Soal Essay dan Jawaban Fisika Gelombang Cahaya

Hai kawan-kawan, di bawah ini akan dijelaskan tentang Soal Essay dan Jawaban Fisika Gelombang Cahaya. Mudah-mudahan Soal Essay dan Jawaban Fisika Gelombang Cahaya ini bermanfaat banyak.

Soal No. 1). Cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 6 × 10-7 m datang dengan tegak lurus pada suatu kisi difraksi yang memiliki tetapan 5 × 105 garis per meter. Spektra orde tertinggi yang diamati adalah…

Jawaban:
d sin θ = nλ
(1/5 × 105) (1) = n (6 × 10-7)
n = 100/30
n = 3,3 = 3

Soal No. 2). Suatu berkas cahaya monokromatis setelah melalui sepasang celah sempit yang jaraknya 0,3 mm membentuk pola interferensi pada layar yang jaraknya 1,2 m dari celah tadi. Bila jarak antara garis gelap kedua terhadap pusat pola 3 mm, maka panjang gelombang yang digunakan….

Jawaban
Celah tunggal pola 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. 3). Cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 500 nm datang tegak lurus pada kisi. Spektrum orde kedua membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi. Banyaknya garis tiap cm kisi tersebut adalah….

Jawaban
λ = 500 nm = 500 × 10-9 m = 5 × 10-5 cm
θ = 30°
n = 2
N =…..

d sin θ = nλ
(1/N) sin θ = nλ
(1/N) (1/2) = 2 x 5 × 10-5 cm
N = 104/(2 cm)
N = 5 x 103 /cm

Soal No. 4). Sebuah prisma dengan sudut pembias 12,6° dengan indeks bias bahan 1,5. Bila sebuah cahaya monokromatis mengenai bidang pembias prisma tersebut maka besar sudut deviasi minimumnya adalah…

Jawaban:
Sudut deviasi minimum pada prisma untuk sudut pembias lebih kecil dari 15° dan prisma berada di udara:
δmin = (n – 1)β
= (1,5 – 1)12,6°
= 6,3°

Soal No. 5). Sebuah prisma memiliki sudut pembias 18°. Jika indeks bias sinar merah adalah 1,46 dan indeks bias sinar ungu adalah 1,49 maka besarnya sudut dispersi adalah…

Jawaban:
Sudut dispersi
φ = (nungu – nmerah)β
= (1,49 – 1,46)18°
= (0,03)18°
= 0,54°

Soal No. 6). Sudut kritis cahaya sebuah bahan optis pada medium udara adalah 35°. Besarnya sudut polarisasi (ip) bahan tersebut adalah….(nu = 1)

Jawaban
nb = indeks bias bahan
nu = indeks bias udara = 1
Dari hukum snellius pembiasan, sudut kritis adalah sudut datang (i) yang terjadi saat sudut biasnya (r)  sama dengan 90° atau sin r = sin 90° = 1, diperoleh:
nb sin ik = nu sin r
nb sin 35° = 1(sin 90°)
nb sin 35° = 1
nb = 1/sin 35°

Sudut polarisasi bahan dengan anggapan sinar datang dari udara ke bahan optis:
tan ip = nb / nu
= (1/sin 35°) / 1
= 1/sin 35°

Soal No. 7). Cahaya datang pada salah satu sisi prisma sama sisi dengan sudut datang 45°. Jika indeks bias prisma √2, maka sudut deviasinya adalah

Jawaban:
Pembiasan pada prisma dengan data:
i1 = 45°
np = √2
β = 60° (segitiga samasisi)
δ =….
Sudut deviasi pada prisma dirumuskan
δ = i1 + r2 – β
i1 dan β telah diketahui datanya, r2 belum diketahui. Dari pembiasan pada permukaan I dan penerapan Snellius:
nu sin i1 = n2 sin r1
1(sin45°) = √2 sin r1
1(1/2√2) = √2 sin r1
sin r1 = 1/2
r1 = 30°

Menentukan i2:
r1 + i2 = β
30 + i2 = 60
i2 = 30°
Menentukan r2 dari pembiasan pada bidang II
np sin i2 = nu sin r2
√2 sin 30° = 1(sin r2)
√2 (1/2) = sin r2
sin r2 = 1/2 √2
r2 = 45°

Sehingga kembali ke rumus sudut deviasi pada prisma:
δ = i1 + r2 – β
= 45 + 45 – 60°
= 30°