Optik Fisis: Contoh Soal dan Pembahasan

Bagi siswa SMA, kajian mengenai interferensi celah ganda ataupun difraksi celah tunggal terasa tidak terlalu menyulitkan. Banyak siswa mudah memahami mengenai terjadi fenomena pola gelap dan terang yang terbentuk akibat interferensi. Perlu diingat bahwa baik interferensi celah ganda atau difraksi celah tunggal mempunyai pola terang untuk dipusat. Perbedaanya adalah kuat lemahnya intensitas yang terjadi.

Permasalahan yang sering muncul dalam konsep ini adalah menghitung jarak antar pola, lebar terang pusat, ataupun perbandingan jarak pola terang atau gelap dari terang pusat. Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut, langkahnya adalah konvensional yaitu menentukan besaran yang diketahui, menentukan besaran yang ditanyakan, dan akhirnya adalah mengeksekusi melalui persamaan yang tekait permasalahan. Untuk lebih cepatnya, simaklah beberapa contoh soal dan pembahasan optik fisis di bawah ini.



Kaji-1: Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokromatis digunakan percobaan Young (celah ganda) dengan data-data sebagai berikut: jarak antar kedua celah 0.3 mm, jarak celah ke layar 50 cm, jarak garis gelap kedua dan gelap ketiga pada layar 1mm. Tentukanlah panjang gelombang sinar monokromatis yang digunakan!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Panjang gelombang sinar yang digunakan adalah




Latih-1: Untuk menentukan panjang gelombang sinar monokromatis digunakan percobaan Young (celah ganda) dengan data-data sebagai berikut: jarak antar kedua celah 0.2 mm, jarak celah ke layar 50 cm, jarak garis gelap kedua dan gelap keempat pada layar 1mm. Tentukanlah panjang gelombang sinar monokromatis yang digunakan!

Kaji-2: Sepasang celah paralel terpisah 0.25 mm satu sama lain, disinari oleh sinar hijau berpanjang gelombang 540 nm secara regak lurus. Interferensi yang dihasilkan diamati pada layar berjarak 1.2 m dibelakang celah. Tentukanlah jarak antara maksimum pertama dikiri dengan maksimum pertama dikanan!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Jarak antara terang pertama kiri dengan terang pertama kanan adalah




Latih-2: Sepasang celah paralel terpisah 0.25 mm satu sama lain, disinari oleh sinar hijau berpanjang gelombang 540 nm secara regak lurus. Interferensi yang dihasilkan diamati pada layar berjarak 1.2 m dibelakang celah. Tentukanlah jarak antara mminimum pertama dikiri dengan minimum pertama dikanan!

Kaji-3: Cahaya biru berpanjang gelombang 350 nm dan ungu berpanjang gelombang 250 nm digunakan pada percobaan Young. Tentukan orde maksimum sinar biru yang berimpit  dengan sinar ungu!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Perbandingan orde biru terhadap ungu saat pola interferensi berimpit adalah


 

Latih-3: Cahaya merah berpanjang gelombang 350 nm dan kuning berpanjang gelombang 500 nm digunakan pada percobaan Young. Tentukan orde maksimum sinar merah yang berimpit  dengan sinar kuning!

Kaji-4: (SIMAK UI-2010) Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 2000 garis/cm. Sudut bias ketiga adalah 37 derajat. Tentukanlah panjang gelombang cahaya yang digunakan dalam inteferensi tersebut!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Panjang gelombang yang digunakan dalam difraksi kisi adalah


 

Ingat bahwa y/L dalam persmaan dapat diganti dengan nilai sin theta.

Latih-4: Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 2000 garis/cm. Sudut bias ketiga adalah 53 derajat. Tentukanlah panjang gelombang cahaya yang digunakan dalam inteferensi tersebut!

Kaji-5: Suatu berkas cahaya monokromatis jatuh tegak lurus pada kisi difraksi. Diamati bahwa difraksi maksimum orde tiga mengapit sudut 45 derajat terhadap normal kisi. Tentukan orde terbesar yang dihasilkan oleh kisi tersebut!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Orde maksimum dicapai ketika sudut deviasi 90 derajat. Pada kondisi ini jumlah orde yang dicapai adalah


Latih-5: Suatu berkas cahaya monokromatis jatuh tegak lurus pada kisi difraksi. Diamati bahwa difraksi maksimum orde dua mengapit sudut 30 derajat terhadap normal kisi. Tentukan orde terbesar yang dihasilkan oleh kisi tersebut!

Kaji-6: Sumber cahaya koheren berpanjang gelombang 600 nm digunakan menyinari tegak lurus sebuah celah yang lebarnya 1 mm. Menghasilkan sedereatn maksima dan minima pada layar 2m dari celah. Tentukan jarak antara garis minima pertama dikedua sisi pusat pola!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Jarak antara minima dikedua sisi disebut juga lebar terang pusat. Dapat dihitung sebagai berikut.


Kaji-6: Sumber cahaya koheren berpanjang gelombang 500 nm digunakan menyinari tegak lurus sebuah celah yang lebarnya 1 mm. Menghasilkan sedereatn maksima dan minima pada layar 2m dari celah. Tentukan jarak antara garis minima pertama dikedua sisi pusat pola!


Post a comment