LATIHAN SOAL BAB CAHAYA(Kerjakan Terlebih Dahulu Sebelum Melihat Pembahasan)

1. Cahaya pada saat di udara (indeks bias udara = 1) memiliki cepat rambat di udara 3 . 108 m/s , panjang gelombang cahaya di udara 600 nm. Tentukan :a. Cepat rambat cahaya dalam zat cair, panjang gelombang cahaya dalam zat cair, dan sinus sudut bias dalam zat cair!! Jika indeks bias zat cair dan cahaya datang dari udara kedalam zat cair dengan sudut datang 300.b. Sudut kritis terjadinya pemantulan sempurna jika cahaya datang dari zat cair tersebut ke udara.

2. Suatu cahaya masuk dari udara kedalam prisma (yang memiliki sudut puncak 740) dengan sudut datang 450 dan terjadi deviasi minimum. Tentukan :a. Sudut Deviasi!b. Indeks bias prisma!

3. Sebuah prisma dengan sudut puncak 300 dilalui oleh cahaya putih sehingga terjadi dispersi (penguraian) cahaya. Jika indeks bias sinar merah dalam prisma 1,622 dan indeks bias sinar ungu dalam prisma 1,628. Tentukan sudut dispersi antara sinar merah dan sunar ungu!

4. Dua celah pada dinding terpisah sejauh 0,06 mm. Jika sinar yang datang tegak lurus pada celah tersebut mengalami interferensi, dengan interferensi maksimum (terang) orde ke 4 berada pada sudut 300, tentukan panjang gelombang cahaya!

5. Pada percobaan Young, cahaya monokromatis datang tegak lurus pada celah ganda yang terpisah sejauh 4 mm dan terjadi pola gelap-terang pada layar yang berjarak 75 cm dibelakang celah. Jika panjang gelombang cahaya yang digunakan 500 nm, maka Tentukan jarak pisah :a. Terang pusat dengan terang orde ke-2b. Terang pusat dengan gelap orde ke-4c. Terang orde ke-3 dengan gelap orde ke-6d. Antar terang berurutan.

6. Suatu celah ganda disinari oleh cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 800 nm dan terjadi pola gelap-terang. Jika jarak antara kedua celah tersebut 0,04 mm. Tentukan :a. Orde maksimum yang terjadib. Jumlah terang pada layar

PEMBAHASAN SOAL CAHAYA (OPTIK)

1. 2. Diket : nu = 1nc = vu = 3 . 108 m/su = 600 nm

Jawab :a. Persamaan umum pembiasan :

Cepat rambat dalam cairan :Indeks bias zat cair (nc) =

Panjang gelombang dalam cairan :

Sudut bias dalam cairan :

b. Sudut kritis k Pemantulan sempurna hanya terjadi jika cahaya datang dari medium yang sangat rapat (indeks bias besar) kedalam medium yang kurang rapat (indeks bias kecil). Sudut kritis adalah sudut sinar datang (dari medium yang rapat) yang menyebabkan sinar bias (pada medium yang renggang) bernilai 900.Dengan demikian dapat disimpulkan : Medium yang rapat adalah zat cair (nc = ) Medium yang renggang adalah udara (nu = 1) Sudut bias pada medium udara (u = 900)

Maka :

3. Diket : = 740i1 = 450Jawab :

a. Deviasi minimum

b. Indeks bias prisma

Jika tidak disebutkan dalam soal, maka ambil nilai indeks bias udara (nu) = 1

4. Diket : nmerah = 1,622nungu = 1,628 = 300Jawab : Sudut dispersi ()

5. Diket : d = 0,06 mm = 6 . 10-5 mTerang orde ke-4 (m = 4) = 300

Jawab :

Persamaan Interferensi :

Maksimum (Terang) :

Minimum (Gelap) :

Maka :

6. Diket : d = 4 mm = 4 . 10-3 mL = 75 cm = 0,75 m = 500 nm = 500 . 10-9 = 5.10-7 m

Jawab :a. Jarak pisah (p) Antara Terang Pusat dengan Terang orde ke-2 (m=2)

b. Jarak pisah (p) Antara Terang Pusat dengan Gelap orde ke-4 (m=4)

c. Jarak pisah (p) antara Terang Orde ke-3 dengan Gelap orde ke-6

Terang orde ke-3

Gelap orde ke-6

Maka, jarak pisah (p) antara Terang ke-3 dan Gelap ke-6

7. Diket : = 800 nm = 800 . 10-9 = 8 . 10-7 md = 0,04 mm = 4 . 10-5 mJawab :

a. Untuk mengetahui orde terang maksimum, maka sinus bernilai maksimum sehingga = 900

b. Jumlah Garis Terang :Karena orde maksimum (mmaks) adalah 50, maka Jumlah Terang

NB : Alasan ditambahkan satu seperti persamaan diatas, karena pada layar terdapat satu terang dipusatnya (Terang Pusat).