Fisika Sesi 11.indd

11
M
TO ATER
P L ID
EV AN
EL LAT
- X IH
II S AN
MA UJ
IAN
FISIKA
NA
SIO
NA
SET 11
CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG
A.
Interferensi Young
Terjadi akibat perbedaan lintasan gelombang cahaya yang tiba pada suatu titik dengan
syarat kedua gelombang tersebut koheren (beda fase tetap).
T2
Terang ke-1
Gelap ke-1
Terang pusat
S1
d
P1 (terang)
S2
L
a.
Terjadi Terang (Konstruktif, Interferensi Maksimum)
dP
∆S = d sinθ =
= mλ
L
m = 0, 1, 2, 3, 4 (pola ke-m)
P = Jarak pola dari terang nol
1
L(
UN
)
b.
Terjadi Gelap (Destruktif, Interferensi Minimum)
∆S = d sinθ =
1
dP 
= m − λ
2
L 
CONTOH SOAL
1.
Dua celah yang berjarak 1 mm, disinari cahaya dengan panjang gelombang 6.000 Ǻ. Jika
jarak celah ke layar 1 m, maka jarak antara gelap ke-3 dan terang ke-5 adalah . . . .
A. 1,8 mm
B. 1,7 mm
C. 1,6 mm
D. 1,5 mm
E. 1,4 mm
Pembahasan:
∆P = P5 ( terang ) − P3 ( gelap )
=
=
5 Lλ
2 d
-7
5 1( 6 × 10 )
2 1 × 10-3
= 1,5 mm
Jawaban: D
2.
Dua celah yang berjarak 3 × 10-5 m, disinari cahaya monokromatis dengan panjang
gelombang 6.000 Ǻ membentuk pola interferensi pada layar jaraknya 2 meter dari celah
4

tersebut. Jika percobaan dilakukan dalam air  n =  , maka jarak antara dua garis terang
3

yang berurutan adalah . . . .
A. 0,01 m
B. 0,02 m
C. 0,03 m
D. 0,04 m
E. 0,05 m
Pembahasan:
Diketahui: d = 3 × 10-5 m
λ1 = 6.000 Ǻ = 6 × 10-7 m
L=2m
2
4
n=
3
∆P = . . . ?
Jawab:
λ1 n1
=
λ2 n2
Lλ2
d
2 × 4,5 × 10-7
=
3 × 10-5
∆P =
4
6 × 10-7
= 3
1
λ2
= 3 × 10-2
= 0, 03m
λ2 = 4,5 × 10-7 m
Jawaban: C
3.
Cahaya tampak memancar dalam dua macam panjang gelombang λ1 = 430 nm dan λ2 =
510 nm digunakan dalam celah ganda dengan jarak antarcelah 0,02 mm serta jarak celah
ke layar 1 meter. Jarak antara kedua cahaya pada pita terang ke-4 adalah . . . . (dalam cm)
Pembahasan:
Diketahui:
λ1 = 430nm 
-6
 ∆λ = 80nm = 8 × 10 cm
λ2 = 510nm
d = 0,02 mm = 2 × 10-3 cm
L = 1 m = 100 cm
m = 4 (terang ke-4)
∆P = ...?
Jawab:
∆P =
mL × ∆λ 4 × 100 × 8 × 10-6
=
d
2 × 10-3
= 16 × 10-1
= 1, 6 cm
LATIHAN SOAL
1.
Pada interferensi Young, jika jarak antara kedua celahnya dijadikan setengah kali semula,
maka jarak antara dua garis terang yang berurutan . . . semula.
3
B.
Difraksi/Lenturan Pada Kisi
Difraksi adalah peristiwa terjadinya terang dan gelap pada layar karena pembelokan Arah
Rambat Cahaya pada celah sempit:
d=
1
N
θ = sudut deviasi
d = jarak antar celah kisi
N = banyak garis per satuan panjang
Lensa
θ
P
Kisi
Layar
a.
Syarat Terjadinya Terang
d sin θ = mλ atau
m = 0, 1, 2, 3, . . .
b.
dP
= mλ
L
Terjadi Gelap
1
dP 
1

= m − λ
d sin θ =  m −  λ atau
2
L 
2

m = 1, 2, 3, . . .
CONTOH SOAL
1.
4
Sebuah kisi yang memiliki 4.000 garis tiap centimeter digunakan untuk menentukan
panjang gelombang cahaya. Jika sudut antara garis pusat dan garis pada orde pertama
adalah 10° (sin 10° = 0,17). Dari hasil pengamatan, panjang gelombang cahaya itu adalah
....
Pembahasan:
Diketahui: N = 4.000 garis/cm
1
1
d= =
cm = 0,25 × 10 -3 m = 25 × 10 -5 m
N 4000
m = 1 (terang)
θ = 10°
λ=...?
Jawab:
d sinθ = mλ
λ=
d sinθ 25 × 10-5 × 0,17
=
1
m
= 4,25 × 10 -5 m
LATIHAN SOAL
1.
Cahaya polikromatik jatuh tegak lurus pada kisi yang memiliki konstanta 2.000 garis per
centimeter. Jika jarak kisi-layar 1,5 meter, maka jarak garis terang ke-2 berkas sinar biru
adalah . . . . (dalam cm)
A. 7,6
B. 8,6
C. 9,6
D. 10,6
E. 11,6
2.
Suatu berkas sinar sejajar mengenai tegak lurus suatu kisi yang lebarnya 4 mm. Di
belakang celah diberi lensa positif, dengan fokus 40 cm. Garis terang pusat dengan garis
gelap pertama berjarak 0,56 mm. Panjang gelombang sinar tersebut . . . .
A. 1,12 × 10-5 m
B. 1,5 × 10-5 m
C. 1,65 × 10-5 m
D. 1,7 × 10-5 m
E. 1,8 × 10-5 m
3.
Cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 6.000 Ǻ mengenai kisi yang terdiri
atas 1.000 garis/cm. Garis terang orde pertama diamati terjadi pada sudut 15°. Apabila kisi
tersebut diganti dengan kisi yang terdiri atas 750 garis/cm, maka pada sudut 15° tersebut
akan diamati keadaan/pola . . . .
5
6