Rangkuman (Peta Konsep) : Tiga paham tentang cahaya :
Proyek 2 (Eksperimen) : Membuat spektrum pelangi
Cahaya matahari sebenarnya merupakan cahaya polikromatik. Artinya cahaya ini dapat diuraikan menjadi spektrum warna-warni. Jika anda pernah menyaksikan pelangi, maka seperti itulah spektrum cahaya matahari ini. Anda juga bisa menguraikan cahaya matahari menjadi seperti pelangi dengan menggunakan prisma. Atau jika anda tidak menemukan prisma, anda bisa mencoba cara yang sederhana ini. Siapkan sebuah kaca yang biasa anda gunakan untuk bercermin. Alangkah lebih baik jika bentuk kaca tersebut adalah persegi panjang, namun anda tetap bisa menggunakan bentuk yang lain seandainya anda tidak memiliki cermin persegi panjang. Kemudian, isilah baskom dengan air secukupnya. Pergilah ke tempat yang terang cahaya mataharinya di depan kelas anda. Masukkan cermin tersebut dan arahkan pantulannya ke tembok kelas anda. Amati yang terjadi dan jelaskan mengapa demikian!
2.9 Soal-soal
2.9.1 Soal-soal Uraian
1. Suatu kaca plan paralel memiliki indeks bias mutlak 1,7. Dibenamkan ke dalam cairan yang berindeks bias 1,4. Cahaya datang dari cairan jatuh pada permukaan kaca plan paralel itu. Hitunglah sudut datang sedemikian rupa sehingga terjadi polarisasi pantulan!
2. Hitunglah sudut dispersi bagi seberkas cahaya putih yang jatuh pada permukaan sebuah prisma dengan sudut atap 40°, bila berkas itu jatuh dengan sudut datang 30°! 3. Hitunglah perbedaan sudut garis merah pertama dan garis ungu pertama ketika
seberkas cahaya putih dijatuhkan secara tegak lurus pada sebuah kekisi transmisi yang memiliki tetapan 5000 garis/cm!
4. Suatu sinar ekawarna yang memiliki panjang gelombang 6,0 × 10-7 m dijatuhkan pada sebuah kekisi transmisi dengan tetapan 6000 garis/cm. Jarak terang kedua dari terang pusat 2,0 × 10-2 meter. Berapakah jarak layar dari kekisi itu?
5. Terang pusat dengan lebar 3,5 cm tampak pada layar dibelakang sebuah celah dengan lebar 6,0 × 10-5 m. Bila jarak antara celah ke layar 2,0 meter, logiskah perkataan “Terang pusat dengan lebar 3,5 cm tampakpada layar“?
6. Dua berkas sinar monokromatik ( = 7,0 × 10-7 m) menjalar di udara sedemikian rupa sehingga keduanya menuju ke satu titik. Salah satu dari keduanya dilewatkan pada suatu medium dengan indeks bias n = 1,5 sepanjang L cm tanpa merubah arahnya. Bila kedua berkas itu sejak keluar dari sumbernya masing-masing memiliki beda fase /4, berapakah L agar di titik pertemuan keduanya terjadi penguatan intensitas maksimum?.
2.9.2 Soal-soal Pilihan Ganda
1. Ilmuwan yang pertama kali meramalkan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik adalah...
a. Maxwell
b. Michelson dan Morley c. Euclid
d. Roemer
2. Yang dimaksud cahaya merupakan gelombang elektromagnetik adalah a. Cahaya merambat memerlukan eter
b. Cahaya merambat tidak memerlukan medium c. Cahaya mempunyai kecepatan yang luar biasa d. Gelombang cahaya merupakan sumber kehidupan
3. Dua gelombang cahaya koheren berinterferensi. Beda fase antara kedua gelombang tadi di tempat-tempat terjadinya maksimum adalah...
a. (n -21 ); n = 1,2,3,... b. (n +21 ); n = 0,2,4,,... c. n; n = 1,2,3,... d. n; n = 0,2,4,...
4. Dalam percobaan interferensi dua celah (pecobaan Young) dipakai sinar kuning monokromatik, maka pada layar terlihat...
a. Garis kiuning dan gelap berselang-seling dengan garis yang ditengah kuning b. Garis kuning dan gelap berselang-seling dengan garis yang ditengah gelap c. Garis berwarna seperti pelangi dengan garis yang ditengah kuning
d. Garis berwarna seperti pelangi dengan garis yang ditengah gelap
5. Suatu berkas cahaya dengan panjang gelombang 6,0 x 10-5 cm masuk dari udara ke dalam balok kaca yang indeks biasnya 1,5. Panjang gelombang cahaya di dalam kaca sama dengan
a. 7,5 x 10-5 cm b. 6,0 x 10-5 cm c. 4,5 x 10-5 cm d. 4,0 x 10-5 cm
6. Diantara kelompok-kelompok warna dibawah ini yang frekuensinya merupakan urutan yang naik adalah
a. Biru-hijau-kuning-merah b. Hijau-merah-kuning-biru c. Merah-kuning-hijau-biru d. Merah-hijau-biru-kuning
7. Pada suatu alat terlihat kilat dan 10 detik kemudian terdengar suara gunturnya. Apabila kecepatan cahaya besarnya 3 x 108 m/detik dan kecepatan bunyi 340 m/detik maka jarak antara tempat asal kilat dan pengamat adalah...
a. 34 m
b. lebih dari 3400 m c. 1020 m
d. 3400 m
8. Warna hijau pakaian seorang penyanyi yang sedang manggung bila disinari dengan cahaya merah menyala akan menjadi kelihatan
a. kuning b. hitam c. merah d. jingga
9. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus mengenai dua celah yang berjarak 0,4 mm. Garis terang tingkat ke-3 yang dihasilkan pada layar berjarak 0,5 mm dari terang pusat. Bila jarak layar dengan celah 40 cm, maka panjang gelombang cahaya tersebut adalah
a. 1,0 x 10-7 m b. 1,2 x 10-7 m c. 1,7 x 10-7 m d. 2,0 x 10-7 m
10.Pada percobaan Young digunakan dua celah sempit yang berjarak 0,3 mm, satu dari yang lainnya. Jika jarak layar dengan celah 1 m dan jarak garis terang petama dari terang pusat 1,5 mm maka panjang gelombang cahaya adalah....
a. 4,5 x 10-4 m b. 4,5 x 10-5 m c. 4,5 x 10-6 m d. 4,5 x 10-7 m
11.Deviasi minimum suatu sinar oleh prisma...
a. Menjadi lebih kecil bila sudut puncaknya lebih besar b. Menjadi lebih besar jika sudut puncaknya lebih besar c. Tidak tergantung pada panjang gelombang sinar d. Tidak tergantung pada frekuensi sinar
12.Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 5000 garis/cm. Sudut untuk terang orde kedua adalah 30. Maka panjang gelombang cahaya yang dipakai adalah...
a. 4000 A b. 2500 A c. 6000 A d. 5000 A
13.Jika analisator dan polarisator membuat sudut , maka intensitas sinar yang diteruskan sebanding dengan....
a. tan2
b. sin2
c. cos2
d. tan
14.Warna biru langit terjadi karena cahaya matahari mengalami... a. Difraksi
b. Hamburan c. Interfernsi d. Pemantulan
15.Seberkas sinar dari medium A ke medium I kemudian melewati medium II. Jika diketahui bahwa lambang-lambang v merupakan cepat rambat cahaya dan n indeks bias, maka kita akan melihat hubungan yang berlaku adalah...
a. n1 > n2; v1 = v2
b. n1 < n2; v1 > v2
c. n1 > n2; v1 > v2 d. n1 < n2; v1 < v2
16.Berkaitan dengan soal sebelumnya, jika tebal medium I dan II sama, maka a. lintasan optik pada medium I sama dengan lintasan optik pada medium II. b. lintasan optik pada medium I kurang dari lintasan optik pada medium II. c. lintasan optik pada medium I lebih dari lintasan optik pada medium II. d. Tidak ada yang benar
Medium A
Medium II Medium I
17.Perambatan cahaya tambat medium dapat dibuktikan oleh gejala a. Pemantulan
b. Pembiasan c. Interferensi d. Radiasi
18.Manakah di antara pernyataan berikut yang salah. Interferensi antara dua berkas cahaya terjadi bila
a. masing-masing berkas cahaya itu memiliki panjang gelombang yang tetap b. kedua berkas cahaya itu memiliki panjang gelombang yang sama
c. kedua berkas itu harus memiliki amplitudo yang sama. d. berkas itu menempuh jarak optis yang sama.
19.Pada percobaan celah ganda Young tebal garis terang yang dihasilkan adalah 0,2 mm bila berkas yang dipakai adalah berkas sinar hijau dengan panjang gelombang 5,2 × 10-7 m. Jika berkas yang dipakai diganti dengan berkas sinar warna merah (panjang gelombang sinar merah 6,5 × 10-7 m) maka tebal garis terang yang dihasilkan menjadi
a. 0,31 mm b. 0,25 mm c. 0,20 mm d. 0,16 mm.
20.Bila suatu unsur dipanaskan sehingga mencapai temperatur tyang cukup tinggi, maka atom-atom unsur itu akan memancarkan radiasi yang memiliki panjang gelombang diskret. Sekumpulan panjang gelombang-panjang gelombang yang terkait dengan suatu unsur disebut spektrum atom. Dua garis spektrum yang cukup dominan pada spektrum atom sodium memiliki panjang gelombang, 589,00 nm dan 589,59 nm. Berapakah daya urai kekisi yang harus digunakan agar kedua panjang gelombang itu dapat dipisahkan?
a. 999 b. 989 c. 800 d. 700
21.Untuk memisahkan kedua garis spektrum itu (panjang gelombang itu) pada garis terang kedua berapa banyak garis pada kekisi itu harus disinari?