CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG

Transkripsi

1 CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG Stanar Kompetensi : 1. Menerapkan konsep an prinsip gejala gelombang alam menyelesaikan masalah. Kompetensi Dasar : 1. Meneskripsikan gejala an cirri-ciri gelombang bunyi an cahaya 1.3 Menerapkan konsep an prinsip gelombang bunyi an cahaya alam teknologi Ringkasan materi A. TEORI TENTANG GELOMBANG CAHAYA 1. Teori Gelombang Cahaya Oleh CHRISTIAN HUYGEN (1678) Prinsip Huygen menyatakan bahwa gelombang cahaya apat mengalami pemantulan an pembiasan.. THOMAS YOUNG an AGUSTIN FRESNEL ( ) Percobaan Young an Fresnel engan ua celah menyatakan bahwa cahaya apat melentur an berinteferensi an cahaya aalah gelombang transversal. 3. Percobaan JAMES CLERK MAXWELL ( ) Maxwell menyatakan bahwa cahaya aalah gelombang elektromagnetik, yang ihasilkan oleh perubahan mean magnet an mean listrik. 4. HEINRICK RUDOLF HERTZ ( ) Hertz melakukan percobaan untuk membuktikan pernyataan Maxwell bahwa cahaya aalah gelombang elektromagnetik yang apat mangalami pemantulan, pembiasan, interferensi an ifraksi serta polarisasi an membuktikan gelombang elektromagnetik aalah gelombang transversal, Hertz juga menghitung frekuensi gelombang raio, satuan frekuensi i ambil ari Hertz. 5. Teori Dan Percobaan MAXPLANCK ( ) Tentang Raiasi an: a. Cahaya aalah paket-paket yang inamakan kuanta (isebut teori kuantum cahaya) b. Kuantum (jamak ari Kuanta) energi cahaya i sebut foton engan energi foton E = hf, (f = frekuensi cahaya = i berbagai meium tetap) c c. f, c = cepat rambat cahaya, = panjang gelombang cahaya. 6. Teori ALBERT EINSTEIN ( ) Tentang sifat ualisme bahwa cahaya yang memiliki sifat sebagai partikel an apat bersifat sebagai gelombang elektromagnetik (gejala foto listrik). B. INTERFERENSI CAHAYA Interfrensi cahaya aalah perpauan ua gelombang cahaya yang koheren (frekunsi sama, selisih fase tetap). 1. Interferensi Celah Gana Young an Fresnel Gambar 3.1 Inteferensi Celah Gana Young

2 Paa gambar 3.1 percobaan interferensi celah gana Young an gambar 3. percobaan interferensi Fresnel, Pola interferensi yang i hasilkan oleh keua percobaan tersebut aalah garisgaris terang an garis-garis gelap paa layar yang silih berganti. Garis terang terjai jika keua sumber cahaya mengalami interferensi yang saling menguatkan atau interferensi maksimum. Aapun garis gelap terjai jika keua sumber cahaya mengalami interferensi yang saling melemahkan atau interferensi minimum. Persamaan interferensi maksimum: x = nλ x = sin θ, θ, maka sin θ = tan θ = y tn L = nλ x = y tn L y tn = nλl Jarak antara ua terang yang berekatan aalah : Δy = y t n+1 y tn = n+1 λl nλl = λl Δy = λl Persamaan interferensi minimum: x = n 1 λ = n 1 1 λ x = sin θ, θ, maka sin θ = tan θ = y gn L = n 1 1 λ x = y gn L y gn = n 1 λl Jarak antara ua gelap berekatan aalah : Δy = y g n+1 y gn = n+1 1 λl n 1 λl = λl Δy = λl Jarak antara gelap an terang yang berekatan aalah : Δy = y tn y gn = nλl λl n 1 = λl Δy = λl Dengan: Gambar 3.. Interferensi Fresnel y tn = Jarak antara terang pusat engan terang ke-n. y gn = Jarak antara terang pusat engan gelap ke-n. Δy = Jarak antara ua terang berekatan atau jarak antara ua gelap berekatan atau jarak antara terang an gelap berekatan.

3 λ = Panjang gelombang. L = Jarak antara celah engan layar. = Jarak antar celah. n = Ore interferensi (n = 1,,3, ) Contoh 3.1 Menentukan salah satu besaran yang terkait engan interferensi celah gana young. Cahaya monokromatis engan panjang gelombang Å melewati celah gana yang terpisah paa jarak mm. Jika jarak celah ke layar 1 m, tentukanlah jarak terang pusat engan garis terang ore ketiga paa layar. Penyelesaian : Diketahui: = mm = x 10-3 m; L = 1 m; = Å = 5 x 10-7 m an n = 3. Ditanya : y t3 =? Jawab: y tn = nλl y t3 = m = 7, m = 7, m = 0, m == 0,75mm Jai, jarak garis terang pusat ke garis terang ore ketiga aalah sebesar 0,75 mm.. Interferensi Oleh Lapisan Tipis Amatilah oleh ana pantulan cahaya matahari oleh lapisan minyak i atas permukaan air. Gambar 3.3 Geometris paa lapisan tipis Gambar 3.4 Interferensi cahaya karena lapisan sabun Selisih yang ilalui oleh cahaya aalah : Δx = n AB + BC AD sin θ = n sin β AB = BC =, AD = AB sin β sin θ = cos β cos β sin β sin θ = cos β sin β n sin β Interferensi maksimum sinar pantul paa lapisan tipis akan memenuhi persamaan berikut Sinar pantul an sinar bias ari lapisan tipis berlawanan fase. Δx = n AB + BC AD Δx = n + n sin β n sin β = 1 cos β cos β cos β cos β sin β = n cos β cos β = n cos β Δx = m 1 λ n cos β = m 1 λ Dengan: n = Ineks bias lapisan tipis = Tebal lapisan β = Suut bias m = Ore interferensi ( 1,, 3, ) = Panjang gelombang sinar Persamaan interferensi minimum.

4 Sinar pantul an sinar bias ari lapisan tipis sefase. Δx = mλ n cos β = mλ Contoh 3. Menentukan salah satu besaran yang terkait interferensi oleh lapisan tipis. Tentukanlah panjang gelombang sinar yang igunakan, jika terjai interferensi minimum ore paa lapisan tipis i uara engan ketebalan µm, suut bias 60 0, an ineks bias lapisan 1,5. Penyelesaian : Diketahui: n = 1,5 ; = 10-6 m ; r = 60 0 ; m =. Ditanya : λ =? Jawab : n cos β = mλ.1, (cos60 0 ) = m= = 0,75 x 10-6 m= m= 750 nm Jai, panjang gelombang cahaya yang igunakan aalah 750 nm. C. DIFRAKSI CAHAYA Peristiwa yang sama terjai jika cahaya i lewatkan paa sebuah celah yang sempit sehingga gelombang cahaya itu akan mengalami lenturan. Peristiwa lenturan ini i sebut ifraksi. Selain i sebabkan oleh kisi. Kisi aalah sebuah penghalang yang teriri atas banyak celah sempit. Jumlah celah alam kisi apat mencapai ribuan paa aerah selebar 1cm. 1. Difraksi Celah Tunggal Pola ifraksi yang i sebabkan oleh celah tunggal apat i jelaskan oleh Christian Huygens ( ). Perhatikan gambar berikut ini: Gambar 3.5. Difraksi celah Tunggal Bea lintasan ke titik P aalah sin θ engan θ aalah suut antara garis tegak lurus terhaap celah an garis ari pusat celah ke P. Apabila bea lintasan yang terjai aalah 1 λ, maka keua cahaya (Gambar 3.5) akan saling memperlemah an menyebabkan terjainya interferensi minimum sehingga paa layar terbentuk pola gelap. sin θ = m 1 λ sin θ = mλ Persamaan pola ifraksi maksimum apat i tuliskan menjai: sin θ = m + 1 Dengan: λ = lebar celah m = 1,, 3, Contoh 3.3 Menentukan salah satu besaran yang terkait ifraksi paa celah tunggal. Dengan menggunakan penghalang celah tunggal, paa layar tampak pola ifraksi. Garis terang pusat an garis gelap keempat membentuk suut 30 0 terhaap garis normal. Jika cahaya yang igunakan memiliki panjang gelombang Å, tentukanlah lebar celah yang igunakan. Penyelesaian :

5 Diketahui: = 30 º ; m = 4 ; an = Å = m = m. Ditanya : =? Jawab : sin θ = mλ sin 30 o = m 1 = m = 48*10-7 m = 4,8 m.. Difraksi Paa Kisi Jika seberkas cahaya monokromatis i lewatkan paa kisi, pola ifraksi yang ihasilkan paa layar berupa garis terang an garis gelap yang silih berganti. Pola ifraksi yang ihasilkan oleh kisi jauh lebih tajam ibaningkan pola interferensi celah gana yang itunjukkan oleh Young. Dengan memperbanyak celah apat mempertajam geris gelap an terang. Jika N menyatakan banyaknya garis/goresan (celah) per satuan panjang, maka : Gambar 3.6 Kisi ifraksi = N Difraksi maksimum paa kisi menjai seperti berikut: sin θ = mλ N = banyak garis per satuan panjang m = ore ari ifraksi = jarak antar celah atau tetapan kisi. Untuk menapatkan pola ifraksi minimumnya, yaitu garis-garis gelap, bentuk persamaan untuk pola interferensi minimum ua celah aalah: sin θ = m 1 λ Contoh 3.4 Menentukan salah satu besaran yang terkait kisi ifraksi. Sebuah kisi memiliki celah garis per cm. Paa kisi ilewatkan cahaya tegak lurus engan panjang gelombang. Garis terang ifraksi maksimum ore pertama membentuk suut 30 0 terhaap garis normal. Tentukanlah. Jawab: 1 1 Diketahui: cm = 10-6 m ; sin 30 º = 1 N ; an m = 1 Ditanya : λ =.? Jawab: sin θ = mλ m = (1) = 0,5 x 10-6 m = m = m = 500 nm Jai, panjang gelombang cahaya yang igunakan 500 nm. D. POLARISASI CAHAYA Gelombang yang apat mengalami polarisasi hanyalah gelombang transversal. Gelombang transversal aalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus arah perambatannya. Terpolarisasi atau terkutub artinya memiliki satu arah getar tertentu saja. Polarisasi yang terjai paa satu arah isebut polarisasi linear.

6 1. Polarisasi karena pemantulan an pembiasan Berasarkan hasil eksperimen yang ilakukan para ilmuwan Fisika menunjukkan bahwa polarisasi karena pemantulan an pembiasan apat terjai apabila cahaya yang ipantulkan engan cahaya yang ibiaskan saling tegak lurus atau membentuk suut 90 o. Di mana cahaya yang ipantulkan merupakan cahaya yang terpolarisasi sempurna, seangkan sinar bias merupakan sinar terpolarisasi sebagian. Suut atang sinar yang apat menimbulkan cahaya yang ipantulkan engan cahaya yang ibiaskan merupakan sinar yang terpolarisasi. Suut atang seperti ini inamakan suut polarisasi (θ) atau suut Brewster. Paa saat sinar pantul an sinar bias saling tegak lurus (membentuk suut 90 o ) akan berlaku ketentuan bahwa : θ + β = 90 o atau β = 90 o θ. Gambar 3.7 Polarisasi karena pemantulan an pembiasan Menurut hukum Snellius, n 1 sin θ = n sin β, engan θ + β = 90 o atau β = 90 o θ Selanjutnya, menurut hukum Snellius, apat ituliskan: n 1 sin θ = n sin β n 1 sin θ = n sin 90 o θ n 1 sin θ = n cos θ n = tan θ n 1 Jika n 1 = 1 an n = n, maka : n = tan θ θ = suut polarisasi r = suut bias n 1 = ineks bias meium 1 n = ineks bias meium Suut θ isebut juga suut Brewster, yaitu suut atang paa saat sinar bias an sinar pantul membentuk suut 90. Sinar pantul terpolarisasi linear, seangkan sinar bias mengalami polarisasi sebagian. Contoh 3.5 Menentukan besaran yang terkait polarisasi karena pemantulan an pembiasan. Seberkas sinar atang paa permukaan zat cair yang memiliki ineks bias 3. Jika ineks bias 4 uara = 1,tentukan besarnya suut Brewster. Penyelesaian : Diketahui: n 1 = 1 ; an n = 4 3 Ditanya : θ =? n = tan θ n = tan θ 1 tan θ = 4 3 θ = 53 o

7 Jai, suut Brewster-nya aalah 53. Polarisasi karena bias kembar Gambar 3.8 Bias kembar Bias gana merupakan sifat yang imiliki beberapa Kristal tertentu (terutama kalsit) untuk membentuk ua sinar bias ari suatu sinar atang tunggal. Sinar bias (orinary ray) mengikuti hukum-hukum pembiasan normal. Sinar bias lain, yang inamakan sinar luar biasa (extraorinary ray), mengikuti hukum yang berbea. Keua sinar tersebut bergerak engan kelajuan yang sama, i mana cahaya sinar biasa terpolarisasi tegak lurus terhaap cahaya sinar luar biasa. 3. Polarisasi karena absorbsi selektif Polaroi aalah suatu bahan yang apat menyerap arah biang getar gelombang cahaya an hanya melewatkan salah satu biang getar. Seberkas sinar yang telah melewati Polaroi hanya akan memiliki satu biang getar saja sehingga sinar yang telah melewati polaroi aalah sinar yang terpolarisasi. Peristiwa polarisasi ini isebut polarisasi karena absorbsi selektif. Polaroi banyak igunakan alam kehiupan sehari-hari, antara lain untuk pelinung paa kacamata ari sinar matahari (kacamata sun glasses) an polaroi untuk kamera. Gambar 3.5 menujukkan susunan ua keping Polaroi keping Polaroi yang pertama isebut polarisator, seangkan keeping Polaroi yang keua isebut analisator. a) Polarisator an analisator ipasang sejajar. Cahaya yang iteruskan sampai ibelakang analisator akan terpolarisasi linear. b) Polarisator an analisator i pasang bersilang. Cahaya tiak akan iteruskan sampai i belakang analisator. Secara umum, intensitas yang melewati analisator i nyatakan engan persamaan: Gambar 3.9 Polarisasi karena absorbsi selektif I = I 0 cos θ Dengan I aalah intensitas cahaya yang lewat analisator,aalah inensitas awal cahaya sebelum masuk polarisator alam aalah suut antara arah polarisasi polarisator an arah polarisasi analisator. Contoh 3.6. Menentukan salah satu besaran yang terkait polarisasi karena absorbs selektif. Seberkas cahaya alamiah ilewatkan paa ua keeping kaca Polaroi yang arah polarisasi satu sama lain membentuk suur 60. Jika intensitas cahaya alamiahnya 100 Wcm -, tentukanlah intensitas cahaya yang telah melewati keua kaca Polaroi itu. Jawab: Diketahui: = 60 ; an I 0 = 100 Wcm - Ditanya : I =? Jawab :

8 Dengan menggunakan Persamaan 3-16, iperoleh. I = I 0 cos θ I = 100 cos 60 o W cm = W cm I = W cm = 1,5 W cm Jai, intensitas cahaya yang ilewatkan aalah 1,5 Wcm Polarisasi karena hamburan Gambar 3.10 Hamburan Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan apat terjai paa peristiwa terhamburnya cahaya matahari oleh partikel-partikel ebu i atmosfer yang menyelubungi Bumi. Cahaya matahari yang terhambur oleh partikel ebu apat terpolarisasi. Itulah sebabnya paa hari yang cerah langit kelihatan berwarna biru. Hal itu isebabkan oleh warna cahaya biru ihamburkan paling efektif ibaningkan engan cahayacahaya warna yang lainnya. E. DISPERSI CAHAYA menggambarkanseberkas cahaya yang melewati sebuah prisma. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa berkas sinar tersebut alam prisma mengalami ua kali pembiasan sehingga antara berkas sinar masuk ke prisma an berkas sinar keluar ari prisma tiak lagi sejajar. Suut yang ibentuk antara arah sinar atang engan arah sinar yang meninggalkan prisma isebut suut eviasi iberi lambing δ Perhatikan gambar 3.11!. Seberkas cahaya merah (monokromatis) melewati prisma segitiga. Untuk segiempat ABCF: maka β+ < ABC = 180 o. Paa segitiga ABC, r 1 + i + < ABC = 180 o, sehingga iperoleh : β+ < ABC = r 1 + i + < ABC Gambar 3.11 Pembiasan paa prisma segitiga β = r 1 + i Paa segitiga ACD, terapat hubungan < CAD+< ACD+< ADC = 180 O, imana < CAD = i 1 r 1 an < ACD = r i, sehingga i 1 r 1 + r i +< ADC = 180 O, < ADC = 180 O + i + r 1 i 1 + r. Besar suut eviasi aalah : δ = 180 O < ADC δ = 180 O 180 O + i + r 1 i 1 + r δ = r + i 1 i + r 1 δ = r + i 1 β Jika i 1 = r atau i = r 1, maka iperoleh eviasi minimum δ m sebagai berikut: δ m = i 1 β, i 1 = δ m +β an β = r 1 + i, β = r 1, r 1 = β

9 Menurut Snellius tentang pembiasan : n 1 sin i 1 = n sin r 1 sin i 1 sin r 1 = n n 1 sin δ m +β sin β = n n 1 n 1 sin δ m +β = n sin β Untuk suut pembias yang sangat kecil β 15 o akan berlaku persamaan: n 1 sin δ m +β n 1 δ m +β = n sin β = n β δ m = n n 1 1 β Dengan: δ m = suut eviasi minimum β = suut pembiasan prisma(suut puncak) n = ineks bias prisma n 1 = ineks bias meium Ineks bias meium (n 1 ) untuk uara aalah 1 an ineks bias prisma (n) sehingga : δ m = n 1 β Selain mengalami eviasi atau pembelokan,cahaya polikromatis juga terurai menjai komponenkomponen warna cahaya. Komponen warna tersebut aalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila an ungu. Peristiwa penguraian warna cahaya menjai komponen-komponen isebut ispersi cahaya. LATIHAN A. Kerjakanlah paa buku latihan! 1. Sebuah celah gana memiliki jarak antar celah 5 mm. Dibelakang celah engan jarak m itempatkan sebuah layar. Celah isinari sinar monokromatis engan panjang gelombang 475nm. Berapakah jarak garis terang ore keempat an ore keua sinar paa layar?. Seberkas cahaya melewati ua celah sempit yang satu sama lain berjarak 4 mm. jarak celah ke layar 1 m an jarak antara ua garis terang paa layar 1,5 x 10 - cm. Berapakah panjang gelombang cahaya yang igunakan? 3. Suatu lapisan minyak i atas permukaan air memantulkan warna merah. Hal ini berarti warna biru mengalami interferensi minimum an hilang ari spectrum. Jika ineks bias minyak sama engan 1,5, seangkan panjang gelombang warna biru A, tentukanlah tebal minimum lapisan minyak tersebut. 4. Suut garis terang ore ua ari ifraksi oleh kisi engan celah 6.50 Å garis per cm aalah 53. Berapakah panjang gelombang cahaya yang igunakan? 5. Difraksi ore ke ua yang ihasilkan oleh kisi membentuk suut eviasi 30. Jika panjang gelombang cahaya yang igunakan 6.400Å. Tentukan jarak antara celah paa kisi tersebut?

10 A. Pilihlah salah satu jawaban yang kamu anggap paling benar! 1. PP I 1980 Paa suatu percobaan Young ipergunakan cahaya hijau. Apakah yang apat ilakukan untuk memperbesar jarak antara ua celah garis terang yang berekatan paa layar? 1) Menjauhkan layar ari keua celah ) Mengganti cahaya hijau menjai cahaya kuning 3) Memperkecil jarak antara keua celah 4) Mengganti cahaya hijau menjai cahaya merah Pernyataan yang benar aalah. a. 1, an 3. 4 saja b. 1 an 3 e.1,, 3, an 4 c. an 4. UMPTN 001 Rayon C Suatu cahaya menerangi celah gana yang memiliki jarak antara celah 0,10 cm emikian hingga terbentuk pola gelap-terang paa layar yang berjarak 60 cm. ketika pemisahan antarpola terang aalah 0,048 cm, maka panjang gelombang cahaya yang igunakan tersebut aalah.(alam nm) a. 00 c. 400 e. 800 b Cahaya suatu sumber melalui ua celah sempit yang terpisah 0,1 mm. jika jarak antara ua celah sempit terhaap layar 100 cm an jarak antara garis gelap pertama engan garis terang pertama aalah.95 mm,maka panjang gelombang cahaya yang igunakan aalah.(alam mm) a. 100 c. 590 e. 440 b UMPTN 199 Rayon A Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokromatik igunakan percobaan young yang ata-atanya sebagai berikut: jarak antara keua celahnya = 0,3 mm, jarak antara celah ke layar = 50 cm an jarak antara garis gelap ke- engan garis gelap ke-3 paa layar = 1 mm. Panjang gelombang sinar monokromatik aalah. a. 400 nm. 580 nm b. 480 nm e. 600 nm c. 500 nm 5. PP I 1980 UJI KOMPETENSI 3 Bila cahaya matahari mengenai suatu lapisan tipis minyak yang aa i atas permukaan air, maka warna-warna yang terlihat timbul karena. a. Difraksi. Polarisasi b. Dispresi e. Refleksi c. Interverensi 6. UMPTN 1993 Rayon B Sinar monokhromatik (panjang gelombang i uara ) yang tiba tegak lurus paa selaput tipis (tebal selaput an ineks bias untuk sinar itu n) an selaput beraa i uara,maka pemantulan sinar itu akan mengalami interferensi minimum (gelap) bila aalah. 1) /4n ) /n 3) 3 /4n 4) /n Pernyataan yang benar aalah a. 1,, an 3. 1 saja b. 1 an 3 e. 1,, 3, an 4 c. 1 an 4 7. PP I 1983 Suatu bekas sinar sejajar mengenai tegak lurus suatu celah yang lebarnya 0,4 mm. Di belakang celah iberi lensa posotif engan jarak titik api 40 cm. Garis terang pusat (ore nol) engan garis gelap pertama paa layar i biang titik api lensa berjarak 0.56 mm. Panjang gelombang aalah. a. 6,4 x 10-7 m b. 6,0 x 10-7 m c. 5, x 10-7 m. 5,6 x 10-7 m e. 0,4 x 10-7 m 8. UMPTN 1997 Rayon A Jika cahaya putih ilewatkan paa sebuah kisi ifraksi maka akan ihasilkan tiga ore pertama sprektrum paa layar. Warna spektrum pusat tersebut aalah. a. Putih. Merah an violet b. Ungu e. Hijau c. Merah 9. PP I 1980 Warna biru langit terjai karena cahaya mata hari mengalami.

11 a. Difraksi. Pemantulan b. Hamburan e. Pembiasan c. Interferensi 10. PP I 198 Seberkas sinar monokromatik engan panjang gelombang 5 x 10-7 m atang tegak lurus paa kisi. Jika sperktrum ore keua mebuat suut 30 engan garis normal paa kisi maka jumlah garis per cm kisi aalah. a. x10³ c. 5 x10³ e. 5 x10³ b. 4 x10³. x10³ 11. SIPENMARU 1988 KODE 71 Sebuah kisi yang memiliki 3000 garis tiap cm kita gunakan untuk menentukan panjang gelombang cahaya. Suut antara garis pusat an garis paa ore pertama aalah 8 (sin 8 =0,140). Dari hasil i atas,panjang gelombang cahaya itu ialah.. a.,70 x 10-8 m. 4,5 x 10-7 m b. 4,63 x 10-8 m e. *4,67 x 10-7 m c. 3,70 x 10-7 m 1. PP I 1981 Seberkas cahaya jatuh tegak lurus paa kisi yang teriri ari 5000 garis tiap cm.suut bias ore keua 30. Maka panjang gelombang cahaya yang ipakai aalah. a. 150 A c A e A b. 500 A A 13. PP I 1983 Polarisasi cahaya apat terjai akibat: 1) Refleksi ) Refraksi 3) Absorpsi selektif 4) Hamburan Pernyataan yang benar aalah a. 1,, an 3. 1 saja b. 3 e. 1,,3, an 4 c SIPENMARU 1984 Cahaya yang tiak terpolarisasi apat ijaikan cahaya terpolarisasi engan. 1) Pemantulan ) Bias kembar 3) Absorpsi selektif 4) Interferesi Pernyataan yang benar aalah. a. 1,, an 3 c. 4 e. 1,,3, an 4 b saja Jika analisator an polarisator membuat suut α, maka intensitas sinar yang iteruskan sebaning engan. a. tg²α c. cos²α e. sin α b. sin²α. tg α 16. Dua gelombang cahaya koheren berinterferensi. Di tempat-tempat terjainya sinar yang terang, bea fase keua gelombang tai aalah.. a. ½ (n + 1)π. (n + 1) π b. (n + 1)π e. ½ (n + 1)π c. (n + 1) π 17. Suatu berkas cahaya monokromatis setelah melalui sepasang celah yang sempit yang jaraknya 0,3 mm membentuk pola interferensi paa layar yang jaraknya 0,9 m ari celah tai. Bila jarak antara garis gelap keua terhaap pusat pola 3 mm, maka panjang gelombang cahaya aalah. a. 1,3 x 10-7 m. *6,7 x 10-7 m b., x 10-7 m e. 10,6 x 10-7 m c. 3,3 x 10-7 m 18. Suatu cahaya menerangi celah gana yang memiliki jarak antara celah 0,10 cm seemikian hingga terbentuk pola gelapterang paa layar yang berjarak 60 cm. Ketika pemisahan antar pola terang aalah 0,048 cm, maka panjang gelombang cahaya yang igunakan tersebut aalah..nm a. 00 c. 400 e.* 800 b Cahaya suatu sumber melalui ua celah sempit yang terpisah 0,1 mm. Jika jarak antara ua celah sempit terhaap layar 100 cm an jarak antara garis gelap pertama engan garis terang pertama aalah, 95 mm, maka panjang gelombang cahaya yang igunakan aalah mm a. 100 c. 590 e. 440 b Dua celah yang berjarak 1 mm, isinari cahaya merah engan panjang gelombang 6,5 x 10-7 m. Garis gelap terang apat iamati paa layar yang berjarak 1 m ari celah. Jarak antara garis gelap ketiga an terang kelima aalah.mm a. 0,85 c.,55 e. 4,87 b. 1,6. 3,5 15. PP I 1981

12 1. Sebuah celah gana isinari engan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar iletakkan 1,5 m ari celah. Jika jarak keua celah 0,4 mm maka jarak ua pita terang yang berekatan aalah. a. 4,0 mm c. 8,0 mm e. 9,6 mm b. 6,0 mm. 9,0 mm. Seberkas cahaya monokromatik engan panjang gelombang 500 nm tegak lurus paa kisi ifraksi. Jika kisi memiliki 400 garis tiap cm an suut eviasi sinar 30 o maka banyaknya garis terang yang terjai paa layar aalah. a. 4 c. 6 e. 51 b Sebuah kisi mempunyai konstanta kisi 4 x 10 5 m -1. Terang ore keua iifraksikan paa suut 37 o (tan 37 o = ¾ ) terhaap normal. Panjang gelombang cahaya yang igunakan aalah. a. 5,6 x 10-7 m c. 7,5 x 10-7 m e. 8,0 x 10-7 m b. 6,5 x 10-7 m. 7,8 x 10-7 m 4. Diketahui jarak ua celah ke layar 1,5 m an panjang gelombang yang igunakan 4 x 10-7 m. Jarak antara terang pusat an terang ketiga 0,6 cm. Jarak antara keua celah aalah. a. 3 x 10-5 m c. 1,5 x 10-4 m e. 3 x 10-4 m b. 4,5 x 10-5 m. x 10-4 m 5. Cahaya monokromatik ari sumber yang jauh atang paa sebuah celah tunggal yang lebarnya 3,00 nm. Jarak terang pusat ari pola ifraksi ke gelap pertama sama engan 1,80 mm. Cahaya tersebut memilik panjang gelombang. a. 30 nm c. 550 nm e. 900 nm b. 480 nm. 600 nm 6. Seberkas sinar monokromatis engan panjang gelombang A atang tegak lurus paa kisi. Jika spektrum ore keua membentuk suut eviasi 30 o, jumlah garis per cm kisi aalah. a. 000 goresan goresan b goresan e goresan c goresan 7. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus aa kisi yang teriri ari goresan tiap cm, suut eviasi ore keua aalah 30 o, panjang gelombang cahaya yang igunakan aalah Å. A..500 B C UN-009- D E Sebuah kisi ifraksi engan konstanta kisi 500 garis/cm igunakan untuk menifraksikan cahaya paa layar yang berjarak 1 m ari kisi. Jika jarak antara ua garis terang yang berurutan paa layar,4 cm, maka panjang gelombang cahaya yang igunakan aalah. A. 400 nm B. 450 nm C. 480 nm UN-011-Paket 1-38 D. 560 nm E. 600 nm 9. Seberkas sinar sejajar monokromatis engan panjang gelombang A (1 Α = m) mengenai celah sempit selebar. Agar pola ifraksi ore gelap ke- terjai paa suut 30 o, besar aalah. a., mm c. 0, mm e. 1, mm b. 1, mm., mm 30. Perhatikan gambar i bawah! Celah tunggal S selebar 0, mm isinari berkas cahaya sejajar engan λ = 500 nm (1nm=10-9 m). Pola ifraksi yang terjai itangkap paa layar yang berjarak 60 cm ari celah. Jarak antara garis gelap keua an garis terang pusat aalah. A. 3,0 mm B. 3,6 mm C. 4,8 mm UN-01-C61-7 D. 5,8 mm E. 6,0 mm 31. Diagram i bawah menggambarkan percobaan Young. Jika aalah jarak antara ua celah, L aalah jarak celah ke layar an P aalah jarak garis terang ke ari terang pusat, maka panjang gelombang cahaya yang igunakan (1Å = m) aalah. A Å B Å C Å UN D Å E Å

13 3. Seberkas sinar monokromatik engan panjang gelombang 500 nm (1n = nano = 10-9 ) atang tegak lurus paa kisi. Jika terang keempat membentuk suut eviasi 30 0, jumlah garis per cm kisi aalah. A B. 500 C. 150 UN D E Berkas cahaya engan panjang gelombang 500 nm (1n = nano = 10-9 ) atang tegak lurus paa kisi yang beraa paa jarak 80 cm ari layar. Pola interferensi yang terbentuk paa layar iukur, ternyata jarak antara ua terang berekatan aalah 10 mm. Banyaknya garis tiap cm kisi aalah. A. 500 B. 400 C. 50 UN D. 00 E Seberkas cahaya monokromatik engan panjang gelombang 5 x 10-7 m mengenai kisi yang teriri N garis/mm. Jika suut eviasi ore pertama sebesar 30 o, maka nilai N aalah. A garis/mm B. 500 garis/mm C. 100 garis/mm UN D. 50 garis/mm E. 10 garis/mm 35. Seberkas cahaya monokromatik ijatuhkan paa ua celah sempit, sehingga terjai interferensi yang apat terlihat i layar. Dari pernyataan berikut: (1) semakin ekat jarak layar ke celah semakin jauh jarak antar pita () semakin ekat jarak layar ke celah semakin ekat jarak antar pita (3) semakin jauh ari terang pusat intensitas semakin kecil (4) semakin jauh ari terang pusat intensitas semakin besar Pernyataan yang benar aalah. A. (3) an (4) D. (1) an (4) B. () an (4) E. (1) an (3) C. () an (3) UN

14 SOAL SOAL MID SEMESTER 1. Sebuah gelombang menjalar ke arah kanan engan persamaan y = 4 sin (x-t), engan y an x alam cm an t alam etik, maka: 1) Amplituonya 4 cm ) Panjang gelombangnya 1 cm 3) Frekuensi suutnya 1 ra/s 4) Laju rambatnya 1 m/s Pernyataan yang benar aalah... a. 1 an c. 1 an 3 e. an 3 b. an 4. 1, an 4. Suatu gelombang iam igambarkan sebagai berikut : S Jarak simpul pertama an ke-4 aalah 4 cm. Panjang gelombang aalah... a. 36 cm c. 15 cm e. 8 cm b. 1 cm. 18 cm 3. Gelombang berjalan ari A ke B engan amplituo 0,05 m an kecepatan merambat 0, m/s. Frekuensi getarannya 10 Hz. Saat A bergetar etik maka titik P yang berjarak 0,1 m ari A mempunyai simpangan... m a. 0,10 c. 0,05 e. 0 b. 0,05. 0,01 4. Gelombang seperti gambar i bawah ini A B C D E F 100 cm Jika jarak AF = 10 cm an frekuensi gelombang aalah 5 Hz maka laju gelombang aalah... a. 0,04 b. 0,5 c. 1. e.,5 5. Sebuah gelombang merambat ari sumber S ke kanan engan laju 8 m/s, frekuensi 16 Hz, amplituo 4 cm. Persamaan gelombang yang iberikan aalah... a. y = sin (8πt π.x) cm b. y = sin (16πt + 4π.x) cm c. y = 4sin ( t - 4π.x) cm. y = 4sin (16πt - π.x) cm e. y = 4sin (3π + 4π.x) cm 6. Seutas awai panjangnya m an massanya 10 gram i alamnya terjai perambatan gelombang secara transversal engan kecepatan 10 m/s. Tegangan awai tersebut aalah... a. 0,5 N c. 1,0 N e.,5 N b. 0,5 N.,0 N 7. Pemancar raio memancarkan gelombangnya engan aya 100 W. Perbaningan intensitas gelombang yang iterima ari jarak 10 km an jarak 0 km aalah... a. 1 : 1 c. : 1 e.4 : 1 b. 1 :. 1 : 4 8. Dua buah sumber bunyi engan taraf intensitas masing-masing β 1 = 60 B an β = 80 B. Dari ata ini apat iketahui bahwa nilai I aalah... I 1 a. 14 c. 100 e. 480 b Intensitas bunyi apat itingkatkan engan engan cara... a. Memperbesar frekuensi an amplituo b. Memperbesar frekuensi c. Memperkecil frekuensi. Memperbesar amplituo e. Memperkecil amplituo an frekuensi 10. Sepotong tali panjangnya 1 m an massanya 10 gram itegangkan engan lomabgaya 400 N, maka besarnya frekuensi ana asarnya aalah... Hz a. 400 c. 00 e. 50 b Suatu sumber bunyi bergerak engan kecepatan 0 m/s menekati seseorang yang iam. Frekuensi sumber bunyi 380 Hz, cepat rambat bunyi i uara 400 m/s. Frekuensi gelombang bunyi yang iengar orang tersebut aalah... a. 400 Hz c. 460 Hz e.480 Hz b. 40 Hz. 440 Hz 1. Suatu pipa organa terbuka menghasilkan naa atas keua engan frekuensi 1700 Hz. Cepat rambat bunyi i uara 340 m/s. Panjang pipa organa tersebut aalah... a. 0 cm c. 50 cm e. 50 cm

15 b. 5 cm. 40 cm 13. Larutan gula tebu mempunyai sifat optik aktif karena kaar gula alam larutan gula tebu itentukan melalui peristiwa... a. Dispersi c. Interferensi e.refraksi b. Polarisasi. Difraksi 14. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus paa kisi yang teriri 5000 goresan tiap cm. Panjang gelombang cahaya tersebut aalah... A a c e b Taraf intensitas satu sumber bunyi paa jarak 1 meter aalah 60 B. Jika itambah sembilan sumber bunyi ientik yang ibunyikan secara bersama-sama an kemuian iengarkan paa jarak 10 m, maka taraf intensitas total yang terengar aalah... B a. 10 c. 50 e. 500 b Gelombang bunyi yang merambat i uara merupakan gelombang... a. Beriri.Stasioner b. Berjalan e.transversal c. Longituinal 17. Untuk mengukur kealaman laut, sebuah kapal memancarkan gelombang engan kecepatan 340 m/s. Gelombang tai iterima kembali kapal setelah 0, etik. Kealaman laut tersebut aalah... a. 17 m c. 57 m e. 10 m b. 34 m. 68 m 18. Gelombang elektromagnet yang mempunyai aerah frekuensi ( ) Hz an igunakan untuk teknologi keokteran aalah... a. Gelombang raio.sinar ultraviolet b. Sinar υ e. Inframerah c. Sinar x 1. Gelombang elektromagnet merambat engan kelajuan 3 x 10 8 m/s. Jika panjang gelombang ari gelombang elektromagnetik tersebut aalah 00 nm, maka frekuensi ari gelombang tersebut aalah... a. 3 x ,5 x b. 1,5 x e. 3 x c. 3 x Komputer optik lebih unggul ibaning komputer elektronik, hal ini isebabkan paa komputer optik menggunakan sistem pemrosesan... a. Seri c. Campuran e. Analog b. Parallel. Digital 3. Seberkas cahaya monokromatik setelah melalui ua celah sempit yang berjarak 0, cm, membentuk pola interferensi paa layar yang berjarak 8 m ari celah tai. Jika paa layar terang tersebut aalah... a. 6,9 x 10-7 m. 7,8 x 10-7 m b. 7, x 10-7 m e. 8,1 x 10-7 m c. 7,5 x 10-7 m 4. Celah tunggal sebesar 0,1 mm isinari berkas cahaya sejajar engan 8000 A. Pola ifraksi yang terjai yang itangkap oleh layar paa jarak 1 meter ari celah. Jarak antara garis gelap keua ari garis terang pusat aalah... mm a. c. 16 e. 1 b Terjainya pelangi isebabkan aanya peristiwa... a. Pemantulan. Interferensi b. Pembiasan e. Dispersi c. Difraks 19. Warna yang kita lihat paa sebuah layar putih jika isinari cahaya merah an hijau secara bersamaan aalah... a. Biru c. Hitam e. Cokelat b. Putih. Kuning 0. Pembuatan gambar-garam tiap imensi engan menggunakan laser isebut... a. Holografi. Fotogram b. Fotografi e. Optografi c. Hologram

16