Fisika Sma Xii Pembahasan Cahaya (marthen Kanginan)

1. cahaya tak terpolarisasi dengan intensitas I 0 jatuh pada sebuah polarisator dan analisator yang sumbu polarisasinya diputar 60D terhadap polarisator. Berapakah intensitas cahaya yang diteruskannya? Jawab: 1 I 2 = I 0 cos 2 θ 2 1 I 2 = I 0 cos 2 60D 2 1 I2 = I0 8

4. sudut kritis cahaya dalam suatu zat adalah 37D (sin 37D = 0,6 ). Berapa sudut polarisasi untuk zat tersebut? Jawab: n1 sin θ1 = n2 sin θ 2

2. cahaya tak terpolarisasi dengan intensitas I 0 datang pada sistem yang terdiri dari dua buah Polaroid yang bersilangan (sudut antara kedua sumbu polarisasi adalah 90D ). Sebuah Polaroid ketiga diletakan diantara kedua Polaroid semula dengan polarisasi membentuk sudut 60D terhadap sumbu polarisasi polaroid pertama. Berapakah intensitas cahaya yang diteruskan sistem ini sekarang? Jawab: 1 I 2 = I 0 cos 2 60D 2 1 I 2 = I0 8 I 3 = I 2 cos 2 (90D − 60D )

5. sudut polarisasi suatu zat ketika dicelupkan dalam air (indeks bias = 4/3) adalah 60D . Tentukan: a. indeks bias zat b. sudut kritis zat. Jawab: a. n tan θ = zat nair

=

3 I0 32

3. berapakah sudut Brewster (sudut polarisasi) untuk permukaan udara-gelas (n = 1,56)? Jawab: ngelas tan θ B = = 1,56 nudara

θ B ≈ 57,34D

n1 =

n2 sin θ 2 sin θ1

1sin 90D = 1, 67 sin 37D n tan θ B = 1 = 1, 67 nudara

n1 =

θ B ≈ 59D

nzat =

4 3 3

b. nzat sin ik = nair sin 90D 1 3 3 ik = 35, 26D sin ik =

6. jika cahaya dengan panjang gelombang 540 nm jatuh pada celah tunggal selebar 0,0270 mm, berapakah: a. sudut simpang pita gelap ke-1 b. sudut simpang pita gelap kedua

jawab: d sin θ = nλ a. (1)λ sin θ = d θ = 1,146D

b. sin θ =

yn =

(2)λ d

θ = 2,3D 7. cahaya monokromatis jatuh pada celah tunggal dengan lebar 2 2 × 10−3 mm. jika sudut simpang pita gelap pertama adalah 45, 0D , berapakah panjang gelombang yang digunakan? Jawab: d sin θ = nλ d sin θ λ= 2 ×10−5 m n 8. cahaya dengan panjang gelombang 750 nm lewat melalui sebuah celah dengan lebar 1, 01 × 10 −3 mm. tentukan: a. sudut deviasi pita gelap kesatu ( θ1 ) b. lebar pita terang pusat pada layar sejauh 20 cm. jawab: a. d sin θ1 = nλ sin θ1 =

(1) λ

d θ1 = 48,59D

b. d sin θ = nλ sin θ ≈ tan θ = d

yn = nλ L

yn L

nλ L = 0,15 m d

9. pada suatu malam dijalan raya, sebuah mobil melaju menjauhi anda. Pada kondisi ini pupil mata anda (indeks bias rata-rata = 1,36) memiliki diameter kirakira 7,0 mm. kedua lampu dibelakang mobil dipisahkan oleh jarak sejauh 1,2 m dan memancarkan sinar merah (panjang gelombang = 660 nm dalam vakum). Berapa jauh jarak mobil ini dari anda ketika kedua lampu belakangnya tampak menyatu menjadi sebuah bintik tunggal cahaya akibat pengaruh difraksi? Jawab: n1λ1 = n2 λ2

λ2 =

n1λ1 n2

λ2 =

1× 660 = 485,3 nm 1,36

1,22 λ L D d D L= m = 14, 2 km 1,22 λ2

dm =

10. dua bintang yang terpisah sejauh 3, 7 × 1011 m memiliki jarak yang sama diukur dari suatu tempat dibumi. Sebuah teleskop memiliki sebuah lensa objektif dengan diameter 1,02 m dan tepat mendeteksi bintang-bintang ini sebagai dua benda terpisah. Anggap bahwa cahaya yang diamati memiliki panjang gelombang 50 nm, daya urai teleskop lebih dipengaruhi oleh efek difraksi daripada oleh turbulensi atmosferik. Tentukan jarak maksimum bintangbintang ini dari bumi.

Jawab: 1,22 λ L dm = D d D L= m 1,22 λ = 6,18 × 1018 m 11. cahaya monokromatis yang jatuh pada dua buah celah yang terpisah sejauh 0,021 mm menghasilkan pita terang ke tiga pada sudut 8, 0D . Berapakah panjang gelombang cahaya yang digunakan? Jawab: d sin θ3 = (3)λ d sin θ3 2 λ = 9, 74 × 10−7 m

λ=

12. pada percobaan Young, dua celah sempit dengan jarak 1 mm ditempatkan sejauh 200 cm dari sebuah layar. Apabila jarak pita gelap yang terdekat ke pusat pola interferensi adalah 0,56 mm, tentukan panjang gelombang cahaya yang digunakan Jawab: (2∆y )d L λ = 5, 6 × 10−7 m

λ=