Bahan ajar Fisika Kelas XII Program IPABahan ajar Fisika Kelas XII Program IPA

Review/Editor:

Nur Samsudin, S.Pd.Fis

SMA NEGERI 2 PURBALINGGA

Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

Indikator

Materi

Soal Latihan

Uji Kompetensi

Keluar

Standar Kompetensi dan Kopetensi Dasar

Standar Kompetensi (1.)Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah.

Kompetensi Dasar :Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi dan cahaya

Indikator

• Mendeskripsikan gejala interferensi gelombang cahaya

Interferensi Cahaya

Interferensi antara dua gelombang cahaya akan mengakibatkan terjadinya garis – garis gelap dan terang.

Agar dua cahaya dapat berinterferensi maka kedua cahaya tersebut harus koheren artinya kedua cahaya memiliki frekuensi yang sama serta beda fase yang tetap.Interferensi cahaya dapat terjadi pada :

a. Percobaan Fresnell/ Youngb. Lapisan tipisc. Cincin Newton, dll

• Pada Gambar :• Perhatikan Segitiga OAC

• Untuk θ yang kecil berlaku :• Sin θ = tan θ = P/L atau p<< L

sehingga selisih lintasan berlaku :

• Interferensi maksimum akan terjadi jika cahaya yang tiba di titik A memiliki fase yang sama, artinya slisih lintasannya merupakan kelipatan panjang gelombang ( m )

CA

Psin

1.Percobaan Fresnell dan Young1.Percobaan Fresnell dan Young

A

L

(θ)

d

Layar

CP

T1

L

dPdds tansin

O

d : jarak celah (cm)θ : sudut p : jarak garis terang dg terang pusat (cm)L : jarak celah ke layar (cm)

∆∆S = m S = m גג

Jadi :Jadi :

Dimana :

m = Bilangan orde =1,2.3...

Panjang gelombang ( m ) = ג

d = Jarak kedua celah ( m )

P = Jarak antara dua grs terang

yang berurutan ( m )

L = jarak celah ke layar ( m )

L

dpm .

Lensa

2. Interferensi Cahaya oleh Lapisan Tipis

Interferensi di F terjadi tidak hanya ditentukan oleh selisih lintasan yang ditempuh cahaya tetapi juga ditentukan oleh apa yang disebut selisih lintasan optik

Yaitu hasil perkalian antara indeks bias dan jarak lintasan cahaya.

∆S = n ( AB + BC ) – nud( AD )

∆S = n ( 2 AB ) – 1( AD )

i i

rd

A

B

C

D

Mata

Sinar datang

Sina

r pa

ntul

F

iACr

dnS sin.)

cos2(

rndSrxr

ndS cos.2cos

cos

2 2

rr

ndS sin1

cos

2 2

r

rnd

r

ndS

cos

sin.2

cos

2 2

rnxr

rd

r

ndS sin

cos

sin2

cos

2

irdr

ndS sin.tan..2

cos

2

Hal diatas berlaku jika pemantulan pada zat optik yang renggang.

Jika zat optik lebih rapat maka terjadi loncatan fase ½, yang berarti bahwa panjang jarak yang ditempuh bertambah ½ ג.

Jika di F terjadi terang (Interferensi Maksimum ) maka berlaku :

Jika di F terjadi gelap maka :

2nd cos r = ( 2k + 1 ) ½ גג

2nd.cos r = ( 2 k ). ½ גג

n = indeks bias selaput

d = tebal selaput

r = sudut bias (0)

k = bilangan orde

panjang gelombang (m)= ג

Cincin Newton

•R

A

B

C

D

Sin

ar

monokr

om

ati

k

Cincin Newton

Pada percobaan ini digunakan lensa Plan-konvek yang sangat lemah dan diletakkan diatas plat plan paralel.

Pemantulan di titik A tidak terjadi loncatan fase sedang di B terjadi loncatan fase ½ .

Maka jika di A terletak pada cincin dan terjadi gejala :

Terang I : 2AB + ½ ג = ג ... AB= ¼ג

AC2 = CD x CE

(rt)1ג¼<<Karena 2R( ג¼ - 2R ) ג¼ = 2

maka (rt)12 = ¼ 2 . ג R

)1(

)()(

21

21

21

21

R

r

R

r tt

Terang II : 2 AB + ½ ג2 = ג setelah dihitung :

R

rt)2(

)(

21

22

Terang III : 2 AB + ½½ ג 3 = גג

Setelah dihitung :

R

rt)3(

)(

21

23

Secara Umum berlaku :

Rm

r mt

)(

)(

21

2

(rt)m = jari-jari cincin terang yang ke n

Panjang gelombang = ג

m = Bilangan nomor cincin

= 1,2,3.... Dst

R = Jari-jari lensaJika antara lensa dan plat diisi zat dengan indek bias (n) maka berlaku :

Rm

Rn mt

)(

)(

21

2

Gelap II : 2 AB + Gelap II : 2 AB + ½½ גג½½ 22 = = גג Setelah dihitung :Setelah dihitung :

Cincin – Cincin Gelap

R

rg.1

)( 21

R

rg2

)( 22

Gelap I : 2 AB + Gelap I : 2 AB + ½½ גג½½11 = = גג →→ AB = AB = ½½גג ( untuk bidang lingkaran ditengah terjadi gelap )( untuk bidang lingkaran ditengah terjadi gelap )Jadi :Jadi :2 AB + 2 AB + ½½ גג½½ = = גג → → AB = 0AB = 0

(r(rgg))1122= = ½½ 22 גג RR →→

R

rg3

)( 22Gelap III :Gelap III :

Untuk Cincin Gelap berlaku :

mR

r mg2)(

Jika antara lensa dan plat diisi dengan zat dengan indek bias (n) maka berlaku :

mR

rn mg2)(

1. Pada Percobaan Young menggunakan dua celah yang berjarak 0,2 mm, jarak celah ke layar 1 meter. Jika jarak antara garis terang pertama dari terang pusat adalah 3 mm. Berapakah panjang gelombang cahaya yang digunakan ?

2 Sebuah selaput dengan ketebalan 10-5 cm, disinari cahaya secara tegak lurus permukaan. Jika indeks bias selaput 1,5. Hitung panjang gelombang cahaya yang digunakan jika terjadi interferensi maksimum.

3 Jarak antara cincin gelap ke 9 dan ke 16 dari sebuah cincin Newton ialah 5 mm. Jika antara lensa dan plat diisi dengan zat dengan indek bias ( n = 1,36 ). Hitung panjang gelombang cahaya yang digunakan Jika R lensa 20 m

Soal-Soal Latihan:

1. Diketahui : d = 0,2 mm;L = 1 m = 103 mm; p = 3 mm; m = 1Ditanya : ג = .... ?Penyelesaian :

mm

mm

x

L

pdm

4

3

3

10.6

10.6,0

10

32,0..

2. Diketahui : d = 10-5cm

n = 1,5 ; i = 00

Dit : ג = .... ?

Penyelesaian :

0005,1

0sin.1sin

sin.sin.sin

sin

rr

rninn

n

r

iselaputudara

udara

selaput

2nd.cos r =(2k + 1) ½ג

2.1,5.10-5cos r =(2.1+1). ½ג

3.10-5cos 0 = 3/2.ג

2.10-5 = ג cm= 2.10-7 m

2000 = ג Å

3. Dik : R = 20 m ; n = 1,36; ∆rg = 5 mm

Dit : ג = .....?

Penyelesaian : n

mRr

mR

rng

mg )()( 2

n

R

n

Rrg

.9..16.

)916.(..

10.5 3

n

R

R

rnRn g

23 )(

.)10.5(

20

)10.25(36,1

20

)10.5(36,1 623

m610.7,1