Seberkas Cahaya Monokromatis Dijatuhkan Pada Dua Celah Sempit Vertikal

Pembahasan soal SBMPTN Bidang study fisika tentang cahaya dan alat optik ini meliputi beberapa subtopik dalam bab cahaya dan alat optik yaitu pemantulan pada cermin datar, bayangan pada cermin cekung, bayangan pada cermin cembung, persamaan pada cermin, pembiasan cahaya, pemantulan sempurna, kedalaman semu, pembiasan cahaya pada prisma, lensa, dan alat optik. Dari beberapa soal yang pernah keluar dalam soal SBMPTN Fisika, model soal tentang cahaya dan alat optik antara lain menentukan jarak agar perbesaran anguler lup maksimum, menganalisis proses dispersi cahaya, menentukan kekuatan lensa kacamata agar mata dapat melihat dengan jelas, menentukan sudut pantul pada cermin datar, menentukan jarak fokus dan kekuatan lensa lup, menentukan jarak fokus lensa bikonkaf, menentukan panjang gelombang berkas cahaya, menentukan lebar celah agar terjadi pola difraksi maksimum orde pertama, menentukan besar fokus lensa bikonvek, dan menganalisis pembiasan cahaya pada prisma.

Soal one

Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu suara dengan menggunakan lup berkekuatan 10 dioptri. Jika ia memiliki titik dekat mata 30 cm dan ingin memperoleh pembesaran anguler maksimum, maka kartu suara harus ditempatkan di depan lup pada jarak ….
A. 5,5 cm
B. 6,5 cm
C. 7,5 cm
D. 8,5 cm
E. nine,5 cm

Pembahasan :

Dik : D = ten dioptri, PP = thirty cm.

Jarak fokus lensa

⇒ f = 10 cm

Jarak kartu ke lup

⇒	PP	=	PP	+ 1
	s		f

⇒	thirty	=	xxx	+ ane
	s		10

⇒ 30 = 4s
⇒ s = thirty/iv
⇒ south = 7,5 cm

Jadi, kartu suara harus ditempatkan di depan lup pada jarak7,v cm.

Jawaban : C

Soal 2

Dispersi cahaya dapat terjadi jika seberkas cahaya sejajar polikromatik dibiaskan ….
(i) Pada bidang datar yang membatasi dua medium berbeda
(two) Pada prisma
(3) Pada permukaan sferis yang memisahkan dua medium berbeda
(4) Lensa sferis

Pembahasan :

Bila cahaya dilewatkan ke zat yang memiliki indeks bias berbeda maka dapat selalu disferis karena cahaya memiliki indeks bias yang berbeda. Jadi, semua opsi benar.

Jawaban : E

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Induksi Elektromagnetik.

Soal 3

Seseorang yang titik dekatnya ada pada jarak l cm di depan lensa matanya, hendak membaca buku yang diletakkan pada jarak 25 cm. Agar orang tersebut dapat membaca dengan jelas, maka ia harus menggunakan kacamata berkekuatan …
A. -2 dioptri
B. -½ dioptri
C. 2 dioptri
D. 3 dioptri
East. six dioptri

Pembahasan :

Dik : TD = 50 cm, s = 25 cm.

Kekuatan lensa :

⇒ P = 4 − 2
⇒ P = 2 dioptri

Jawaban : C

Soal 4

Lensa bikonvek terbuat dari bahan kaca dengan indeks bias 1,five. Permukaan lensa memiliki jejari kelengkungan 10 cm dan 20 cm. Jika lensa terletak di udara, maka besar fokus lensa tersebut adalah …
A. 10 cm
B. eleven,three cm
C. 12,iii cm
D. 13,3 cm
E. xiv cm

Pembahasan :

Dik : due north_thousand
= 1,five; due north_u
= 1, R₁
= ten cm, R₂
= 20 cm

Fokus lensa:

⇒	1	= (	northk	− 1).(	i	+	1	)
	f		northwardu		R1		Rtwo

⇒	1	= (	1,5	− 1).(	1	+	i	)
	f		i		10		20

⇒ 1/f = 3/40
⇒ f = twoscore/3
⇒ f = 13,three cm.

Jawaban : D

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Gelombang Elektromagnetik.

Soal 5

Seorang siswa berpenglihatan normal (jarak baca minimumnya 25 cm) mengamati benda kecil melalui lup dengan berakomodasi maksimum. Jika benda itu 10 cm di depan lup, maka …
(one) Jarak fokus lensa lup 16⅔ cm
(ii) Kekuatan lensa lup half-dozen dioptri
(3) Perbesaran bayangan 2,5 kali
(4) Perbesaran bayangan menjadi 2 kali perbesaran tanpa akomodasi

Pembahasan :

Dik : Sn = 25 cm, s’ = -25 cm, s = ten cm

Jarak fokus lensa:

⇒	1	=	1	+	ane
	f		southward		southward’

⇒ f = -250/-15
⇒ f = 50/iii

⇒ f = 16⅔ cm
Penyataan (i) benar.

Kekuatan lensa:

⇒ D = 6 dioptri
Pernyataan (2) benar.

Perbesaran bayangan :

⇒ Chiliad = 2,five kali
Pernyataan (3) benar.

Perbesaran untuk mata tak berakomodasi:

⇒ M’ = i,5 kali
Berarti G ≠ 2M’
Pernyataan (4) salah.

Jadi, opsi yang benar adalah 1, 2, dan 3.

Jawaban : A

Soal half-dozen

Sebuah lensa bikonkaf simetris berjari-jari viii cm dan berindeks bias one,5. Jarak fokus lensa tersebut ketika berada di dalam medium yang berindeks bias 1,6 adalah …
A. -8 cm
B. 8 cm
C. twenty cm
D. 64 cm
E. -64 cm

Pembahasan :

Dik : R = eight cm, northward₁
= 1,five, n₂
= 1,vi
Lensa bikonkaf merupakan lensa yang cekung kiri kanan sehingga R bernilai negatif.

Berdasarkan rumus fokus lensa:

⇒	1	= (	n1	− one).(	1	+	1	)
	f		due northtwo		R1		R2

⇒	one	= (	i,5	− ane).(	one	+	1	)
	f		1,6		-8		-8

⇒	1	= (	-0,1	).(	-2	)
	f		1,6		eight

⇒ one/f = 1/64
⇒ f = 64 cm

Jawaban : D

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Medan Listrik dan Gaya Coulomb.

Soal 7

Seberkas cahaya monokromatis dijatuhkan pada dua celah sempit vertikal berdekatan dengan jarak d = 0,01 mm. Pola interferensi yang terjadi ditangkap pada jarak xx cm dari celah. Diketahui bahwa jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap pertama di sebelah kanan adalah 7,2 mm. Panjang gelombang berkas cahaya itu adalah …
A. 180 nm
B. 270 nm
C. 360 nm
D. 720 nm
E. 1800 nm

Pembahasan :

Dik : d = 0,01 mm = 10^-5
1000, L = twenty cm = 0,ii m, d_m-g
= 7,ii mm = 7,2 ten x^-3
1000

Jarak garis gelap pertama ke terang pusat :
⇒ y = ½d_{grand-thousand}

⇒ y = ½ (seven,two 10 10^-3)
⇒ y = 3,half dozen x 10^-three
m

Dari rumus interferensi minimum (gelap):

⇒ 10-v m	3,half-dozen x 10-3	= (i – ½) λ
	0,ii

⇒ ½ λ = 1,eight x ten^-seven

⇒ λ = three,6 x 10^-7
g
⇒ λ = 360 nm

Jawaban : C

Soal 8

Suatu celah sempit tunggal dengan lebar a disinari oleh cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5890 angstrom. Lebar celah agar terjadi pola difraksi maksimum society pertama pada sudut 30^o
adalah …
A. 5890 Å
B. 11780 Å
C. 17670 Å
D. 23670 Å
East. 29450 Å

Pembahasan :

Dik : λ = 5890 Å, θ = 30^o

Difraksi maksimum order ke-one thousand pada celah tunggal dirumuskan sebagai berikut:
a sin θ = ½ (2k + 1) λ

Dengan :
a = lebar celah
k = 1, two, 3, …

λ = panjang gelombang

Difraksi orde pertama :

⇒ a sin 30o =	(two.one + one)(5890)
	two

⇒ a = 17670 Å.

Jawaban : C

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Energi dan Daya Listrik.

Soal 9

Hasil pembiasan dari cahaya monokromatik yang melalui prisma ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Berdasarkan data pada gambar, dapat dinyatakan bahwa …
(1) Sudut pembias prisma = 60^o

(2) Indeks bias bahan prisma adalah √2
(3) Deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar thirty^o

(four) Sudut kritis bahan prisma terhadap udara adalah 50^o

Pembahasan :

Perhatikan gambar berikut!

Sudut pembias prisma
⇒ β = r₁
+ i₂

⇒ β = xxx^o
+ 30^o

⇒ β = 60^o

Pernyataan (ane) benar.

Indeks bias bahan prisma

⇒ northward = √two
Pernyataan (2) benar.

Karena pernyataan (1) dan (2) benar, maka pasti pernyataan (three) juga benar. Jadi untuk menghemat waktu langsung periksa penyataan (4).

Sudut kritis

⇒ sin i_thousand
= ½√ii
⇒ sin i_k
= 45^o

Jadi, opsi yang benar adalah 1, 2, dan 3.

Jawaban : A