Perhatikan gambar percobaan kisi difraksi di atas panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah

1.   Percobaan  celah  ganda menggunakan  panjang gelombang λ, celah d, dan  jarak layar L menghasilkan  jarak Δy  (jarak antara  pita terang  dan pita gelap  yang berdekatan)  saat di udara.  Jika percobaan  dilakukan  di dalam air, pernyataan  yang benar adalah...

A.    Orde yang terbentuk  lebih sedikit karena panjang gelombang  di air lebih kecil.

B.    Orde yang terbentuk  lebih sedikit karena indeks bias air lebih besar.

C.    Jarak antara pita  terang dan pita gelap  lebih pendek  karena  panjang gelombang  cahaya di air lebih kecil.

D.    Jarak antara pita  terang dan pita gelap  lebih panjang karena panjang gelombang  cahaya di air lebih besar.

E.    Jarak  antara pita  terang dan pita gelap  lebih pendek  karena  panjang gelombang  cahaya di air lebih besar.

Pembahasan : C

Persamaan :

dy/L = nλ

Jarak antara pita  terang dan pita gelap  lebih pendek  karena  panjang gelombang  cahaya di air lebih kecil.

n di air > n di udara

2.   Seorang  siswa melakukan  percobaan  difraksi menggunakan kisi yang memiliki  300 garis/mm. Pada  layar diperoleh pola terang orde pertama berjarak 1,8 cm dari terang pusat dan  layar berjarak  30 cm dari kisi. pernyataan yang benar berdasarkan  data tersebut  adalah  . . .

A. Orde kedua terbentuk  pada  jarak 9 mm.

B. Orde kedua  terbentuk  pada  jarak 18 mm.

C. Orde kedua terbentuk  pada  jarak 36 mm.

D. Panjang gelombang  yang digunakan  20 nm.

E. Panjang  gelombang yang digunakan 2.000  nm.

Pembahasan : C

dy1/L = nλ

1/300/mm (1,8 cm/30 cm) = 1 λ

λ = 0,2 x 10-3 mm

λ = 2.000 A

d y2/L = n λ

y2    = nλL.N

       = 2. 2.000. 0,3.300

       = 36mm

3.   Layar  diletakkan sejauh 150 cm dari celah  ganda. Jarak antara  kedua celah adalah 0,04 mm sehingga membentukterang  kedua berjarak  3 cm

dari  terang pusat. Pernyataan yang benar berdasarkan  data diatas adalah . . .

A.  Orde maksimal yang terbentuk  adalah 50.

B.  Jarak antara terang yang berdekatan 1,5  cm.

C. Panjang  gelombang  yang digunakan  sebesar 500 nm.

D. Terang kedua  berada di 4 cm jika  layar didekatkan  dengan celah.

E.  Diperlukan  jarak layar yang  lebih jauh agar terbentuk  terang  kedua pada  jarak 1 cm.

Pembahasan : B

dy2/L = nλ

λ     = dy2/L.n

       = 4 . 3/2. 1,5

       = 400 nm

Orde maksimum jika sin θ = 1

d     = nλ

n     = d/λ

n     = 4. 10-5/4.10-7

n     = 100

4.   Perhatikan percobaan  interferensi celah ganda berikut ini!

Berdasarkan  skema  di atas, pernyataan  yang benar adalah...

A. Panjang  gelombang yang digunakan 100 nm.

B. Panjang  gelombang  yang digunakan 1.000 A.

C. Terang ketiga berjarak  6,25 mm dari terang pusat.

D. Terang  kedua berjarak  18,75 mm dari terang pusat.

E. Jarak  terang pertama dan terang kedua 6,25 mm.

Pembahasan : E

Gunakan persamaan

     dy/L = nλ


Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA yang lain, bisa klik di bawah ini !

20 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

21 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Alat Optik

23 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gelombang Elektromagnetik

24 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Hukum Hooke

25 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gerak Harmonik Sederhana

Page 2

Percobaan Young: Interferensi Celah Ganda

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) SMA-IPA bidang studi Fisika dengan materi pembahasan Gelombang Cahaya yang meliputi:

• interferensi celah ganda, 
• difraksi celah tunggal, dan 
• difraksi pada kisi.

Diagram di bawah ini menggambarkan percobaan Young.

Jika d adalah jarak antara 2 celah, L adalah jarak celah ke layar, dan P2 adalah jarak garis terang ke-2 dari terang pusat, maka panjang gelombang cahaya yang digunakan (1Å = 10−10 m) adalah .... A.   3.000 B.   4.000 C.   5.000 D.   5.500

E.   6.000

Diketahui:

jarak celah-layar	:	L = 1 m
lebar antarcelah	:	d = 10−3 m
orde interferensi	:	n = 2
jarak pola interferensi	:	P2 = 10−3 m

Percobaan Young di atas berlaku rumus:

Sesuai dengan data yang ada, rumus di atas kita sesuaikan menjadi

                2λ = 10−6 m
                  λ = 0,5×10−6 m
                     = 5×10−7 m
                     = 5×10−7 × 1010 Å                      = 5000 Å Jadi, panjang gelombang yang digunakan pada percobaan Young tersebut adalah 5000 Å (C).

Pada percobaan interferensi, celah ganda yang digunakan berjarak 1 m dari layar. Panjang gelombang cahaya yang digunakan 5.10−7 m. Jika terang ketiga berjarak 7,5 mm dari terang pusat maka:

1. jarak kedua celah 0,4 mm
2. jarak kedua celah 0,2 mm
3. jarak terang ke gelap berdekatan 1,25 mm
4. jarak terang ke terang berdekatan 1,5 mm

Pernyataan yang benar adalah .... A.   1 dan 2 B.   1 dan 3 C.   1 dan 4 D.   2 dan 3

E.   2 dan 4

Diketahui:

jarak celah-layar	:	l = 1 m
panjang gelombang	:	λ = 5×10−7 m
orde interferensi	:	n = 3
jarak pola interferensi	:	p = 7,5×10−3 m

Rumus yang berlaku pada percobaan interferensi celah ganda atau percobaan Young adalah:

Berdasarkan rumus di atas, jarak antarcelah (d) pada percobaan di atas adalah

     = 0,2.10−3 m
     = 0,2 mm    
[pernyataan 2 benar] Perhatikan pola interferensi yang terjadi pada percobaan di atas!

Jarak terang ke-3 dari terang pusat adalah 7,5 mm, berarti:

• jarak terang ke terang berdekatan 

= 7,5 mm : 3 = 2,5 mm 
[pernyataan 4 salah]

• jarak terang ke gelap berdekatan

= 7,5 mm : 6 = 1,25 mm
[pernyataan 3 benar]

Jadi, pernyataan yang benar adalah pernyataan nomor 2 dan 3 (D).

Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5.000 Å (1 Å = 10−10 m) melewati celah tunggal menghasilkan pola difraksi orde terang pertama seperti pada gambar.

Lebar celahnya sebesar …. A.   0,001 mm B.   0,004 mm C.   0,012 mm D.   0,017 mm

E.   0,019 mm

Diketahui:

panjang gelombang	:	λ = 5×10−7 m
sudut bias	:	θ = 30°
orde interferensi	:	n = 1

Rumus yang berlaku untuk difraksi celah tunggal adalah 

d sin θ = nλ

Sehingga lebar celah tunggal (d) tersebut adalah [sin 30° = 0,5] 

d × 0,5 = 1 × 5×10−7 m

          d = 10−6 m
             = 10−3 mm              = 0,001 mm Jadi, lebar celah tunggal tersebut adalah 0,001 mm (A).

Sebuah kisi difraksi disinari cahaya dengan panjang gelombang 5000 Å (1Å = 10−10 m). Bila sudut bias 30° menghasilkan garis terang orde pertama, konstanta kisi yang digunakan adalah ....

A.   1 × 10−6 m

B.   4 × 10−6 m
C.   5 × 10−6 m
D.   4 × 10−7 m
E.   8 × 10−7 m

Diketahui:

panjang gelombang	:	λ = 5×10−7 m
sudut bias	:	θ = 30°
orde interferensi	:	n = 1

Rumus yang berlaku untuk peristiwa difraksi pada kisi (celah banyak) adalah 

d sin θ = nλ

dengan d adalah lebar tiap celah pada kisi yang sering disebut konstanta kisi. Sehingga nilai tetapan kisi tersebut adalah 

d sin 30° = 1 × 5×10−7

   d × 0,5 = 5 × 10−7
             d = 1 × 10−6

Jadi, konstanta kisi yang digunakan pada peristiwa difraksi tersebut adalah 1 × 10−6 m (A).

Sebuah kisi difraksi dengan konstanta kisi 500 garis/cm digunakan untuk mendifraksikan cahaya pada layar yang berjarak 1 m dari kisi. Jika jarak antara dua garis terang berurutan pada layar adalah 2,4 cm maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah …. A.   400 nm B.   450 nm C.   480 nm D.   560 nm

E.   600 nm

Konstanta kisi 500 garis/cm berarti dalam 1 cm terdapat 500 garis sehingga lebar tiap garis adalah 

d = 1/500 cm

   = 2.10−3 cm
   = 2.10−5 m

Data-daya lain yang dapat diperoleh dari soal adalah 

l = 1 m 

n = 1 
p = 2,4 cm
   = 2,4×10−2 m

Pada peristiwa difraksi kisi berlaku hubungan 

d sin θ = nλ

Karena diketahui jarak celah ke layar (l) maka berlaku sin θ = p/l sehingga diperoleh

λ = 4,8×10−7 m
   = 4,8×10−7 × 109 nm
   = 4,8×102 nm
   = 480 nm

Jadi, panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah 480 nm (C). Pembahasan soal Gelombang Cahaya yang lain bisa dilihat di:

Pembahasan Fisika UN 2014 No. 23

Pembahasan Fisika UN 2015 No. 17 dan 18
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 28
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 32
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 29
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 16
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 21

Simak juga, Pembahasan Fisika UN: Alat-Alat Optik.

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.