Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika gelombang Cahaya

loading...

RINGKASAN MATERI DAN PEMBAHASAN SOAL UN TENTANG GELOMBANG CAHAYA

Gelombang cahaya merupakan salah satu bahasan fisika sma yang membahas tentang sifat-sifat cahaya yaitu mengalami pemantulan, pembiasan, difraksi, interferensi, dispersi, dan polarisasi. Cahaya pada dasarnya adalah energi berbentuk gelombang 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 serta dilengkapi dengan soal-soal latihan.

DIFRAKSI CELAH TUNGGAL

Difraksi cahaya

Atau

Difraksi celah tunggal

Keterangan:
d = lebar celah.
θ = sudut deviasi.
n = gelap ke-n.
λ = panjang gelombang cahaya.
P = jarak antara gelap ke-n dengan terang pusat.
L = jarak antara celah dengan layar.

DIFRAKSI PADA KISI

Difraksi pada kisi

Atau

Difraksi pada kisi

Dengan:
d = 1/N = konstanta kisi.
n = terang ke-n.
P = jarak antara terang ke-n dengan terang pusat.

INTERFERENI CELAH GANDA

Pola terang

Interferensi celah ganda

Atau

Interferensi celah ganda

Pola gelap

Interferensi celah ganda

Atau

Interferensi celah ganda

JARAK DUA TERANG ATAU DUA GELAP YANG BERURUTAN

Gelombang cahaya

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN GELOMBANG CAHAYA

Nomor 1 (UN 2013)
Perhatikan gambar dibawah.
Gelombang cahaya
Percobaan interferensi Young, dua celah dengan jarak 1mm, L = 1 m dan panjang gelombang yang digunakan 5.000 Ǻ, maka jarak terang orde kedua dari pusat adalah...A. 0,75 mm
B. 1,00 mm
C. 1,25 mm
D. 1,75 mm
E. 2,50 mm

Pembahasan
Pada interferensi celah ganda berlaku:

p = 10 . 10-4 mm . 1000 = 1,00 mm
Jawaban: B

Nomor 2 (UN 2013)
Gambar disamping merupakan sketsa lintasan sinar pada peristiwa interferensi celah ganda S1 dan S2.
Gelombang cahaya
Titik A dan titik B adalah dua garis gelap berurutan dan panjang gelombang yang digunakan 6000 Ǻ (1 Ǻ = 10-10 m. Jarak antar kedua celah adalah...
A. 0,015 mm
B. 0,2 mm
C. 1,5 mm
D. 1,6 mm
E. 1,8 mm

Pembahasan
Jarak dua gelap berurutan berlaku:
d = 1,5 mm
Jawaban: C

Nomor 3 (UN 2012)
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5000 Ǻ (1 Ǻ = 10-10 m) melewati celah tunggal menghasilkan pola difraksi orde terang pertama seperti pada gambar.
Gelombang cahaya
Lebah celahnya sebesar...
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
C. 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm

Pembahasan:
Pada difraksi celah tunggal berlaku:
d sin Ɵ = n λ
d sin 30 = 1 . 5 . 10-4 mm
d . 1/2 = 5 . 10-4 mm
d = 0,001 mm
Jawaban: A

Nomor 4
Diketahui jarak dua celah ke layar 1,5 m dan panjang gelombang yang digunakan 4 . 10-7 m. Jarak antara terang pusat dan terang ketiga 0,6 cm. Jarak antar dua celah adalah...
A. 3 . 10-5 m
B.   4,5 . 10-5 m
C.   1,5 . 10-4 m
D.  2 . 10-4 m
E.   3 . 10-4 m

Pembahasan
Untuk menghitung jarak antar 2 celah gunakan:

d = 3 . 10-4 m
Jawaban: E

Nomor 5
Gambar dibawah memperlihatkan difraksi celah ganda.
Gelombang cahaya
Seberkas cahaya dengan panjang gelombang 6000 Ǻ di datangkan pada celah ganda yang jarak antar celahnya 0,06 mm. Jarak antar pita terang P adalah...
A. 8 mm
B. 6 mm
C. 4 mm
D. 2 mm
E. 1 mm

Pembahasan
Untuk menentukan jarak antar pita terang.

p = 8 . 10-3 m = 8 mm
Jawaban: A

Nomor 6
Perhatikan gambar dibawah.
Interferensi celah ganda
Percobaan interferensi Young, dua celah dengan jarak 1 mm, L = 1m, dan panjang gelombang yang digunakan 5000 Ǻ. Maka jarak terang orde ke dua dari pusat adalah...
A. 0,75 mm
B. 1,00 mm
C. 1,25 mm
D. 1,75 mm
E. 2,50 mm

Pembahasan
Menentukan jarak terang orde kedua dari pusat adalah:

p = 10-3 m = 1 mm
Jawaban: B

Nomor 7
Gambar berikut merupakan percobaan interferensi celah ganda.
Interferensi celah ganda
Jika garis terang kedua dari pusat pola interferensi 3 mm, maka gelombang cahaya yang digunakan adalah...
A. 6 . 10-7 m
B. 8 . 10-7 m
C. 18 . 10-7 m
D.20 . 10-7 m
E. 34 . 10-7 m

Pembahasan
Untuk menentukan panjang gelombang cahaya yang digunakan:

λ = 0,6 . 10-6 m
Jawaban: A

Nomor 8
Sebuah kisi memiliki 12.500 garis/cm. Seberkas sinar monokromatis datang tegak lurus pada kisi. Bila spektrum orde pertama membentuk sudut 300 dengan garis normal pada kisi, maka panjang gelombang sinar tersebut adalah...
A. 4 . 10-7 Ǻ
B.  4 . 10-5 Ǻ
C.  4 . 10-3 Ǻ
D. 4 . 103 Ǻ
E.  4 . 105 Ǻ

Pembahasan
Untuk menentukan panjang gelombang pada kisi gunakan:
1/N sin θ = n . λ
1/12.500 . 1/2 = 1 λ
λ = 1/25.000 = 4 . 10-5 cm = 4 . 10-7 m = 4000 angstrom
Jawaban: D

Nomor 9
Sebuah kisi difraksi dengan konstanta kisi 500 garis/cm digunakan untuk mendifraksikan cahaya pada layar yang berjarak 1 m dari kisi. Jika jarak antara dua garis terang yang berurutan 2,4 cm, maka panjang gelombang yang digunakan adalah...
A. 400 nm
B. 450 nm
C. 480 nm
D. 560 nm
E. 600 nm

Pembahasan
Menentukan panjang gelombang jika jarak dua pita terang berurutan:

λ = 4,8 . 10-5 cm = 4,8 . 10-7 m (ingat 1 nm = 10-9 m)
λ = 480 nm
Jawaban: C

Nomor 10
Sebuah kisi mempunyai konstanta kisi 4 . 105 /m. Terang orde kedua didifraksikan pada sudut 370 (tan 370 = ¾) terhadap normal. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
A. 5,6 . 10-7 m
B.  6,5 . 10-7 m
C.  7,5 . 10-7 m
D. 7,8 . 10-7 m
E.  8,0 . 10-7 m

Pembahasan
Untuk menghitung panjang gelombang cahaya jika sudut deviasi diketahui:
1/N sin θ = n . λ
1/4 . 10-5 . 0,6 = 2 . λ
λ = 0,75 . 10-6 m = 7,5 . 10-7 m
Jawaban: C

Nomor 11
Jika seberkas cahaya monokromatis diarahkan pada sebuah kisi yang mempunyai 104 garis/cm, garis terang pertama terjadi pada sudut deviasi 300, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
A. 1000 Ǻ
B. 2000 Ǻ
C. 3000 Ǻ
D. 4000 Ǻ
E. 5000 Ǻ

Pembahasan
1/N sin θ = n . λ
1/(104 grs/cm) . 1/2 = 1 . λ
λ = 0,5 . 10-4 cm = 5 . 10-7 m = 5000 Ǻ
Jawaban: E

Nomor 12
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5.000 Ǻ datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum orde kedua membentuk sudut 300, jumlah garis per cm kisi adalah...
A. 2000 goresan
B. 4000 goresan
C. 5000 goresan
D. 20.000 goresan
E. 50.000 goresan

Pembahasan
1/N sin θ = n . λ
1/N . 0,5 = 2 . 5 . 10-7 m
1/N = 20 . 10-7 m
N = (107 / 20) garis/m = 5 . 105 garis /m = 5000 garis / cm
Jawaban: C

Nomor 13
Cahaya monokromatik dari sumber jauh datang pada sebuah celah tunggal yang lebarnya 3,00 nm. Jarak terang pusat dari pola difraksi ke gelap pertama sama dengan 1,80 mm. Jika jarak layar ke celah 60 cm, maka cahaya tersebut memiliki panjang gelombang...
A. 3200 nm
B. 4800 nm
C. 5500 nm
D. 6000 nm
E. 9000 nm

Pembahasan
d . P / L = n .  λ
3 . 10-9 m . 1,8 . 10-3 m / 0,6 m = 1 . λ
λ = 9 . 10-12 m =  9000 nm
Jawaban: E

Pembahasan soal gelombang cahaya video youtube

loading...
Ditulis oleh: Admin Pembahasan Contoh Soal Updated at : Sunday, August 30, 2015