Soal dan Pembahasan Optik Fisis 01

Soal Optik Fisis

1.    Hitung berapa sudut polarisasi cahaya pada kaca dengan n = 1,5 Jika kaca berada di udara!

A.   30,9

B.   56,31

C.   44,1

D.   29,0

E.   60,44

Pembahasan :

tg i =

tg i =

tg i = 1,5

i = 56,31 

jawaban : B.

2.    Jarak terang tingkat 3 pada percobaan Fresnel yang tertangkap di layar sebesar 70 mm. Hitung jarak gelap tingkat 5!

A.   95 mm

B.   120 mm

C.   115 mm

D.   85 mm

E.   105 mm

Pembahasan :

P_t3 : P_g5 = k_t3 : (k_g5 - ½)

70 : P_g5 = 3 : (5 – ½)

70 : P_g4 = 3 : 4,5

P_g4 =

= 105 mm

Jawaban : E.

3.    Sebuah celah tunggal ketika disinari cahaya mengakibatkan difraksi maksimum tingkat 5 pada sudut 30. Hitung panjang gelombang cahaya yang digunakan jika jarak celah 3 mm!

A.   7,1. 10^-3 m

B.   3,0. 10^-3 m

C.   0,92. 10^-3 m

D.   1,55. 10^-3 m

E.   0,33. 10^-3 m

Pembahasan :

(k – ½)  = d sin

(5 – 1/2)  = 3.10^-3 sin 30

  =

 0,33. 10^-3 m

4.    Susunan prisma akromatik terdiri dari prisma flinta dan prisma krona. Indeks bias cahaya kuning dan merah pada prisma flinta masing – masing 1,7534 dan 1,7529. Indeks bias cahaya kuning dan merah pada prisma krona masing – masing 1,6892 dan 1,6887. Hitung sudut pembias krona jika sudut pembias prisma flinta 30 !

A.   67

B.   77

C.   65

D.   45

E.   30

Pembahasan :

(n_kuning – n_merah) β flinta = (n_kuning – n_merah) β krona

(1,7534 – 1,7529) 30 = ( 1,6892 – 1,6887) β krona

0,0005 . 30 = 0,0005 . β krona

β krona =

β krona = 30

jawaban : E.

5.    Sebuah kisi difraksi memiliki 5000 garis/cm. Ketika kisi disinari cahaya pada layar terjadi difraksi maksimum orde 2 dan terlihat pada sudut 90. Hitung panjang gelombang yang digunakan!

A.   3.10^-6 m

B.   10^-8 m

C.   10^-6 m

D.   4.10^-5 m

E.   10^-4 m

Pembahasan :

X = 5000 garis/cm

= 5. m

  = 

=

= 10^-6 m

Jawaban : C

6.    Indeks bias cahaya kuning pada sebuah prisma adalah 1,862. Hitung sudut deviasi cahaya itu jika prisma berada dalam fluida dengan indeks bias 1,35! (

A.   12,9

B.   11,38

C.   10,5

D.   8,2

E.   5,33

Pembahasan :

             = β ( )

            =  30 (  - 1)

            =  30 (0,37926)

            = 11,38

            Jawaban : B.

7.    Cahaya ungu panjang gelombang 9000 A disinarkan pada kisi. Difraksi maksimum tingkat 3 terlihat pada sudut 37 . Hitung jumlah kisi yang digunakan!

A.    garis/ meter

B.    garis/ meter

C.    garis/ meter

D.    garis/ meter

E.    garis/ meter

Pembahasan :

 = 9000 A =  m

 =

 garis/ meter

8.    Seberkas cahaya merah dan biru dengan indeks 1,334 dan 1,325 memasuki sebuah prisma. Jika sudut pembias prisma adalah 45, hitung sudut disversi kedua cahaya tersebut!

A.   0,405

B.   0,199

C.   1,147

D.   2,022

E.   2,109

Pembahasan :

 = (n_merah – n_biru) β

= (1,334 – 1,325) 45

= 0,009 . 45

= 0,405

Jawaban : A.

9.    Seberkas cahaya panjang gelombangnya 7000 A digunakan pada percobaan Young. Ternyata pada layar terjadi interferensi terang tingkat 4 dan jaraknya 30 mm. Hitung jarak terang orde yang sama jika percobaan dilakukan di dalam air (n= 4/3)

A.   30,4 mm

B.   10 mm

C.   22,5 mm

D.   19,5 mm

E.   20 mm

Pembahasan :

P_tF =

=

= 22,5 mm

Jawaban : C

10. Pada percobaan Young digunakan cahaya dengan panjang gelombang 4000 A dan dua buah celah ganda jaraknya 60 mm. Celah ganda pada percobaan pertama  diganti kemudian disinari cahaya dengan panjang gelombang 9000 A. Hitung berapakah jarak celah ganda yang kedua supaya jarak inteferensi kedua sama dengan hasil interferensi pertama.

A.   100 mm

B.   135 mm

C.   120 mm

D.   141 mm

E.   167 mm

Pembahasan :

 =

 =

d_{2 =}

d₂ = 135 mm

jawaban : B

11. Dua belah celah disinari cahaya koheren dengan panjang gelombang 270 nm. Jarak terang tingkat 4 yang tertangkap di layar 7 mm. Hitung panjang gelombang cahaya yang harus digunakan sekarang supaya di layar terjadi interferensi tingkat yang sama tetapi jarak ke pusat interferensi menjadi 4 mm.

A.   154,3 nm

B.   190,5 nm

C.   120,8 nm

D.   163,0 nm

E.   172,2 nm

Pembahasan :

Karena variabel yang berubah hanya panjang gelombang dan jarak terang, maka :

P₁ : P₂ =  :

7 : 4 = 270 :

 

12. Dua buah celah terpisah sejauh 5 mm dan terletak pada jarak 90 cm dari layar. Jika kedua celah disinari cahaya dengan panjang gelombang 5000 A, hitung jarak gelap tingkat 2 ke pusat interferensi!

A.   13,5.10^-4 m

B.   5,2.10^-4 m

C.   6,20.10^-4 m

D.   1,35.10^-4 m

E.   3,99.10^-4 m

Pembahasan :

= (k – ½)

P_g  =

=

= 1,35.10^-4 m

Jawaban : D

13. Jarak terang tingkat 6 pada percobaan Fresnel yang tertangkap di layar sebesar 65 mm. Hitung jarak gelap tingkat 4!

A.   40,5 mm

B.   29,3 mm

C.   37,9 mm

D.   12,3 mm

E.   31,1 mm

Pembahasan :

P_t6 : P_g4 = k_t6 : (k_g4 - ½)

65 : P_g4 = 6 : (4 – ½)

65 : P_g4 = 6 : 3,5

P_g4 =

= 37,9 mm

Jawaban : C.

14. Susunan prisma akromatik terdiri dari prisma kwarsa dan prisma krona. Indeks bias cahaya ungu dan biru pada prisma kuarsa masing – masing 1,999 dan 1,993. Indeks bias cahaya ungu dan biru pada prisma krona masing – masing 1,779 dan 1,775. Hitung sudut pembias krona jika sudut pembias prisma kwarsa 45 !

F.    67,5

G.   77,5

H.   65

I.      45

J.    70

Pembahasan :

(n_ungu – n_biru) β kwarsa = (n_ungu – n_biru) β krona

(1,999 – 1,993) 45 = ( 1,779 – 1,775) β krona

0,006 . 45 = 0,004 . β krona

β krona =

β krona = 67,5

jawaban : A.

15.  Seberkas cahaya ungu memasuki prisma pandang lurus yang terdiri dari prisma krona (β krona = 90) dan prisma flinta. Indeks bias cahaya ungu pada prisma krona dan flinta adalah 1,6467 dan 1,6296. Hitung sudut pembias prisma flinta!

A.    77,2

B.    92,4

C.   24.5

D.   44,8

E.    60,9

Pembahasan :

(n_ungu – 1₎ β flinta = (n_ungu – 1₎ β krona

(1,6296 - 1) β flinta = (1,6467 - 1) 90

0,6296 . β flinta = 0,6467 . 90

β krona =

β krona = 92,4

jawaban : B.

16. Sebuah kisi difraksi memiliki 4000 garis/cm. Ketika kisi disinari cahaya pada layar terjadi difraksi maksimum orde 2 dan terlihat pada sudut 30. Hitung panjang gelombang yang digunakan!

A.   6,25.10^-7 m

B.   8,55.10^-7 m

C.   2,25.10^-7 m

D.   6,75.10^-7 m

E.   1,95.10^-7 m

Pembahasan :

X = 4000 garis/cm

= 4. m

  = 

=

= 0,0625.10^-5 m

= 6,25.10^-7 m

Jawaban : A

17. Seberkas cahaya biru memasuki medium polarisator dengan indek biasnya 1,35. Hitung sudut datang cahaya supaya mengalami polarisasi!

A.   63,41

B.   59,97

C.   45,22

D.   53,47

E.   65,12

Pembahasan :

tg i =

tg i =

tg i = 1,35

i = 53,47 

jawaban : D.

18. Indeks bias cahaya merah pada sebuah prisma adalah 1,235. Hitung sudut deviasi cahaya itu jika prisma berada dalam fluida dengan indeks bias 1,15! (

A.   2,9

B.   5,04

C.   10,5

D.   8,2

E.   3,33

Pembahasan :

             = β ( )

            =  45 (  - 1)

            = 45 (0,07391)

            = 3,33

            Jawaban : E.

19. Seberkas cahaya ungu dan kuning dengan indeks 1,894 dan 1,925 memasuki sebuah prisma. Jika sudut pembias prisma adalah 37, hitung sudut disversi kedua cahaya tersebut!

A.   4,07

B.   3,119

C.   1,147

D.   5,022

E.   2,109

Pembahasan :

 = (n_kuning – n_ungu) β

 1,894) 37

= 0,031 . 37

= 1,147

Jawaban : C

20. Seberkas cahaya biru ketika memasuki sebuah prisma dengan indeks bias 1,4357. Jika sudut pembias prisma adalah 53. Hitung sudut deviasi cahaya biru tersebut!

A.   33,89

B.   27,55

C.   40,09

D.   23,09

E.   30,23

Pembahasan :

 = β (n – 1)

= 53. 0,4357

= 23,09

Jawaban : D