Soal Uji Kompetensi Pembiasan Cahaya

Soal 1
Panjang gelombang laser yang dihasilkan sebuah pemutar CD saat merambat di udara adalah 750 nm. jika cepat rambat cahaya di udara c = 3 x 108 m/s ,cepat rambat dan panjang gelombang laser tersebut setelah memasuki plastik CD yang indeks biasnya n = 1,50 berturut-turut adalah . . . .
A. 2 x 107 m/s dan 500 nm
B. 2 x 107 m/s dan 650 nm
C. 2 x 108 m/s dan 500 nm
D. 2 x 108 m/s dan 800 nm
E. 5 x 108 m/s dan 800 nm

Jawab: A
Diketahui: indeks bias plastik CD, nCD = 1,5; kecepatan cahaya di udara, c = 3,0 x 108 m/s, panjang gelombang cahaya di udara λud = 750 nm  maka kecepatan cahaya dalam plastik CD adalah
vCD = c/nCD = (3 x 108 m/s)/1,5 = 2,0 x 108 m/s
untuk memperoleh panang gelombang cahaya dalam plastik CD kita gunakan hubungan
λCDnCD = λudnud
λCD(1,5) = (750 nm)(1)
λCD = 500 nm

Soal 2
Seberkas sinar datang dari udara ke suatu cairan melalui dinding kaca.  Diketahui indeks bias 1,5. Jika sinar itu jatuh dari udara pada permukaan kaca dengan sudut datang 600 dan keluar dari sisi kaca yang lain lalu masuk ke cairan dengan sudut bias 300, indeks bias cairan itu adalah . . . .
A. 0,5
B. 1,0
C. 0,5√3
D. √3
E. 2,5√3

Jawab: D
Diketahui: indeks bias cahaya di udara nud = 1, indek bias cahaya dalam kaca adalah nk = 1,5, sudut datang θi = 60° dan sudut bias θr = 30°, maka
Dengan menggunakan hukum Snellius kita cari sudut bisa dalam kaca, yaitu
nud sin θi = nk sin θr
(1) sin 600 = (1,5) sin θr
sin θr = √3/3
Cahaya akan keluar dari kaca dan masuk ke dalam cairan dengan sudut bias θr1 = 300. Sudut datang dari kaca adalah θi1 = θr, maka dengan menerapkan hukum Snellius untuk kaca-cairan kita peroleh
nk sin θi1 = nc sin θr1
(1,5)(√3/3) = nC sin 300
nC = √3

Soal 3
Seorang anak mengamati berkas cahaya yang datang dari balik lapisan kaca tebal. Berkas cahaya tersebut datang pada permukaan kaca dengan membentuk sudut 30° terhadap permukaan kaca. Jika tebal kaca adalah 6 cm dan indeks biasnya √3 dan indeks bias udara adalah 1, pergeseran berkas cahaya tersebut adalah . . . .
A. ½ cm
B. √3 cm
C. 5√3/3 cm
D. 2√3 cm
E. 2,5 cm

Jawab:
Diketahui: tebal kaca d = 6 cm dan indeks bias kaca nk = √3 dan indeks bias udara nud = 1,
cahaya datang pada permukaan kaca dengan membentuk sudut 30° terhadap permukaan kaca sehingga
θud = 900 – 300 = 600
nu sin θud = nka sin θka
(1) sin 600 = √3 sin θka
sin θka = 300
Pergeseran berkas cahaya kita hitung dengan menggunakan persamaan,
t = dsin (θud – θka)/cos θka
  = 6 cm sin (600 – 300)/cos 300
t = 2√3 cm

Soal 4
Diatas suatu permukaan kaca terdapat lapisan air (n = 1,33). Seberkas cahaya menenmbus batas permukaan kaca-air tersebut dan mulai mengalami pemantulan internal total pada sudut datang 530. Indeks kaca yang dipakai adalah . . . . (tan 370 = ¾)
A. 1,43
B. 1,55
C. 1,66
D. 1,8
E. 1,82

Jawab: C
Cahaya mengalami pemantulan internal total berarti sudut datangnya = sudut kritis. Sudut kritis berarti sinar dari rapat ke renggang dan r = 900.
sin ik/sin r = nair/nkaca
sin 530/sin 900 = 1,33/nkaca
0,8/1 = 1,33/nkaca
nkaca = 1,66
Jadi, Indeks kaca yang dipakai adalah 1,66

Soal 5
Dalam sebuah tabung yang diisi eter (indeks bias n = 1,36), jarak antara permukaan cairan dengan alas tabungnya adalah 17 cm. Jika kita memandang secara tegak lurus dari permukaan, berapa jauhkah kelihatannya jarak antara alas tabung dan permukaan cairan?
A. 8,5 cm
B. 10 cm
C. 12,5 cm
D. 15 cm
E. 17 cm

Jawab: C
Diketahui: indeks bias cahaya di udara nud = 1,0, indeks bias eter net = 1,36, jarak antara permukaan cairan dengan alas tabung s = 17 cm, maka jarak antara alas tabung dan permukaan tabung jika dilihat tegak lurus dari udara adalah dengan menggunakan persamaan
n1/s + n2/s = (n2n1)/R
Karena permukaan datar (permukaan air) maka R = ∞, dan n1 = neter = 1,36 (karena benda yang diamati berada dalam eter), n2 = nudara = 1,0, sehingga
n1/s + n2/s = 0
1,36/17 cm + 1/s’ = 0
s' = – 17/1,36 = –12,5 cm

Soal 6
Dodi sedang menyelam di kolam renang pada kedalaman 0,5 m dari permukaan air. sementara itu, Doni yang berbaring di atas papan loncat kolam renang berada 3,5 m di atas permukaan air. jika diketahui nudara  =1 dan nair = 4/3, jarak antara Dodi dan Doni menurut dodi adalah . . . .
A. 3,5 cm
B. 4,0 cm
C. 4,5 cm
D. 5,3 cm
E. 5,5 cm

Jawab: D
Diketahui: indeks bias cahaya di udara nud = 1,0, indeks bias air nair = 4/3, jarak antara Dodi dan Dono s = 3,5 cm + 0,5 cm = 4,0 cm, maka jarak antara Dodi dan Dono jika dilihat tegak lurus dari air (oleh Dono) adalah dengan menggunakan persamaan
n1/s + n2/s = (n2n1)/R
Karena permukaan datar (permukaan air) maka R = ∞, dan n1 = nudara = 1 (karena benda yang diamati berada di udara), n2 = nair = 4/3, sehingga
n1/s + n2/s = 0
1/4,0 cm + (1,33)/s’ = 0
s' = – 1,33 x 4,0 cm = –5,32 cm

0 Response to "Soal Uji Kompetensi Pembiasan Cahaya"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel