CONTOH SOAL FISIKA CAHAYA

CONTOH SOAL FISIKA "CAHAYA SEBAGAI

 GELOMBANG (GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK)"

Cahaya Sebagai Gelombang (Gelombang Elektromagnetik)

A. Pilihan Ganda

1. Terang pusat pada layar yang berjarak satu meter dari celah. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…

a. 2,5 x 10^-4 mm

b. 5,0 x 10^-4 mm

c. 1,5 x 10^-3 mm

d. 2,5 x 10^-3 mm

e. 5,0 x 10^-3 mm

PENYELESAIAN:

Diketahui : d = 0,2 mm = 2 x 10^-4 m

P = 7,5 mm = 7,5 x 10^-3 m

L = 1 m

n = 3

Ditanyakan: λ

 Jawab:

 
Jawaban: B


2. Cahaya dengan panjang gelombang 6.000 Å mengenai celah kembar young dengan jarak antarcelahnya 0,1 mm. Pola yang terjadi ditangkap pada layar berjarak 2 m dari celah, dan jarak garis terang pusat ke garis terang yang paling pinggir pada layar 6 cm. Banyaknya garis terang yang terdapat pada layar adalah…

a. 5 garis

b. 6 garis

c. 8 garis

d. 10 garis

e. 11 garis

PENYELESAIAN :

Diketahui : λ = 6000  Å = 6 x 10^-7 m

d = 0,1 mm = 1 x 10^-4 m

l =  2 m

P = 6 cm = 6 x 10^-2 m

Ditanyakan : n

Jawab :

Jawabab: A 

 

3. Seberkas cahaya mngenai suatu celah yang lebarnya 0,4 mm secara tegak lurus. Di belakang celah terdapat sebuah lensa positif dengan jarak focus 40 cm. Garis terang pusat dan garis gelap pertama pada layar di bidang focus lensa berjarak sebesar 0,56 mm. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…

a. 1,60 x 10^-7 m

b. 2,60 x 10^-7 m

c. 3,60 x 10^-7 m

d. 4,60 x 10^-7 m

e. 5,60 x 10^-7 m

PENYELESAIAN:

Diketahui : d = 0,4 mm = 4 x 10^-4 m

l =  40  cm = 4 x 10^-1 m

P = 0,56 mm = 5,6 x 10^-4 m

n= 1

Ditanyakan: λ

Jawab :

Jawaban: E 

4. Intensitas sinar terpolarisasi yang dilewatkan oleh analisator 18% dari intensitas sinar alamiah yang datang pada polarisator. Sudut yang dibentuk oleh polarisator dan analisator adalah…

a. 30˚

b. 37˚

c. 45˚

d. 53˚

e. 60˚

PENYELESAIAN:

Diketahui : I = 18

I₀ = 100 

atau:

Ditanyakan: θ

Jawab :

 Jawaban: D

5.  Hasil pembiasan cahaya monokromatis yang melalui prisma ditunjukkan oleh gambar berikut. Dengan data tersebut dapat dinyatakan bahwa, kecuali…

 

       a. sudut pembias prisma = 60˚ 

i        b.  indeks bias brisma = V2 (akar dua)

c     c. deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar 30˚

d     d. sudut kritis bahan prisma terhadap udara adalah 50˚

  

PENYELESAIAN:

a     A. sudut pembias prisma = 60˚

Karena segitiga tersebut sama sisi, maka:

 

  B. indeks bias Prisma = V2 (akar dua)

 

C. deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar 30˚

 

(Pernyataan c benar)

D.sudut kritis bahan prisma terhadap udara adalah 50˚

 

(Pernyataan d salah)

Jawaban: D

B. Esai

1. Cahaya di ruang hampa memiliki kecepatan 3 x 108 m/s. Jika cahaya tersebut merambat dalam zat cair yang memiliki permitivitas listrik 10^-11 C²N^-1m^-2 dan permeabilitas magnet 1,6 x 10-6 WbA^-1m^-1, tentukanlah kecepatan cahaya itu dalam zat cair. 

PENYELESAIAN:

 

2. Seberkas cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 6.600 datang tegak lurus pada kisi. Jika garis terang orde ke-2 membuat sudut 30˚ dengan garis normal pada kisi, tentukanlah jarak antarcelah pada kisi.

PENYELESAIAN:

 

Mudah-mudahan bermanfaat :)

Soal dan Pembahasan Gelombang Cahaya

Soal dan Pembahasan Gelombang Cahaya

          1.  Ilmuwan yang pertama kali meramalkan cahaya merupakan gelombang elektromagnetik adalah....

a.      Maxwell

b.      Michelson dan Morley

c.       Euclid

d.      Roemer

e.       Huygens

    2.   Suatu berkas cahaya dengan panjang gelombang 6,0 x 10^-5 cm masuk dari udara kedalam balok kaca yang indeks biasnya 1,5. Panjang gelombang cahaya didalam kaca sama dengan...

a.       7,5 x 10^-5 cm

b.      6,0 x 10^-5 cm

c.       4,5 x 10^-5 cm

d.      4,0 x 10^-5 cm

e.       3,0 x 10^-5 cm

Pembahasan:

 

n₂ / n_{1 =} λ₁ / λ₂

_{1,5 / 1   =} 6 x 10^-5 / λ₂

    λ₂      = 4. 10^-5

      3. Pada suatu tempat terlihat kilat dan 10 sekon kemudian terdengar suara gunturnya. Apabila kecepatan cahaya besarnya 3 x 10⁸ m/s dan kecepatan bunyi 340 m/s maka jarak antara tempat asal kilat dan pengamat adalah....

a.       34 m

b.      Lebih dari 3400 m

c.       1020 m

d.      3400 m

e.       4200 m

Pembahasan:

s = v x t

s = 340 x 10

s = 3400 m

     4.  Seberkas cahaya jatuh secara tegak lurus mengenai dua celah yang berjarak 0,4 mm. Garis terang tingkat ke-3 yang dihasilkan pada layar berjarak 0,5 mm dari terang pusat. Jika jarak layar dengan celah 40 cm, panjang gelombang cahaya tersebut adalah....

a.       1,0 x 10^-7 m

b.      1,2 x 10^-7 m

c.       1,7 x 10^-7 m

d.      2,0 x 10^-7 m

e.       2,1 x 10^-7 m

Pembahasan:

d = 0,4 mm = 4 x 10^-4 m

y = 0,5 mm = 5 x 10^-4 m

L = 40 cm = 0,4 m

n = 3

λ = ?  

dy / L = n x λ

4 x 10^-4 / 0,4 = 3 λ

5 x 10^-7 / 3    = λ

               λ    = 1,7 x 10^-7

     5.  Deviasi minimum suatu sinar oleh prisma....

a.      Menjadi lebih kecil jika sudut puncaknya lebih besar

b.      Menjadi lebih besar jika sudut puncaknya lebih besar

c.       Tidak bergantung pada panjang gelombang sinar

d.      Tidak bergantung pada frekuensi sinar

e.       Sama dengan sudut puncaknya

    6.  Jika analisator dan polarisator membuat sudut  intensitas sinar yang diteruskan sebanding dengan....

a.   tan²  α 

b.  sin²   α

c.    cos²  α 

d.    tan α

e.    sin 2 α

      7.   Perambatan cahaya tanpa medium dapat dibuktikan oleh gejala....

a.       Pemantulan

b.      Pembiasan

c.       Interferensi

d.      Radiasi

e.       Polarisasi

8.   Hal yang sama antara gelombang cahaya dan gelombang bunyi:

(1)   sama-sama membutuhkan medium untuk merambat

(2)   sama-sama gelombang transversal

(3)   sama-sama gelombang longitudinal

(4)   sama-sama memiliki frekuensi yang bersesuaian dengan frekuensi sumbernya

Pernyataan yang benar adalah...

a.       (1), (2), dan (3)

b.      (1) dan (3)

c.       (2) dan (4)

d.      (4) saja

e.       Semua benar

(SPMB 2007)

            9. Dispersi cahaya dapat terjadi jika seberkas cahaya sejajar polikromatik dibiaskan:

(1)   Pada bidang datar yang membatasi dua medium yang berbeda

(2)   Pada prisma

(3)   Pada permukaan seferis yang memisahkan dua medium yang berbeda

(4)   Lensa seferis

Pernyatan yang benar adalah....

a.       (1), (2), dan (3)

b.      (1) dan (3)

c.       (2) dan (4)

d.      (4) saja

e.       Semua benar

          (SPMB 2002)

      10. Hasil pembiasan dari cahaya monokromatis yang melalui prisma ditunjukkan pada gambar berikut.

         Dengan data pada gambar, dapat dinyatakan bahwa:

(1)   Sudut pembias prisma adalah 60°

(2)   Indeks bias bahan prisma adalah 2

(3)   Deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar 30°

(4)   Sudut kritis bahan prisma terhadap udara adalah 50°

Pernyataan yang benar adalah....

a.       (1), (2), dan (3)

b.      (1) dan (3)

c.       (2) dan (4)

d.      (4) saja

e.       Semua benar

(SPMB 2003)

     11. Suatu berkas cahaya tak terpolarisasi merambat pada arah sumbu-X menuju ke sebuah polarisator yang mampu memisah berkas datang menjadi dua berkas, yaitu berkas Aterpolarisasi hanya searah sumbu-Z  dan berkas B yang terpolarisasi pada arah sumbu-Y. Berkas cahaya kemudian dilewatkan lagi ke polarisator kedua dengan orientasi yang sama dengan polarisator pertama. Persentase perubahan intensitas berkas B setelah lewat polarisator kedua adalah....

a.      0%

b.      25%

c.       50%

d.      75%

e.       100%

(SPMB 2006)

Pembahasan :

Karena cahaya merambat pada sumbu x, sedangkan berkas A dan B hanya bisa mempolarisasikan pada arah sumbu y dan z, maka tidakn ada intensitas cahaya yang berkurang sama sekali.

    12. Suatu zat terletak di dalam air dengan indeks bias n₁ = 4/3. seberkas sinar yang mengenai zat ini akan mengalami polarisasi jika sinar datang dengan sudut polarisasi Ɵ₁= 60⁰. Besar indeks bias zat n_{2 adalah...}

a.       3

b.      4/3√3

c.       3√3

d.      2/3√3

e.       4

Pembahasan:

Gunakan persamaan sudut brewster untuk menentukan indeks bias zat n₂.

            Tan Ɵ₁ = n₂                         

   n₁     

            n₂        = n₁  tan Ɵ₁

 n₂        = 4/3 tan 60⁰

            n₂        = 4/3 x √3

            n₂    = 4/3√3

. 13.  Peristiwa dispersi terjadi saat....

a.      Cahaya polikromatik mengalami pembiasaan oleh prisma

b.      Cahaya mengalami pemantulan ketika memasuki air

c.       Cahaya polikromatik mengalami polarisasi

d.      Cahaya monokromatik mengalami pembelokan oleh kisi

e.       Cahaya birokromatik mengalami interferensi konstruktif

(SNMPTN 2009)

14.  Gambar dibawah ini merupakan sketsa lintasan sinar oleh difraksi dari celah ganda

Jika A adalah titik terang orde ke-3 dan panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah 500 nm maka jarak A dari pusat terang adalah....

 

a.       9,0 cm

b.      7,5 cm

c.       6,0 cm

d.      5,0 cm

e.       4,0 cm

(UN 2011)

Pembahasan:

d y / L= n x λ

6 x 10^-5  y / L = 3 x 500 x 10^-9

6 x 10^-5 y= 1500 x 10^-9 x 2

6 x 10^-5 y = 3000 x 10^-9

y = 500 x 10^-4

y = 5 x 10^-2 m

y = 5 cm