99644820-optika-fisis-umptn.pdf
DESCRIPTION
sdgsdtertertTRANSCRIPT
Getaran, gelombang dan Optika
159
CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG 1. Tes ITB 1976
Dalam percobaan interferensi dua celah (percobaan Young) dipakai sinar kuning monokromatis, maka pada layar terlihat … A. garis kuning dan gelap berselang-seling dengan garis yang ditengah kuning B. garis kuning dan gelap berselang-seling dengan garis yang ditengah gelap C. garis berwarna seperti pelangi dengan garis ditengah kuning D. garis berwarna seperti pelangi dengan garis yang ditengah gelap E. garis terang dan gelap berselang-seling dengan garis yang ditengah putih Jawab : A Hasil interferensi Young adalah pita terang dan gelap berselang-seling dengan di tengah-tengah terang. Warna terang sesuai dengan warna cahaya yang dipakai
2. PPI 1980
Pada suatu percobaan Young dipergunakan cahaya hijau. Apakah yang dapat dilakukan untuk memperbesar jarak antara dua buah garis terang yang berdekatan pada layar ? 1. menjauhkan layar dari kedua celah 2. mengganti cahaya hijau dengan cahaya kuning 3. memperkecil jarak antara kedua celah 4. mengganti cahaya hijau dengan cahaya merah Jawab : E(1,2,3 dan 4 benar)
benar)(/1p 3.
benar)( 1.pdd
lddlp
ld
Pernyataan 2 dan 4 benar karena panjang gelombang cahaya merah dan kuning lebih besar daripada cahaya hijau
3. PPI 1980
Warna biru langit terjadi karena cahaya matahari mengalami … A. difraksi C. interferensi E. pembiasan B. hamburan D. pemantulan Jawab : B Warna biru langit terjadi karena cahaya matahari mengalami polarisasi akibat hamburan oleh partikel-partikel udara di atmosfer bumi
4. PPI 1981
Jika analisator dan polarisator membuat sudut , maka intensitas sinar yang diteruskan sebanding dengan … A. 2tan B. 2sin C. 2cos D. tan E. sin Jawab : C Sesuai Hukum Mallus, bahwa :
222
1 coscos III o
Getaran, gelombang dan Optika
160
5. PPI 1981 Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 5000 garis tiap cm. Sudut bias orde adalah 030 . Maka panjang gelombang cahaya yang dipakai adalah …angstrom A. 1250 B. 2500 C. 4000 D. 5000 E. 7000 Jawab : D
0721
21
2100
5000Am105500041
22sin1)(2sin
?...:)30(sin30:2:/cm5000
-xxkk
md
mk
6. PPI 1981
Suatu berkas cahaya monokromatis setelah melalui sepasang celah sempit yang jaraknya 0,3 mm membentuk pola interferensi pada layar yang jaraknya 0,9 m dari celah tadi. Bila jarak antara garis gelap kedua terhadap pusat pola 3 mm, maka panjang gelombang cahaya … m10 7x A. 1,3 B. 2,2 C. 3,3 D. 6,7 E. 10,6 Jawab : D
m107,69,03
103103,023
2
)12.2()12(
2?... :mm3:9,0:mm3,0
733
2
23
21
212
2
xx
xxxxl
pd
ml
pdmdmlp
m
m
m
7. PPI 1982
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang m105 7x datang tegak lurus pada kisi. Jika spectrum orde kedua membuat sudut 030 dengan garis norma pada kisi, maka jumlah garis per cm kisi adalah … A. 3102x C. 3104x E. 4105x B. 3105x D. 4102x Jawab : B
/cm105cm102
141230sin1sin1
:lain cara
cm/105105,01021
m102105442sin
?...:30:2-ke orde:m105
34
344
47
21
07
xx
kk
mk
xxx
k
xxxdmd
kx
Getaran, gelombang dan Optika
161
8. UMPTN 1983 Rayon B Sinar monokromatis (panjang gelombang di udara ) yang tiba tegak lurus pada selaput tipis (tebal selaput d dan indeks bias untuk sinar itu n) dan selaput berada diudara, maka pemantulan sinar itu akan mengalami interferensi minimum (gelap) bila d adalah … 1. n4/ 2. n/ 3. n4/3 4. n2/ Jawab : C(2 dan 4 benar) Interferensi minimum pada lapisan tipis
nm
nnnr
nmrmrn
2)1(;....;
23;;
22cos1,2,3m(cos2
9. PPI 1983
Suatu berkas sinar sejajar mengenai tegak lurus suatu celah yang lebarnya 0,4mm. Dibelakang celah diberi lensa positif dengan jarak titik api 40 cm. Garis terang pusat (orde nol) dengan garis gelap pertama pada layar dibidang titik api lensa berjarak 0,56 mm. Panjang gelombang sinar adalah … m10 7x A. 6,4 B. 6,0 C. 5,2 D. 5,6 E. 0,4 Jawab : D Jarak titik api sama dengan jarak antara celah dengan layer
m106,50,00056mm400mm
mm56,0mm4,0pd21)2(pd
mm4,0?...:mm56,0:1)nol(m orde :cm40
7
xxl
ml
pdl
10. PPI IPA terpadu 1983
Pada percobaan Young (celah ganda). Jika jarak antara kedua celahnya dijadikannya dua kali semula, maka jarak antara dua garis gelap yang berurutan menjadi …kali semula A. 4 B. 2 C. ¼ D. ½ E. tetap Jawab : D
21
11111 )2(?...:2 pddpdppdd 11. Sipenmaru 1984
Cahaya yang tidak terpolarisasi dapat dijadikan cahaya terpolarisasi dengan … 1. pemantulan 3. absorpsi selektif 2. bias campur 4. interferensi Jawab : A(1,2 dan 3 benar)
12. Sipenmaru 1988 kode 71
Sebuah kisi yang memiliki 3000 garis tiap cm kita gunakan untuk menentukan panjang gelombang cahaya. Sudut antara garis pusat dan garis pada orde pertama adalah )140,08(sin8 00 .
Getaran, gelombang dan Optika
162
Dari hasil di atas, pannjang gelombang cahaya itu adalah …m A. 8107,2 x C. 7107,3 x E. 71067,4 x B. 81063,4 x D. 71025,4 x Jawab : E
m4,67103000
140,0140,0sin1)(2sin
?...:)140,08(sin8:1:/cm3000
72
1
00
-
kkmd
mk
13. UMPTN 1989 Rayon B
Hasil percobaan Young dengan sinar monokromatis dilukiskan seperti terlihat pada gambar. Garis terang pada P terjadi jika PM-PL sama dengan …
A. 21 C. 2
3 E. 25
B. D. 2
Jawab : B Beda lintasan interferensi saling menguatkan pada percobaan young adalah :
xnnnnx
1PL-PM1PL-PMorde)bilangan (
14. UMPTN 1989 Rayon C
Dengan menggunakan kisi difraksi, kita ingin mempelajari suatu spectrum cahaya matahari. Yang mana diantara warna-warna cahaya berikut yang paling kuat dilenturkan … A. biru B. violet C. hijau D. kuning E. merah Jawab : E
21)2(sin md
Ingat spectrum pelangi : me-ji-ku-hi-bi-ni-u 15. UMPTN 1989 Rayon C
Dua gelombang cahaya koheren berinterferensi. Ditempat-tempat terjadinya sinar yang terang, beda fase kedua gelombang tadi sama dengan …(n = 1, 2, 3 …) A. )12(2
1 n C. )12( n E. )1(21 n
B. )1( n D. )1(2 n Jawab : D Interferensi saling menguatkan memiliki syarat adalah :
)1(2;....;6;4;2,...)3,2,1(2 nnnx
S
L
M
terangP terangQ terangR
Getaran, gelombang dan Optika
163
16. UMPTN 1992 Rayon A Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokromatis digunakan percobaan Young yang data-datanya sebagai perikut : Jarak antara kedua celahnya 0,3 mm, jarak celah ke layer 50cm dan jarak antara garis gelap ke-2 dengan garis gelap ke-3 pada layar 1 mm. Panjang gelombang sinar monokromatis tersebut adalah …nm A. 400 B. 480 C. 500 D. 580 E. 600 Jawab : E
600nm0,0006mmmm500
mm)(1mm)3,0(
)()(
)()12(3m gelap
)()12(2m gelap
5)m terang3m gelap(mm1Δ:?...:cm50:mm3,0
23
2523
253
213
232
212
ldp
ldpS
ldp
lpd
lpdS
lpdm
lpd
lpdm
lpd
dlp
mm
mm
mm
17. UMPTN 1993 Rayon C
Cahaya suatu sumber melalui dua celah sempit yang terpisah 0,1 mm. Jika jarak antara dua celah sempit terhadap layer 100 cm dan jarak antara garis gelap pertama dengan garis terang pertama adalah 2,95 mm, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah …nm A. 2100 B. 1080 C. 590 D. 480 E. 440 Jawab : C
nm590mx10905mm1000
)mm95,2)(mm1,0(22)1m?(...:mm1,0:cm100:mm95,2
921
-
Lpd
dLp
dLp
18. UMPTN 1997 Rayon A kode 32
Jika cahaya putih dilewatkan pada sebuah kisi difraksi maka akan dihasilkan tiga orde pertama spectrum pada layar. Warna spectrum pusat tersebut adalah … A. putih C. merah E. hijau B. ungu E. merah dan violet Jawab : A
Pada spectrum pusat terkumpul semua sinar dengan semua panjang gelombang dan pada tempat tersebut terdapat warna putih seperti pada gambar spectrum yang dihasilkan kisi difraksi (Understanding Pysics-Jim Breithaupt-1995)
0)(n orde 1)(n orde
2)(n orde kisi difraksi
putih putih
Getaran, gelombang dan Optika
164
19. UMPTN 2001 Rayon C kode 352 Suatu cahaya menerangi celah ganda yang memiliki jarak antara celah 0,10 cm sedemikian hingga terbentuk pola gelap-terang pada layar yang berjarak 60cm. Ketika pemisahan antar pola terang adalah 0,048 cm, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan tersebut adalah …nm A. 200 B. 300 C. 400 D. 600 E. 800 Jawab : E
m800m10861048
60)1,0)(048,0(
?...:cm048,0:60:cm1,0
63
nxxLpd
dLp
pcmLd
20. SPMB 2003 Regional I/II/III kode 721/120/322
Seberkas cahaya monokromatis dijatuhkan pada dua celah sempit vertical berdekatan dengan jarak mm01,0d . Pola interferensi yang terjadi ditangkap pda jarak 20cm dari celah. Diketahui bahwa jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap pertama disebelah kanan adalah 7,2mm. Panjang gelombang berkas cahaya adalah …nm A. 180 B. 270 C. 360 D. 720 E. 1800 Jawab : C
21)
21(m106,3mm6,3mm
22,72
)1?(...:mm2,72:20cml:mm01,0
3
lpdn
lpdxpx
npxd
nm360m10360m106,32,0
)1001,0()106,3(22 9733
xxxxxxlpd
21. SPMB 2004 kode 650 nomor 8
Dua celah yang berjarak 1 mm, disinari cahaya merah dengan panjang gelombang m105,6 7x . Garis gelap terang dapat diamati pada layar yang berjarak 1 m dari celah. Jarak antara gelap ketiga dan terang kelima …mm A. 0,85 B. 1,62 C. 2,55 D. 3,25 E. 4,87 Jawab : B
mm625,10,001625m102
1)105,6(525
)()(
)().2(5m terang
)()12(3m gelap
...?5)m terang3m gelap(Δ:m105,6:m1:mm1
3
7
25
25
25
25
21035
2105
215
253
213
7
xxx
pld
ldp
ldpS
ldp
lpd
lpd
S
lpdm
lpd
lpdm
lpd
dxlp
mm
mm
mm
Getaran, gelombang dan Optika
165
22. SPMB 2004 kode 452 nomor 6 Suatu celah sempit tunggal dengan lebar a disinari oleh cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5890 angstrom. Maka lebar celah agar terjadi pola difraksi maksimum orde pertama pada sudut 030 adalah …angstrom A. 5890 B. 11780 C. 17670 D. 23670 E. 29450 Jawab : A
0
210
210
21
00
5890
30sin)10.2(30sin)12(sin1) orde(0?...:30:5890:
Aa
aamdmaAad
23. UM UGM 2004 kode 312 nomor 15
Diinginkan untuk mengurangi pantulan dari suatu permukaan kaca (n = 1,6) dengan menempelkan lapisan transparan yang tipis terbuat dari )38,1(2 nMgF pada permukaan kaca itu. Tebal lapisan itu dalam angstrom yang diperlukan agar diperoleh pantulan minimum, apabila cahaya dengan nm500 datang secara normal adalah … A. 310 B. 510 C. 910 D. 2500 E. 10500 Jawab : C
02
1
02
91091nm38,14
5004
)12(cos2
0)minimum(m siinterferen?...:0:38,1)(:500
Ax
nmn
dmrnd
drMgFnnm