1). Bayangan yang dihasilkan oleh sebuah kaca spion mobil berjarak 50 cm di belakang kaca spion. Jika bendanya berada 3 meter di depan kaca spion, jarak fokus kaca spion tersebut adalah...
a. 43 cm
b. 50 cm
c. 60 cm
d. 63 cm
e. 75 cm
Diketahui:
Perlu diketahui kaca spion menggunakan cermin cembung.
s' = -50 cm (s' bertanda negatif karena berada dibelakang cermin)
s = 3 m = 300 cm (s bertanda positif karena berada di depan cermin)
Ditanya: f (jarak fokus kaca spion)?
Jawab:
pada cermin cembung f bertanda negatif (-)
1/f = -1/s' + 1/s
1/f = -1/50 + 1/300
-1/f = -6/300 + 1/300
-1/f = -5/300 -----> (coret tanda negatif masing-masing)
1/f = 5/300
f = 300/5
f = 60 cm (Jawaban: C)
2). Diketahui kecepatan cahaya di dalam air adalah 2,25 x 10^8 m/s dan di dalam kaca 2 x 10^8 m/s. Indeks bias kaca relatif terhadap air adalah...
a. 2/3
b. 3/2
c. 5/4
d. 8/9
e. 9/8
Diketahui:
va = 2,25 x 10^8 m/s
vk = 2 x 10^8 m/s
Ditanya: nka (indeks bias kaca relatif terhadap air)?
Jawab:
Hubungan antara kecepatan dan indeks bias berbanding terbalik
yang kita cari adalah nka (indeks bias kaca relatif terhadap air), berarti:
"nka = nk / na"
*nk / na = va / vk
nka = 2,25 x 10^8 / 2 x 10^8 -----> coret 10^8
nka = 2,25 / 2 (dikalikan 4/4)
nka = 9/8 (Jawaban: E)
3). Jika sudut kritis suatu zat cair terhadap udara 53°, maka dapat ditentukan indeks bias zat cair tersebut relatif terhadap indeks udara adalah...
a. 2/3
b. 3/2
c. 3/4
d. 4/3
e. 5/3
Diketahui:
*sin ik = sin 53°
sin ik = 4/5
*nu = 1 (indeks bias udara selalu bernilai 1)
Ditanya: nau (indeks bias zat cair terhadap indeks udara)?
Jawab:
*cari indeks bias zat cair
sin ik = nu/na
4/5 = 1/na
na = 5/4
*indeks bias zat cair terhadap indeks udara (nau):
nau = na/nu
nau = 5/4 / 1
nau = 5/4
4). Seekor ikan berada di kedalaman 60 cm dari permukaan air, diketahui indeks bias air 4/3. Jika dilihat dari udara, ikan seolah-olah berada di kedalaman...
a. 40 cm
b. 45 cm
c. 50 cm
d. 65 cm
e. 80 cm
Diketahui:
h = 60 cm
na (indeks bias air) = 4/3
nu (indeks bias udara) = 1
Ditanya: h' (kedalaman ikan seolah-olah jika dilihat dari udara)?
Jawab:
h' / h = nu / na
h' / 60 = 1 / (4/3) ----> kali silang
4/3 h' = 60
h' = 60 x 3/4
h' = 45 cm (Jawaban: B)
5). Sebuah lensa bikonveks dibuat dari kaca (n=1,5). Jari-jari permukaan lensa pertama sama dengan dua kali jari-jari permukaan lensa yang kedua. Jarak titik api lensa tersebut = 6 cm. Jari-jari lensa yang panjang adalah...
a. 4,5 cm
b. 6 cm
c. 9 cm
d. 10 cm
e. 12 cm
Diketahui:
n = 1,5
R1 = 2R
R2 = R
f = 6 cm
Ditanya: R1 (jari-jari lensa yang panjang)?
Jawab:
Menggunakan rumus:
1/f = (n-1)*(1/R1 + 1/R2)
1/6 = (1,5 - 1)*(1/2R + 1/R)
1/6 = (1/2)*(3/ 2R)
1/6 = 3/ 4R ----> (kali silang)
4R = 6 x 3
4R = 18
R = 4,5 cm
Jari-jari yang panjang (R1) = 2R
R1 = 2 (4,5)
R1 = 9 cm (Jawaban: C)
6). Sebuah lensa bikonkaf dengan jari-jari kelengkungan 20 cm dan 30 cm, memiliki indeks bias 1,5. Jarak fokus lensa tersebut di udara adalah...
a. -24 cm
b. +24 cm
c. -60 cm
d. +120 cm
e. -120 cm
Diketahui:
R1 = 20 cm
R2 = 30 cm
nL (indeks bias lensa) = 1,5
nm (indeks bias udara) = 1
Ditanya: f (jarak fokus lensa di udara)?
Jawab:
1/f = (nL/nm - 1)*(1/R1 + 1/R2)
1/f = (1,5/1 - 1)*(1/20 + 1/30)
1/f = (1/2)*(5/60)
1/f = 5/120
1/f = 1/24
f = +24 cm (Jawaban: B)
7). Sebuah lensa bikonvek mempunyai indeks bias 1,5 dan jarak fokusnya di udara 12 cm. Apabila lensa tersebut dimasukkan ke dalam air yang mempunyai indeks bias 4/3, maka jarak fokus lensa di dalam air adalah...
a. 3 cm
b. 4 cm
c. 6 cm
d. 24 cm
e. 48 cm
Diketahui:
f di udara (jarak fokus lensa) = 12 cm
nL (indeks bias lensa) = 1,5
nm (indeks bias medium air) = 4/3
nm (indeks bias udara) = 1
Ditanya: f di air (jarak fokus lensa di dalam air)?
Jawab:
*lensa di udara:
1/f = (nl/nm - 1)*(1/R1 + 1/R2)
1/12 = (1,5/1 - 1)* (1/R1 + 1/R2)
1/12 = 1/2 * (1/R1 + 1/R2) ---> pindah 1/2 ke ruas kiri
1/6 = (1/R1 + 1/R2)
*lensa di dalam air:
1/f = (nl/nm - 1)*(1/R1+1/R2)
1/f = (1,5/(4/3) - 1)* (1/6)
1/f = (4,5/4 - 1)* (1/6)
1/f = (9/8 - 8/8)* (1/6)
1/f = (1/8)*(1/6)
1/f = 1/48
f = 48 cm (Jawaban: E)
8). 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 tersebut. Jika jarak antara garis gelap kedua pusat pola 3 mm, 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. 10,0 x 10^-7 m
Diketahui:
d = 0,3 mm
L = 0,9 m = 900 mm
p = 3 mm
m = 2 (karena garis gelap kedua)
Ditanya: λ (panjang gelombang cahaya)?
Jawab:
Karena diketahui celah ganda (sepasang), maka menggunakan rumus:
(d.p)/L = (m-1/2) λ
(0,3.3) / 900 = (2- 1/2) λ
0,9 / 900 = 3/2 λ
3/2 λ = 0,001
λ = 0,001 / 3/2
λ = 0,00067 mm
λ = 6,7 x 10^-4 mm
λ = 6,7 x 10^-7 m (Jawaban: D)
9). Dua celah dengan jarak 0,2 mm disinari tegak lurus. Garis terang ketiga terletak 7,5 mm dari garis terang pusat pada layar yang berjarak satu meter dari celah. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
a. 2,5 x 10^-4 mm
b. 5,0 x 10^-4 mm
c. 1,5 x 10^-3 mm
d. 2,5 x 10^-3 mm
e. 5,0 x 10^-3 mm
Diketahui:
d = 0,2 mm
p = 7,5 mm
L = 1 m = 1000 mm
m = 3 (karena garis terang ketiga)
Ditanya: λ (panjang gelombang cahaya yang digunakan)?
Jawab:
Menggunakan rumus:
(d.p)/L = m . λ
(0,2. 7,5)/1000 = 3 . λ
1,5 / 1000 = 3λ
3λ = 0,0015
λ = 0,0015 / 3
λ = 0,0005 mm
λ = 5 x 10^-4 mm (Jawaban: B)
10). Pada percobaan Young, yaitu interferensi celah ganda, jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula, maka jarak antara dua garis gelap yang berurutan menjadi...
a. 1/4 kali semula
b. 1/2 kali semula
c. 2 kali semula
d. 4 kali semula
e. tidak berubah
Diketahui:
d1 = 1d
p1 = 1p
d2 = 2d
Ditanya: p2 (jarak antara dua garis gelap yang berurutan jika jarak antara dua celahnya dijadikan dua kali semula)?
Jawab:
Dari rumus:
d.p / L = m . λ
bisa dilakukan perbandingan
(d1.p1) / L = m . λ : (d2.p2) / L = m . λ -----> karena nilai L, m, dan λ sama maka bisa dicoret
d1 . p1 = d2 . p2
1d . 1p = 2d . p2 (d dan p yang sudah diketahui bisa dicoret agar mudah dipahami)
1 . 1 = 2p2
p2 = 1/2
Berarti p2 akan menjadi 1/2 kali dari semula (Jawaban: B)
11). Dua gelombang cahaya koheren berinterferensi. Di tempat-tempat terjadinya sinar terang, beda fase kedua gelombang tadi sama dengan.... (n = 0,1,2,3,...)
a. (n+1) π
b. (2n+1) π
c. 2 (n+1) π
d. 1/2 (2n+1) π
e. 1/2 (n+1) π
Jawab:
Interferensi yang saling menguatkan memiliki syarat:
Δφ = n x 2π (n = 0,1,2,3,...)
Δφ = (2π,4π,6π,8π...)
maka dari jawaban diatas, bisa dibuat dengan rumus:
2 (n+1)π -(dengan n=0,1,2,3...)------> (Jawaban: C)
12). Pada percobaan Young, dua celah yang berjarak 1 mm diletakkan pada jarak 1 meter dari sebuah layar. Jarak terdekat antara pola interferensi garis terang pertama dan garis terang kesebelas 4 mm. Panjang gelombang yang dipakai pada penyinaran ini adalah...
a. 2.000 Å
b. 4.000 Å
c. 5.000 Å
d. 6.000 Å
e. 7.000 Å
Diketahui:
d = 1 mm = 0,001 m
L = 1 m
p = 4 mm = 0,004 m
m = 10 (karena dari garis terang pertama ke garis terang kesebelas)
Ditanya: λ (panjang gelombang yang dipakai pada penyinaran)?
Jawab:
Menggunakan rumus:
(d.p)/L = m . λ
(0,001. 0,004)/1 = 10 . λ
0,000004 = 10 . λ
λ = 0,000004 / 10
λ = 0,0000004 m
λ = 4000 Å (Jawaban: B)
13). Cahaya dengan panjang gelombang 6.000 Å mengenai celah kembar Young dengan jarak antarcelahnya 0,1 mm. Pola yang terjadi ditangkap pada layar berjarak 2 m dari celah, dan jarak garis terang pusat ke garis terang yang paling pinggir pada layar 6 cm. Banyaknya garis terang yang terdapat pada layar adalah...
a. 5 garis
b. 6 garis
c. 8 garis
d. 10 garis
e. 11 garis
Diketahui:
λ = 6.000 Å = 6 x 10^-7 m
d = 0,1 mm = 0,0001 m
L = 2 m
p = 6 cm = 0,06 m
Ditanya: m (banyaknya garis terang yang terdapat pada layar)?
Jawab:
Karena yang ditanya garis terang, maka memakai rumus:
(d.p)/L = m.λ
(0,0001. 0,06)/2 = m . 6 x 10^-7
0,000006/2 = m . 6 x 10^-7
0,000003 = m. 6 x 10^-7
m = 0,000003 / 6 x 10^-7
m = 5 garis (Jawaban: A)
14). Cahaya putih jatuh tegak lurus pada sebuah celah yang lebarnya d, menghasilkan pola difraksi pada layar berupa spektrum cahaya. Nilai d minimum untuk cahaya biru yang memiliki panjang gelombang 500 nm dan sudut deviasinya 30° adalah...
a. 250 nm
b. 500 nm
c. 750 nm
d. 1.000 nm
e. 1.500 nm
Diketahui:
λ = 500 nm
θ = 30°
m = 1 (agar minimum)
Ditanya: d (nilai d minimum)?
Jawab:
d. sin θ = m. λ
d . sin 30° = 1. 500
d . 1/2 = 500
d = 500 x 2
d = 1000 nm (jawaban: D)
15). Seberkas cahaya mengenai suatu celah yang lebarnya 0,4 mm secara tegak lurus. Di belakang celah terdapat sebuah lensa positif dengan jarak fokus 40 cm. Garis terang pusat dan garis gelap pertama pada layar di bidang fokus lensa berjarak sebesar 0,56 mm. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah...
a. 1,60 x 10^-7 m
b. 2,60 x 10^-7 m
c. 3,60 x 10^-7 m
d. 4,60 x 10^-7 m
e. 5,60 x 10^-7 m
Diketahui:
d = 0,4 mm
L = 40 cm = 400 mm
p = 0,56 mm
m = 1 (karena garis gelap pertama)
Ditanya: λ (panjang gelombang cahaya)?
Jawab:
Menggunakan rumus:
(d.p)/L = m.λ
(0,4. 0,56)/400 = 1.λ
0,224 / 400 = λ
λ = 0,00056 mm
λ = 5,6 x 10^-4 mm
λ = 5,6 x 10^-7 m (Jawaban: E)