Inilah tips dan trik mengerakan soal interferensi celah dan kisi. Berikut 10 soal & pembahasan gelombang cahaya (bagian 2) pilihan ganda.
Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
11. Cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 300 nm jatuh pada dua celah sempit sehingga menghasilkan pola interferensi. Jarak terang ke-4 dengan terang pusat adalah 10 mm. Jika celah berada pada jarak 2 m dari layar, maka jarak pisah kedua celah adalah . . .
A. 1,4 x 10-4 m
B. 2,4 x 10-4 m
C. 3,4 x 10-4 m
D. 4,5 x 10-4 m
E. 5,5 x 10-4 m
Pembahasan :
 |
| Gambar 1.1. Cara Menentukan Nilai m pada Celah Tunggal, Ganda, dan Kisi |
Diketahui :
m = 4 (cara menentukan m lihat gambar 1.1. celah ganda)
λ = 300 nm = 300 x 10-9 m
P = 10 mm = 10 x 10-3 m
l = 2 m
Ditanya : jarak antar celah (d)
P.d/ l = m. λ
d = m. l. λ/ P
d = 4(2)(300 x 10-9)/ (10 x 10-3)
d = 240 x 10-6 m
d = 2,4 x 10-4 m
Jawaban B
12. Cahaya mengenai celah ganda yang memiliki jarak antar celah 0,3 cm, sehingga terbentuk pola gelap terang pada layar yang berjarak 0,9 m dari celah. Jika jarak antara garis gelap kedua terhadap pusat pola adalah 3 mm, maka besar panjang gelombang cahaya tersebut adalah . . .
A. 1,3 x 10-7 m
B. 2,2 x 10-7 m
C. 3,3 x 10-7 m
D. 6,7 x 10-7 m
E. 10,6 x 10-7 m
Pembahasan :
Diketahui :
m = 1,5 (cara lihat gambar 1.1. celah ganda)
d = 0,3 cm = 3 x 10-3 m
P = 3 mm = 3 x 10-3 m
l = 0,9 m
Ditanya : panjang gelombang (λ)
P.d/ l = m. λ
λ = P.d/ m. l
λ = (3 x 10-3)(3 x 10-3) / 1,5(0,9)
λ = 6,7 x 10-6 m
Jawaban D
13. Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5000 Å datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum orde kedua membentuk sudut deviasi 30o, maka jumlah garis per cm pada kisi adalah . . .
A. 2000 garis/cm
B. 4000 garis/cm
C. 5000 garis/cm
D. 20000 garis/cm
E. 50000 garis/cm
Pembahasan :
Diketahui :
λ = 5000 Å = 5 x 10-5 cm
θ = 30o
sin θ = 0,5
m = 2 (lihat gambar 1.1. kisi)
Ditanya : banyak garis per cm (N)
N = 1/d
N = 1/(m. λ/ sin θ)
N = sin θ /(m. λ)
N = 0,5 /(2)( 5 x 10-5)
N = 5000 garis/cm
Jawaban C
14. Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm tegak lurus pada kisi difraksi. Jika kisi memiliki 400 garis tiap cm dan sudut deviasi 30o, maka banyaknya garis terang yang terjadi pada layar . . .
A. 24
B. 25
C. 26
D. 50
E. 51
Pembahasan :
Diketahui :
λ = 500 nm = 500 x 10-7 cm
N = 400 garis/cm
d = 0,
θ = 30o
sin θ = 0,5
Ditanya : banyak orde (m)
m. λ = d.sin θ
m = d.sin θ/ λ
m = (1/N).sin θ/ λ
m = (1/400).(0,5)/ (500 x 10-7)
m = (0,0025).(0,5)/ (500 x 10-7)
m = 25
Banyaknya terang dimulai dari terang ke-1 sampai ke-25. Atas-bawah berarti 50, ditambah terang pusat 1, total 51 pola terang. Perhatikan gambar 1.1.
Jawaban E
15. Percobaan Young menggunakan dua celah sempit yang berjarak a. Bila jarak celah ke layar adalah L dan panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah λ, maka jarak antara dua garis terang terdekat pada layar adalah . . .
A. λL/a
B. 2λL/a
C. λL/2a
D. λa/L
E. λa/2L
Pembahasan :
Diketahui :
m = 1 (lihat gambar 1.1. celah ganda)
d = a
l = L
λ = λ
Ditanya : jarak antar pola terang terdekat (P)
P.d/ l = m. λ
P = m. l. λ/ d
P = 1. L. λ/ a
P = λL/ a
Jawaban A
16. Cahaya monokromatik memiliki panjang gelombangnya 500 nm menyinari tegak lurus kisi yang mempunyai 400 garis/ mm. Orde maksimum yang dapat diamati adalah . . .
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
E. 7
Pembahasan :
Diketahui :
λ = 500 nm = 500 x 10-6 mm
N = 400 garis/mm
sin θ = 1
Ditanya : banyak orde (m)
m. λ = d.sin θ
m = d.sin θ/ λ
m = (1/N).sin θ/ λ
m = (1/400).(1)/ (500 x 10-6)
m = (0,0025).(1)/ (500 x 10-6)
m = 5
Jawaban C
17. Cahaya monokromatik diarahkan pada celah tunggal yang lebarnya 3 mm. Terang orde kedua didifraksikan pada sudut 53o terhadap normal. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah . . .
A. 9,6 x 10-4 m
B. 8,7 x 10-4 m
C. 6,5 x 10-4 m
D. 6,1 x 10-4 m
E. 5,0 x 10-4 m
Pembahasan :
Diketahui :
d = 3 mm = 3 x 10-3 m
sin 53o = 0,8
m = 2,5 (lihat gambar 1.1. celah tunggal)
Ditanya : panjang gelombang (λ)
m. λ = d.sin θ
λ = d.sin θ/ m
λ = (3 x 10-3)(0,8)/ (2,5)
λ = 0,96 x 10-3 m
λ = 9,6 x 10-4 m
Jawaban A
18. Celah tunggal dengan lebar a disinari oleh cahaya monokromatis yang memiliki panjang gelombang 5890 Å. Agar terjadi pola difraksi maksimum orde pertama pada sudut 30o, maka besar a adalah. . .
A. 5890 Å
B. 11780 Å
C. 17670 Å
D. 23670 Å
E. 29450 Å
Pembahasan :
Diketahui :
d = a
sin 30o = 0,5
m = 1
λ = 5890 Å
Ditanya : jarak celah (d)
m. λ = d.sin θ
d = m. λ/ sin θ
d = 1(5890)/ 0,5
d = 11780 Å
Jawaban B
19. Percobaan Young dua celah berjarak 1 mm diletakkan pada jarak 1 m dari layar. Jika jarak terdekat antara pola interferensi garis terang pertama dan garis terang ke sebelas adalah 4 mm, maka panjang gelombang cahaya yang menyinari celah . . .
A. 4000 Å
B. 6500 Å
C. 7500 Å
D. 7800 Å
E. 8000 Å
Pembahasan :
Diketahui :
m = 10 (terang ke-1 ke terang ke-11)
d = 1 mm
l = 1 m = 1000 mm
P = 4 mm
Ditanya : panjang gelombang (λ)
P.d/ l = m. λ
λ = P.d/ l.m
λ = 4.1/ 1000.10
λ = 0,0004 mm
λ = 4000 Å
Jawaban A
20. Cahaya koheren dengan panjang gelombang 6 x 10-5 cm dilewatkan pada dua buah yang berjarak 0,06 cm. Berkas cahaya ini sampai pada layar yang berjarak 2 m dari celah dan membentuk pola interferensi. Jarak antara garis terang ketiga dengan garis gelap pertama pada layar adalah . . .
A. 5 mm
B. 6 mm
C. 7 mm
D. 8 mm
E. 9 mm
Pembahasan :
Diketahui :
m = 2,5 (gelap ke-1 ke terang ke-3)
d = 0,06 cm
l = 2 m = 200 cm
λ = 6 x 10-5 cm
Ditanya : jarak (P)
P.d/ l = m. λ
P = m. λ. l/ d
P = (2,5)(6 x 10-5)(200)/ 0,06
P = 0,5 cm
P = 5 mm
Jawaban A
Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Cahaya (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda
Tips dan trik mengerjakan soal pembahasan gelombang cahaya yang berkaitan dengan interferensi celah tunggal, ganda, dan kisi berada pada m. Jika kita paham, maka kita tidak perlu menghafal semua rumus yang ada. 10 soal dan pembahasan lain klik selajutnya.
 ǀ Pilihan Ganda){kind=link}
Post a Comment
Post a Comment