 e. 7000 Pembahasan :
29. Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokromatik digunakan percobaan Young yang data-datanya sebagai berikut : jarak antara kedua celah = 0,3mm, jarak celah ke layar = 50 cm dan jarak garis gelap ke-2 dengan garis gelap ke-3 pada layar = 1 mm. Panjang gelombang sinar monokromatik tersebut adalah... a. 400nm b. 480nm c. 500nm d. 580nm e. 600nm Pembahasan : λ = dP / nL = 0,0003 . 0,001 / (1 . 0,5) = 0,0000006 m = 600 nm 30. Seberkas cahaya biru memasuki polarisator dengan indeks biasnya 1,35. Hitung sudut datang cahaya supaya mengalami polarisasi a. 53,470 b. 50 0 c. 600 d. 700 e. 400 Pembahasan : Tg i = n2/n1 = 1,35/1 = 1,35 i = 53,470
