SOAL DAN PEMBAHASAN GELOMBANG CAHAYA

Nomor 1 (UN 2013)
Perhatikan gambar dibawah.

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.

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.

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.

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.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.

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