Soal Fisika Optik 2

Pilihan Ganda

1.      Kelompok warna cahaya yang frekuensinya dari kiri ke kanan makin besar adalah ….

         A.Merah – kuning – hijau – biru.

         B.Merah – kuning – biru – hijau.

         C.Biru – hijau – merah – kuning.

         D.Kuning – biru – hijau – merah.

         E.Hijau – kuning – merah – biru.

2.      Interferensi minimum yang dihasilkan pada percobaan Young bila gelombang cahaya beda fase ….

         A.(n – ½)λ.

         B.(n – ½) ½ λ.

         C.(n + ½) ¼ λ.

         D.(n + 1) ¼ λ.

         E.(2n – 1)λ.

3.      Percobaan lenturan cahaya pada kisi – kisi dapat diketahui bahwa penyimpangan cahaya biru lebih kecil dari pada cahaya kuning. Sedangkan penyimpangan cahaya kuning lebih kecil dari penyimpangan warna merah. Urutan panjang gelombang dari tersesar ke terkecil adalah ….

         A.Biru – kuning – merah.

         B.Kuning – merah – biru.

         C.Merah – biru – kuning.

         D.Merah – kuning – biru.

         E.Kuning – biru – merah.

4.      Dua gelombang cahaya berinterferensi ditempat – tempat terjadinya sinar terang beda fase kedua gelombang tadi sama dengan (n = 0,1,2,3,…)

         A.1/2 (2n + 1) λ.

         B. (2n + 1) λ.

         C. 2 (n + 1) λ.

         D. (n + 1) λ.

         E. 1/2 (n + 1) λ.

5.      Dengan menggunakan kisi difraksi kita ingin mempelajari suatu spektrum cahaya matahari yang mana diantara warna – warna cahaya berikut yang paling dilenturkan ….

         A.Biru.

         B.Hijau.

         C.Merah.

         D.Violet.

         E.Kuning.

6.      Seberkas sinar jatuh tegak lurus di atas permukaan minyak yang berada di atas air. Tebal lapisan minyak d, panjang gelombang sinar alfa, dan indeks bisnya n. Persamaan yang menyatakan interferensi maksimum adalah ….

         A.2nd =kλ

         B.2nd =(2k + 1)λ.

         C.nd =k λ.

         D.nd =(2k + 1)λ.

         E.nd =k λ.

7.      Pada percobaan Young dua celah sempit dengan jarak 1 mm ditempatkan sejauh 2 m dari layar. Apabila panjang gelombnag cahaya yang dipergunakan 5600 Angstrom, maka jarak garis gelap yang terdekat ke pusat pola interferensi adalah ….

         A.0,028 cm.

         B.0,28 cm.

         C.2,8 cm.

         D.0,056 cm.

         E.0,56cm.

8.      Apabila jarak kisi ke layar pada peristiwa lenturan cahaya √3 sedangkan terang orde ke empat dari pola difraksi yang dihasilkan sejauh L dan panjang gelombang cahaya yang digunakan λ, maka jarak antar celah pada kisi ….

         A.4λ

         B.8λ

         C.7λ

         D.5λ

         E.9λ

9.      Jika terjadi polarisasi pada pemantulan dalam suatu medium tembus cahaya. Manakah di antara pernyataan berikut yang benar ….

         A.Sudut antara berkas jatuh dan berkas yang dipantulkan adalah 90⁰.

         B.Sudut – sudut pantul 57⁰.

         C.Sudut antara berkas yang dipantulkan dan yang dibiaskan adalah 90⁰.

         D.Sinus sudut sinar jatuh sama dengan kebalikan dari indeks bias.

         E.Sudut – sudut pantul adalah 67⁰.

10.  Cahaya merupakan gelombang transversal, hal ini dibuktikan berdasarkan percobaan yang menunjukkan adanya ….

         A.Difraksi.

         B.Polarisasi.

         C.Interferensi.

         D.Refraksi.

         E.Polarimeter.

11.   Warna biru langit terjadi karena cahaya matahari mengalami ….

         A.Difraksi.

         B.Hamburan.

         C.Pemantulan.

         D.Interferensi.

         E.Polarisasi.

12. Seberkas cahaya monokromatis setelah melalui sepasang celah sempit yang jaraknya 3 mm membentu pola interferensi pada layar yang berjarak 0,9 m dari celah. Bila jarak antara garis gelap kedua dari pusat 3 mm, maka panjang gelombang cahaya itu ….

         A.1,3 x 10^-7 m.

         B.3,3 x 10^-7 m.

         C.6,7 x 10^-7 m.

         D.2,2 x 10^-7 m.

         E.1,0 x 10^-7 m.

13.  Prisma dengan sudut pembias 10⁰ dan indeks bias 1,5 akan memiliki sudut deviasi minimum sebesar ….

         A.5⁰.

         B.6⁰.

         C.7⁰.

         D.8⁰.

         E.9⁰.

14.   Warna – warna yang tampak pada gelembung sabun menunjukkan gejala ….

         A.Difraksi.

         B.Interferensi.

         C.Refleksi.

         D.Refraksi.

         E.Polarisasi.

15.   Bila cahaya matahari mengenai suatu lapisan minyak yang ada di atas permukaan air, maka warna – warna yang timbul karena ….

         A.Difraksi.

         B.Polarisasi.

         C.Refraksi.

         D.Dispersi.

         E.Interferensi.

SOAL URAIAN

1.    Sebuah prismayang tampak pada indeks biasnya 1,55. Berapakah sudut deviasi yang dialami oleh sinar datang ?

2.   Indeks bias untuk jenis kaca tertentu adalah 1,640 untuk sinar biru dan 1,605 untuk sinar merah. Bila seberkas cahaya putih memasuki keping kaca dengan sudut datang 40⁰. Berapakah sudut di dalam kaca antara bagian warna biru dan merah dari berkas cahaya yang dibiaskan ?

3.   Dua buah celah sejajar yang berjarak 0,60 mm satu sama lain diterangi oleh suatu berkas cahaya l= 50 nm, cahaya yang didifraksikan dengan sudut q akan saling memperkuat ketiga nilai terkecil untuk q adalah ….

4.  Gambar di bawah menunjukkan dua keping kaca yang bersentuhan pada satu sisi dan di pisahkanoleh penyangga tipis pada sisi yang lain. Dilihat dari arah tegak lurus di bawah penyinaran cahaya,  cahaya = 589 nm tampak lima jalur gelap (D) dari sisi ke sisi yang lain. Berapakah tebalnya penyangga itu ?

5.   Celah tunggal sebesar 0,14 mm disinari cahaya putih dan pada layar terletak 2 m dari celah dapat diamati berbagai jalur terang dan gelap hasil difraksi. Kalau jarak antara pita gelap kedua dan pita jarak terang utama adalah 16 mm, Berapakah panjang gelombang cahaya itu ?

6.   Cahaya hijau dijatuhkan pada sisi secara tegak lurus, dan ternyata bahwa bayangan orde kedua didifraksikan pada sudut 32⁰ dari arah normal. Ada berapa garis tergores pada kisi itu setiap sentimeternya ?

7.   Tentukan perbandingan dua garis spektrum, jika diketahui bahwa bayangan orde ke-2 garis yang satu berimpit dengan bayangan orde ke-3 garis yang lain pada difraksi kisi yang sama !

8.   Berkas cahaya sejajar yang terpolarisasi linear dan panjang gelombangnya 589 nm dalam vakum jatuh di atas kristal kalsit. Tentukanlah panjang gelombang cahaya biasa dan cahaya luar biasa di dalam kristal itu ? 

9.   Seberkas sinar yang masuk merupakan campuran dari cahaya yang terpolarisasi sembarang. Bila sinar tersebut dikirim melalui selembar polaroid maka di dapatkan bahwa intensitas yang ditransimisikan dapat diubah oleh suatu faktor. Tentukanlah perbandingan cahaya terpolarisasi bidang dan yang terpolarisasi sembarang !

10.   Perhatikan gambar berikut. Tentukanlah besarnya d, yaitu jarak tegak lurus di antara sinar a dan sinar b, yang keluar dari kristal. Bagaimanakah keadaan polarisasi dari sinar – sinar tersebut ?

11.   Garis terang ke-2 pada difraksi celah tunggal terletak 1,4 mm dari pusat terang. Layar terletak pada 80 cm dari celah yang lebarnya 0,8 mm. Hitunglah panjang gelombang cahaya putih yang digunakan !

12.   Cahaya yang panjang gelombang 587,5 nm dijatuhkan pada celah yang lebarnya 0,75 mm. Pada jarak berapa dari celah layar harus ditempatkan jika minimum pertama berada 0,85 cm dari pusat terang ?

13.   Kisi dengan lebar 4 cm disinari dengan cahaya monokromatik yang panjang gelombangnya 577 nm. Garis maksimum orde ke-2 terbentuk pada sudut 41,25⁰. Berapakah banyaknya garis pada kisi ?

14.   Cahaya monokromatik dijatuhkan pada kisi yang lebarnya 75 mm dan terdiri atas 50.000 garis. Garis sinar diharapkan membentuk sudut 32,5⁰ pada spektrum oede ke-2. Hitunglah panjang gelombang cahaya datang !

15.   Gelombang datar dari cahaya monokromatik yang mempunyai λ = 600 nm datang tegak lurus kisi bidang 500 garis/cm. Berapakah besar sudut deviasi pertama, kedua, dan ketiga ?

16.   Kisi bidang mempunyai 4000 garis/cm. Hitunglah sudut pemisah garis sinar pada spektrum kedua dari atom hidrogen yang panjang gelombangnya 625 nm dan 410 nm.

17.   (a) Hitunglah panjang gelombang cahaya yang dideviasikan dalam tingkat pertama yang melalui sudut 20⁰ dalam kisi yang mempunyai 6000 garis/cm.

         (b) Berapa derajat tingkat deviasi yang keduanya ?

18.   Suatu kisi bidang mempunyai jumlah goresan 500/cm. Padanya dijatuhkan sinar monokromatik tegak lurus kisi sehingga terbentuk spektrum warna pada layar yang jaraknya 2 m dari kisi jika diketahui λ merah = 8000 Angstrom dan λ ungu = 4000 Angstrom, tentukan :

(a)    Lebar spektrum orde pertama.

(b)   Jarak spektrum orde pertama dan orde kedua !

19.   Sebuah celah 0,1 mm disinari berkas cahaya dengan panjang gelombang 6000 Angstrom, jarak celah ke layar 0,4 m sehingga pada layar terbentuk pola interferensi. Jika diketahui jarak garis gelap ketiga dari pusat terang adalah 7,2 mm, orde ke berapa garis gelap tersebut ?

20.   Pola difraksi yang dibentuk oleh celah tunggal pada sudut deviasi 30⁰ adalah maksimum orde kedua, pola ini terlihat jelas dalam layar yang berjarak 1 m dari celah. Jika panjang gelombang cahaya yang digunakan 4000 Angstrom berapakah lebar celah pada kasus ini ?

21.   Cahaya dipantulkan dari permukaan batu halus, sinar pantul semua mengalami poalrisasi. Tentukan sudut sinar cahaya jika n_es = 1,309 !

22.   Sebuah polarisator disebut sempurna bila meneruskan semua sinar yang terpolarisasi menurut sumbu polarisator. Berapa persenkah banyaknya energi cahaya yang diteruskan oleh polarisator pada polarisasi sempurna bila yang masuk polarisator itu cahaya biasa ?

23.   Sebuah sinar terpolarisasi melalui sehingga arah getarnya membuat sudut dengan sumbu polarisator. Bila amplitudo getarannya A, berapakah amplitudo yang diteruskan dan diserap oleh analisator ?

24.   (a) Berapakah sudut polarisasi kaca kerona n = 1,517 ?

         (b) Berapakah sudut polarisasi kaca flinta n = 1,656 ?

         (c) Berapakah indeks bias kaca turmalin bila sudut polarisasinya 57⁰?

         (d) Sudut kritis cahaya dalam suatu medium adalah 45⁰. Berapakah sudut polarisasinya ?

25.   Seberkas cahaya yang jatuh di atas cairan yang indek biasnya 1,4 sehingga sinar yang terpantul terporisasi seluruhnya. Tentukanlah sudut bias berkas tersebut !

26.   Berapakah besar sudut yang harus oleh matahari di atas horisontal supaya cahaya memantul dipermukaan air terpolarisasi seluruhnya ?

27.   Seberkas cahaya alamiah yang sejajar jatuh dengan sudut 58⁰ pada permukaan kaca datar. Berkas yang memantul terpolarisasi linear seluruhnya (a) Berapakah besar sudut bias sinar yang diteruskan? (b) Berapakah indek bias kaca ?

28.   Sudut putaran jenis larutan (α) adalah sudut pemutaran bidang polarisasi oleh sebuah tabung yang panjangnya 10 cm yang berisi larutan gula jenuh. Berapakah konsentrasi larutan di dalam tabung sakarimeter yang panjangnya 20 cm yang memutar bidang polarisasi sinar natrium ?

29.   Sebuah sakarimeter mempunyai panjang tabung 25 cm yang berisi larutan gula pasir. Bila digunakan sinar natrium pemutaran bidang polarisasinya 20⁰. Berapakah konsentrasi larutan itu ?

30.   Berkas cahaya sejajar yang terpolarisasi jatuh pada suatu kristal. Tentukanlah panjang gelombang sinar cahaya biasa dan cahaya luar biasa bila panjang gelombang berkas cahaya yang masuk 589 nm ? 

31.   Sebuah prisma indeks biasnya 1,55. Berapakah sudut deviasi prisma yang dialami oleh sinar datang, jika i = 30⁰ !

32.   Apabila kita hendak menggabungkan prisma kerona dengan sudut pembias 15⁰ dengan sebuah prisma flinta sehingga menjadi prisma gabungan yang akromatik (a) Berapakah besarnya sudut pembias prisma flinta ? (b) Berapakah deviasi prisma gabungannya ?

33.   Tentukan frekuensi sinar merah dan biru yang berasal dari atom hidrogen bila panjang gelombangnya diudara untuk sinar merah 6563 Angstrom dan sinar biru 4862 Agnstrom!

34.   Cepat rambat cahaya di udara adalah 3 x 10⁸ m/s, berapakah cepat rambat cahaya di dalam air yang indek biasnya 1,333 ? Jika n_es = 1,31, berapakah kecepatan rambat cahaya di dalam es? Kesimpulannya apa yang Anda dapatkan !

35.   Sebuah lensa positif mempunyai jarak titik api 25 cm untuk sinar merah. Tentukanlah jarak titik api untuk sinar violet !

36.   Dua buah pelat kaca yang dilapisi logam dipisahkan oleh udara setebal d, seberkas cahaya dijatuhkan pada permukaan kaca sehingga dipantulkan oleh cermin logam oleh kedua perambatan tersebut. Tentukanlah tiga pantulan terkecil agar sinar 1 dan 2 saling memperkuat !

37.   Berapakah tebal selaput air sabun supaya jika selaput itu disinari cahaya putih secara tegak lurus akan tampak kemerah – merahan karena pengaruh interferensi ?

38.   Untuk menetukan panjang gelombang sinar merah dilakukan percobaan cermin fresnel. Jarak antara kedua sumber cahaya satu sama lain 0,3 mm. Jarak tegak lurus antara kedua sumber cahaya sampai layar 1,5 m. Bila jarak antara garis terang pusat yang tertangkap pada layar dengan garis terang pertama di sebelah – menyebelah adalah 3,5 mm. Berapakah panjang elombang sinar tersebut ?

39.   Berkas sinar kuning sejajar λ= 6000 Angstrom) dijatuhkan tegak lurus permukaan lensa plan-konvek yang terletak dengan permukaan cembungnya. Jari – jari kelengkungan lensa 40 cm. Tentukanlah jari – jari lingkaran gelap yang ke-40 pada pemantulan susunan tersebut !

40.   Sebuah kisi mempunyai 10.000 goresan/cm. Pada kisi tersebut dijatuhkan seberkas cahaya putih tegak lurus pada kisi. Tentukan besarnya sudut bias sinar yang didifraksikan jika panjang gelombang sinar difraksikan 486 x 10^-9 m !