Rangkuman, Contoh Soal dan Pembahasan Gelombang Cahaya Kelas XII

Rangkuman Materi Gelombang Cahaya kelas XII

A. DIFRAKSI

Difraksi ialah istilah yang digunakan untuk menjelaskan respon cahaya dengan sinar yang melengkung mengitari halangan kecil pada arah rambatnya, dan radiasi gelombang yang menyebar keluar dari sebuah rana/celah kecil.

1. Difraksi Celah Tunggal

Keterangan :
d = lebar celah
y = jarak pita gelap ke – m(1, 2 , 3,…) dari pusat 
L = jarak celah ke layar 
θ = sudut simpang cahaya

2. Kisi Difraksi

Keterangan :
d = jarak antar kisi = tetapan kisi
n = terang ke - 1, 2, 3, …..
N = banyaknya kisi tiap satuan panjang
θ = sudut simpang cahaya

B. INTERVERENSI CELAH GANDA

Interferensi ialah interaksi antar gelombang di dalam suatu tempat atau tempat. Interferensi dapat bersifat instruktif (membangun) dan destruktif (merusak). Interferensi bersifat instruktif jikalau beda fase kedua gelombang sama dengan nol, sehingga gelombang gres yang terbentuk ialah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Sedangkan gelombang bersifat merusak jikalau beda fasenya ialah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan.

1. Garis Terang

Keterangan :
d = jarak antar celah
y = jarak pita terang ke – n(1, 2 , 3,…) dari pusat 
L = jarak celah ke layar 
θ = sudut simpang cahaya

2. Garis Gelap

Keterangan :
d = jarak antar celah
y = jarak pita gelap ke – n(1, 2 , 3,…) dari pusat 
L = jarak celah ke layar 
θ = sudut simpang cahaya

Baca juga : Rangkuman, soal dan pembahasan Arus Listrik searah (LOOP)

C. INTERFERENSI CELAH TIPIS

Interferensi antar gelombang yang dipantulkan oleh lapisan atas dan yang dipantulkan oleh lapisan bawah ditunjukkan pada Gambar 2.7.
5

Gambar 2.7   Interferensi pada selaput tipis

Selisih lintasan yang ditempuh oleh sinar datang sampai menjadi sinar pantul ke-1 dan sinar pantul ke-2 adalah
ΔS = S2 – S1 = n(AB + BC) – AD = n(2AB) – AD 
dengan n ialah indeks bias lapisan tipis.

Jika tebal lapisan ialah d, diperoleh d = AB cos r sehingga AB = d/cos r dan AD = AC sin i, dengan AC = 2d tan r.  Dengan demikian, persamaannya menjadi:

Sesuai dengan hukum Snellius, n sin r = sin I, selisih jarak tempuh kedua sinar menjadi:
ΔS = 2nd cos r 
Supaya terjadi interferensi maksimum, ΔS harus merupakan kelipatan dari panjang gelombang (λ), tetapi alasannya ialah sinar pantul di Bmengalami perubahan fase 1/2, ΔS menjadi

Jadi, interferensi maksimum sinar pantul pada lapisan tipis akan memenuhi persamaan berikut.

dengan n = indeks bias lapisan tipis
d = tebal lapisan
r = sudut bias
m = orde interferensi (0, 1, 2, 3, …)
λ = panjang gelombang sinar

D. DISPERSI

Dispersi ialah peristiwa penguraian cahaya polikromatik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan cahaya.

Φ = δu - δm = (nu – nm) β
Keterangan:
Φ = sudut dispersi
nu = indeks bias sinar ungu
nm = indeks bias sinar merah
δu = deviasi sinar ungu
δm = deviasi sinar merah

Contoh Soal dan Pembahasan Gelombang Cahaya kelas 12

Soal No 1

Suatu berkas cahaya monokromatis setelah melalui sepasang celah sempit yang jaraknya 0,3 mm membentuk contoh interferensi pada layar yang jaraknya 1,2 m dari celah tadi. Bila jarak antara garis gelap kedua terhadap sentra contoh 3 mm, maka panjang gelombang yang digunakan….

A. 1,25 × 10^–7 m

B. 2,50× 10^–7 m

C. 3,75× 10^–7 m

D. 5,60× 10^–7 m

E. 7,50× 10^–7 m

Pembahasan

Celah tunggal contoh gelap ke-2:

n = 2

L = 1,2 m

d = 0,3 mm = 3 x 10^-4 m

y = 3 mm = 3 x 10^-3 m

λ =...

dy/L = nλ

λ = (dy)/(nL)

= (3 x 10^-4 x 3 x 10^-3) / (2 x 1,2)

= 3,75× 10^–7 m

Soal No 2
Suatu celah sempit dengan lebar d disinari oleh cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5678 angstrom. Lebar celah biar terjadi contoh difraksi maksimum orde pertama pada sudut 30° adalah….angstrom
A. 4567
B. 5678
C. 9134
D. 11356
E. 12568

Pembahasan
θ = 30°
λ = 5678 Å
n = 1
Celah tunggal garis terang:

Soal No. 3
Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5.000 Ǻ datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum orde kedua membentuk sudut 300, jumlah garis per cm kisi adalah...

A. 2000 goresan
B. 4000 goresan
C. 5000 goresan
D. 20.000 goresan
E. 50.000 goresan

Pembahasan
1/N sin θ = n . λ
1/N . 0,5 = 2 . 5 . 10-7 m
1/N = 20 . 10-7 m
N = (107 / 20) garis/m = 5 . 105 garis /m = 5000 garis / cm

Untuk Latihan Soal yang lebih lengkap silakan klik halaman berikutnya

NEXT PAGE >> 1 2 3 

Share this post