optika

SOAL – SOAL TERPILIH 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sebuah prisma mempunyai indeks
bias 1,5 dan sudut pembiasnya 600.
Apabila pada prisma itu dijatuhkan
seberkas cahaya monokromatik
pada salah satu sisi prisma dengan
sudut datang 300. Hitunglah besar
sudut deviasi minimumnya ?
Sudut pembias prisma yang
berindeks bias 1,58 adalah 450,
prisma ini diletakkan dalam air n =
4/3. Seberkas sinar datang padanya
dengan sudut 300. Berapakah sudut
deviasi minimumnya ?
Prisma kaca kerona mempunyai
indek bias 1,5 dan sudut pembias
100, jika pada prisma ini dijatuhkan
seberkas sinar maka akan terjadi
sudut deviasi minimum. Berapakah
besarnya deviasi minimum yang
terjadi ?
Berkas prisma berada diudara
dengan sudut pembias 450, bila sinar
dijatuhkan padanya sinar itu akan
mengalami deviasi minimum 150.
Tentukan indeks bias prisma !
Berkas
cahaya
polikromatik
dijatuhkan pada prisma yang
memiliki sudut pembias 100.
Berapakah besar sudut dispersi yang
terjadi jika sinar merah dan ungu
berturut – turut mempunyai indeks
bias 1,6 dan 1,62 ?
Prisma akromatis terdiri dari dua
prisma, prisma 1 terbuat dari kaca
flinta dan prisma 2 mempunyai
sudut puncak 80, sehingga warna
merah dan biru tidak mengalami
dispersi. Indeks bias, kaca flinta
berturut – turut n1m = 1,644 dan n1b
= 1,664. Indeks bias kaca kerona
untuk warna merah dan biru n2m =
1,514 dan n2b = 1,523. Tentukanlah
sudut puncak prisma kaca flinta !
7.
Prisma kaca kerona dan flinta
membentuk
susunan
prisma
berdeviasi nol untuk warna kuning.
Sudut puncak prisma kerna 100,
Indeks bias kaca kerona dan flinta
untuk warna kuning adalah 1,520
dan 1,650. Berapkah sudut puncak
prisma kaca flinta ?
8. Pelangi disebabkan oleh sinar
matahari yang lewat melalui butir –
butir air yang berbentuk lingkaran
dengan lintasan seperti ditunjukkan
pada gambar berikut :
(I) Jelaskan bagaimana pembelokan
sinar pada A dan C ?
(II) Jelaskan apa yang terjadi
sehingga butir – butir air
menghasilkan warna pelangi ?
9. Seberkas cahaya sejajar mengenai
prisma seperti diperlihatkan dalam
gambar. Berkas cahaya itu sebagian
dipantulkan oleh sisi – sisi prisma.
Perlihatkanlah bahwa besar sudut
sama dengan dua kali sudut prisma
A?
10. Prisma pada gambar indeks biasnya
1,414 dan sudut A = 300. Dua sinar
sejajar M dan N memasuki prisma.
Berapakah sudut antara keduanya
setelah keluar dari prisma ?
SOAL – SOAL TERPILIH 2
1.
2.
3.
Apakah gejala interferensi juga
terjadi pada gelombang bunyi ?
jelaskan !
Dalam percobaan interfrensi apakah
yang akan terjadi pada lebar celah
diperbesar sedikit lebih sedikit ?
Rancanglah sebuah susunan celah
ganda yang akan menghasilkan garis
– garis interfrensi yang terpisah 1-
4.
5.
6.
7.
8.
10 m pada layar yang jauh lebih
besar. Anggaplah cahaya yang
digunakan adalah cahaya natrium,
( = 589 nm). Berapakah lebar
pemisah celah yang diperlukan ?
Cahaya natrium jatuh pada celah
ganda yang berjarak d = 2nm jarak
celah layar 4 cm, berapa persenkah
kesalahan yang terjadi pada letak
garis terang ke sepuluh ?
Dalam
percobaan
interferensi
Young dengan tangki riak jarak
kedua sumber getar koheren adalah
12 cm dan jarak antara dua
maksimum pada kedudukan 2 m
dari layar adalah 18 cm. Tentukan
frekuensi sumber getar jika laju
gelombangnya 25 cm/s !
Dua belah celah sempit satu sama
lain berjarak 0,2 celah tersebut
disinari dengan cahaya putih secara
tegak lurus sehingga terjadi pola –
ola interferensi maksimum ketiga
terjadi 7,5 mm dari pusat terang.
Berapakah panjang gelombang yang
digunakan bila jarak layar celah 1
mm ?
Cahaya dengan panjang gelombang
5 x 10-7 m dijatuhkan tegak lurus
pada dua belah celah yang berjarak
pisahnya 10-1 mm, pola interferensi
yang ditangkap oleh layar yang
berjarak 1 m. Tentukanlah :
(a) Jarak garis tengah pertama dari
pusat terang.
(b) Jarak
dua garis tengah
berturutan.
Sinar monokromatik dilewatkan
pada celah yang satu sama yang lain
berjarak 0,2 mm. Pola interferensi
yang terjadi pada layar didapatkan
garis kedua berjarak 3 mm dari
pusat.
Berapakah
panjang
gelombang cahaya yang digunakan
bila jarak layar dan celah 100 cm ?
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Celah tunggal selebar 0,1 mm
disinari cahaya sejajar yang panjang
gelombang 6000 A. Pola difraksi
yang terjadi ditangkap layar pada
jarak 0,4 m. Tentukanlah jarak
antara garis gelap ketiga dari pusat
terang !
Percobaan yang dilaukan dengan
cahaya natrium ( = 589 nm) pola
interferensi yang terjadi pada layar
yang berjarak 1 m dari celah diukur
dengan sangat teliti, dan ternyata
garis terang kedua puluh berada
11,78 cm dari pusat terang.
Berapakah jarak dari kedua celah ?
Berapakah tebal minimum selaput
yang mempunyai indeks bias 1,4
dimana interferensi destruktif terjadi
pada saat cahaya violet ( = 400
nm) dari berkas cahaya putih yang
dipantulkan. Warna apakah yang
tersisa dari berkas cahaya itu ?
Sinar sejajar dari cahaya hijau  =
546 nm menembus celah yang lebar
0,437 mm menutupi senuah lensa
yang panjang fokusnya 40 cm. Pada
bidang fokus lensa berapakah jarak
fokusnya dari pusat maksimum ke
minimum pertama ?
Dua celah berjarak 0,3 mm dan
berada pada jarak 50 cm dari layar,
Berapakah jarak antara garis gelap
yang kedua dan tiga dari pola
interferensi jika celah diterangi
dengan cahaya yang panjang
gelombangnya 6000 nm ?
Dalam susunan celah ganda salah
satu celah ditutup oleh keping
cahaya tipis berindeks bias 1,4 dan
yang lain oleh keping kaca
berindeks
bias
1,7.
Tempat
maksimum pusat sebelum ditutup
sekarang oleh garis terang yang
sebelumnya
merupakan
garis
teranga kelima. Anggap ( = 480
nm) dan tebal kedua keping kaca
sama, yaitu t. Tentukan ketebalan
keping !
15. Garis – garis interferensi natrium 
= 589 yang dihasilkan oleh celah
ganda 0,20. Berapakah pemisahan
sudut garis terang interferensi itu
bila seluruh susunan dicelupkan
kedalam air ?
7.
8.
SOAL – SOAL TERPILIH 3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
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 !
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 ?
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 ?
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 !
Gelombang datar dari cahaya
monokromatik yang mempunyai  =
600 nm datang tegak lurus kisi
bidang 500 garis/cm. Berapakah
besar sudut deviasi pertama, kedua,
dan ketiga ?
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.
(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 ?
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
0
 merah = 8000 A dan  ungu =
0
9.
4000 A , tentukan :
(a) Lebar spektrum orde pertama.
(b) Jarak spektrum orde pertama
dan orde kedua !
Sebuah celah 0,1 mm disinari berkas
cahaya dengan panjang gelombang
0
6000 A , 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 ?
10. 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
0
digunakan 4000 A berapakah lebar
celah pada kasus ini ?
SOAL – SOAL TERPILIH 4
1.
Cahaya dipantulkan dari permukaan
batu halus, sinar pantul semua
mengalami poalrisasi. Tentukan
sudut sinar cahaya jika nes = 1,309 !
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
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 ?
Sebuah sinar terpolarisasi melalui
sehingga arah getarnya membuat
sudut dengan sumbu polarisator.
Bila amplitudo getarannya A,
berapakah
amplitudo
yang
diteruskan
dan
diserap
oleh
analisator ?
(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 ?
Seberkas cahaya yang jatuh di atas
cairan yang indek biasnya 1,4
sehingga sinar yang terpantul
terporisasi seluruhnya. Tentukanlah
sudut bias berkas tersebut !
Berapakah besar sudut yang harus
oleh matahari di atas horisontal
supaya
cahaya
memantul
dipermukaan
air
terpolarisasi
seluruhnya ?
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 ?
Sudut putaran jenis larutan ()
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 ?
9. Sebuah sakarimeter mempunyai
panjang tabung 25 cm yang berisi
larutan gula pasir. Bila digunakan
sinar natrium pemutaran bidang
polarisasinya
200.
Berapakah
konsentrasi larutan itu ?
10. 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 ?
SOAL – SOAL PENGAYAAN BAB 12
1.
2.
3.
Sebuah prisma indeks biasnya 1,55.
Berapakah sudut deviasi prisma
yang dialami oleh sinar datang, jika
i = 300 !
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 ?
Tentukan frekuensi sinar merah dan
biru yang berasal dari atom
hidrogen
bila
panjang
gelombangnya diudara untuk sinar
0
merah 6563 A dan sinar biru 4862
0
A!
4.
Cepat rambat cahaya di udara
adalah 3 x 108 m/s, berapakah cepat
rambat cahaya di dalam air yang
indek biasnya 1,333 ? Jika nes =
1,31, berapakah kecepatan rambat
5.
6.
7.
8.
9.
cahaya di dalam es? Kesimpulannya
apa yang Anda dapatkan !
Sebuah lensa positif mempunyai
jarak titik api 25 cm untuk sinar
merah. Tentukanlah jarak titik api
untuk sinar violet !
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 !
Berapakah tebal selaput air sabun
supaya jika selaput itu disinari
cahaya putih secara tegak lurus akan
tampak kemerah – merahan karena
pengaruh interferensi ?
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 ?
Berkas sinar kuning sejajar ( =
didifraksikan
jika
panjang
gelombang sinar difraksikan 486 x
10-9 m !
SOAL – SOAL EVALUASI BAB 12
1.
2.
3.
0
6000 A ) 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 !
10. Sebuah kisi mempunyai 10.000
goresan/cm. Pada kisi tersebut
dijatuhkan seberkas cahaya putih
tegak lurus pada kisi. Tentukan
besarnya sudut bias sinar yang
4.
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.
Interferensi
minimum
yang
dihasilkan pada percobaan Young
bila gelombang cahaya beda fase ….
A.(n – ½).
B.(n – ½) ½ .
C.(n + ½) ¼ .
D.(n + 1) ¼ .
E.(2n – 1).
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.
Dua
gelombang
cahaya
berinterferensi ditempat – tempat
terjadinya sinar terang beda fase
kedua gelombang tadi sama dengan
(n = 0,1,2,3,…)
5.
6.
7.
A.1/2 (2n + 1) .
B. (2n + 1) .
C. 2 (n + 1) .
D. (n + 1) .
E. 1/2 (n + 1) .
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.
Seberkas sinar jatuh tegak lurus di
atas permukaan minyak yang berada
di atas air. Tebal lapisan minyak d,
panjnag gelombang sinar , dan
indeks bisnya n. Persamaan yang
menyatakan interferensi maksimum
adalah ….
A.2nd =k .
B.2nd =(2k + 1).
C.nd =k .
D.nd =(2k + 1).
E.nd =k .
Pada percobaan Young dua celah
sempit dengan jarak 1 mm
ditempatkan sejauh 2 m dari layar.
Apabila panjang gelombnag cahaya
0
8.
yang dipergunakan 5600 A , 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.
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 , maka jarak antar
celah pada kisi ….
A.4
B.8
C.7
D.5
E.9
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.
4.
5.
6.
7.
SOAL URAIAN
1.
2.
3.
Sebuah prismayang tampak pada
indeks biasnya 1,55. Berapakah
sudut deviasi yang dialami oleh
sinar datang ?
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 ?
Dua buah celah sejajar yang
berjarak 0,60 mm satu sama lain
diterangi oleh suatu berkas cahaya
8.
9.
=
50
nm,
cahaya
yang
didifraksikan dengan sudut  akan
saling memperkuat ketiga nilai
terkecil untuk  adalah ….
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 ?
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 ?
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 ?
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 !
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 ?
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 ?