Pada SBMPTN, soal optika muncul dari mata uji Fisika, yang menjadi bagian dari TKA (Tes Kemampuan Akademik) Saintek. Jadi bagi Quipperian tidak mengambil materi TKA Saintek, ayo persiapkan diri kamu. Dari 15 soal fisika, pertanyaan seputar materi optika ini biasanya muncul sebanyak dua soal.

Akan tetapi yang perlu Quipperian tahu, topik tentang optika tidak melulu hanya berkisar cermin dan lensa, lho! Karena pada intinya, optika merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya. Gejala-gejala fisis yang dialami cahaya begitu menumbuk suatu bahan, antara lain interferensi (berpadu), difraksi (melentur), dispersi (mengurai), refleksi (memantul), dan refraksi (pembiasan).

Nah, biar kamu enggak pusing, kali ini Quipper Blog mau mengajak kalian membahas contoh soal optika, masing-masing dua contoh untuk sifat fisis interferensi dan juga refleksi. Kuy!

I. Interferensi

Interferensi cahaya adalah perpaduan dua gelombang cahaya atau lebih. Jika terdapat dua gelombang cahaya yang berinterferensi konstruktif (saling menguatkan), akan dihasilkan pola garis terang (interferensi maksimum) pada layar. Akan tetapi, jika dua gelombang cahaya berinterferensi destruktif (saling melemahkan), akan dihasilkan pola garis gelap (interferensi minimum) pada layar. Contoh soal mengenai interferensi adalah sebagai berikut:

Contoh Soal 1

Cahaya monokromatik yang berasal dari sebuah lampu mempunyai panjang gelombang 600 nm. Cahaya tersebut digunakan pada percobaan interferensi Young yang mempunyai jarak antarcelah 2,0 x 10^-5 m dengan jarak antara celah dan layar 0,60 m. Pernyataan-pernyataan yang benar berikut ini adalah…

(1) Jarak pita gelap pertama ke pusat adalah 8,0 mm.

(2) Jarak pita terang pertama ke pusat adalah 18,0 mm.

(3) Jarak pita gelap kedua ke pusat adalah 24,0 mm.

(4) Cahaya yang digunakan mempunyai frekuensi sebesar 5 x 10¹⁴ Hz.

1. jika (1), (2), dan (3) yang benar
2. jika (1) dan (3) yang benar
3. jika (2) dan (4) yang benar
4. jika hanya (4) yang benar
5. jika semua jawaban benar

(SBMPTN, 2017)

Pembahasan:

Diketahui:

Ditanya: pernyataan yang benar

Jawab:

Untuk dapat menentukan pernyataan yang benar, setiap pernyataan harus dianalisis.

Pernyataan (1): Jarak pita gelap pertama ke pusat adalah 8,0 mm.

Dengan menggunakan rumus interferensi minimum, diperoleh:

Jadi, pernyataan (1) salah. Jika pernyataan (1) salah maka pilihan jawaban A, B, dan E salah. Pilihan jawaban yang mungkin adalah C dan D.

Pernyataan (2): Jarak pita terang pertama ke pusat adalah 18,0 mm.

Dengan menggunakan rumus interferensi maksimum, diperoleh:

Jadi, pernyataan (2) benar. Dengan demikian, pilihan jawaban yang benar adalah C, yaitu (2) dan (4) yang benar.

Contoh Soal 2

Pada percobaan Young, seberkas cahaya ditembakkan dari sebuah sumber yang jaraknya 1,0 m dari celah-ganda yang terpisah sejauh 0,025 mm. Percobaan tersebut menghasilkan frinji (cincin) terang orde ke-2 berjari-jari 5,00 cm dari pusat terang. Pernyataan yang benar terkait fenomena tersebut adalah…

(1) Panjang gelombang cahaya yang ditembakkan adalah 625 nm.

(2) Frinji terang orde ke-3 berjari-jari 6,25 cm dari pusat.

(3) Jarak pisah frinji terang pertama dan kedua adalah 2,50 cm.

(4) Jika jarak pisah celah-ganda adalah 0,010 mm, frinji–frinji akan tampak bertumpuk.

1. jika (1), (2), dan (3) yang benar
2. jika (1) dan (3) yang benar
3. jika (2) dan (4) yang benar
4. jika hanya (4) yang benar
5. jika semua jawaban benar

(SBMPTN, 2013)

Pembahasan:

Diketahui:

Ditanya: pernyataan yang benar

Jawab:

Untuk dapat menentukan pernyataan yang benar, setiap pernyataan harus dianalisis.

Pernyataan (1): Panjang gelombang cahaya yang ditembakkan adalah 625 nm.

Dengan menggunakan rumus interferensi maksimum, diperoleh:

Jadi, pernyataan (1) benar. Jika pernyataan (1) benar maka pilihan jawaban C dan D salah. Pilihan jawaban yang mungkin adalah A, B, dan E.

Pernyataan (2): Frinji terang orde ke-3 berjari-jari 6,25 cm dari pusat.

Jadi, pernyataan (2) salah. Jika pernyataan (2) salah maka pilihan jawaban A dan E salah. Dengan demikian, pilihan jawaban yang benar adalah B, yaitu (1) dan (3) yang benar.

II. Refleksi

Refleksi atau pemantulan gelombang adalah peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian gelombang ketika bertemu dengan bidang batas antara dua medium. Pada peristiwa refleksi, berlaku hukum pemantulan berikut:

1. Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Bentuk aplikasi dari sifat refleksi ini ada pada cermin, lensa, mikroskop, hingga lup. Berikut ini beberapa contoh soal terkait sifat refleksi cahaya.

Contoh Soal 1

Sebuah benda diletakkan tepat di tengah antara titik fokus dan permukaan cermin cekung. Bayangan yang terbentuk adalah…

(1) diperbesar dua kali

(2) tegak

(3) mempunyai jarak bayangan yang sama dengan jarak fokus

(4) maya

1. jika (1), (2), dan (3) yang benar
2. jika (1) dan (3) yang benar
3. jika (2) dan (4) yang benar
4. jika hanya (4) yang benar
5. jika semua jawaban benar

Pembahasan:

Benda diletakkan tepat di tengah antara titik fokus dan permukaan cermin cekung → s=f/2

Untuk dapat menentukan pernyataan yang benar, setiap pernyataan harus dianalisis.

Pernyataan (1): diperbesar dua kali

Tentukan dahulu jarak bayangan benda menggunakan rumus jarak fokus:

Dengan menggunakan rumus perbesaran bayangan benda, diperoleh:

Jadi, pernyataan (1) benar. Jika pernyataan (1) benar maka pilihan jawaban C dan D salah. Pilihan jawaban yang mungkin adalah A, B, dan E.

Pernyataan (4): maya

Perbesaran bayangan benda (M) bernilai negatif, artinya bayangan bersifat maya.

Jadi, pernyataan (4) benar. Jika pernyataan (4) benar maka pilihan jawaban A dan B salah. Dengan demikian, pilihan jawaban yang benar adalah E, yaitu semua jawaban benar.

Contoh Soal 2

Sebuah mikroskop terdiri atas lensa objektif (f_ob= 0,5 cm) dan lensa okuler (f_ok = 2 cm). Jarak antara kedua lensa adalah 22 cm. Jika jarak baca normal pengamat 15 cm dan ia mengamati benda menggunakan mikroskop dengan mata tanpa berakomodasi, perbesaran alat adalah…

1. 20 kali
2. 145 kali
3. 160 kali
4. 292,5 kali
5. 294 kali

Pembahasan:

Diketahui:

Ditanya: perbesaran alat (M)

Jawab:

Tentukan dahulu jarak benda ke lensa okuler (s_ok) menggunakan rumus jarak fokus:

Tentukan jarak bayangan ke lensa objektif (s’_ob) menggunakan rumus panjang mikroskop:

Tentukan dahulu jarak benda ke lensa objektif (s_ob) menggunakan rumus jarak fokus:

Dengan menggunakan rumus perbesaran alat, diperoleh:

Jadi, pilihan jawaban yang benar adalah D, yaitu 292,5 kali.

Bagaimana, Quipperian, apakah contoh-contoh soal optika di atas membantu kamu lebih memahami materi ini? Kamu tidak perlu khawatir, tipe soal seperti yang telah dibahas beserta ribuan soal beserta pembahasan lainnya dapat kamu pelajari juga melalui Quipper Video, lho! Melalui Quipper Video, kamu bisa jauh lebih memahami materi optika dan juga materi-materi SBMPTN lainnya. Jadi, tunggu apa lagi? Berlangganan Quipper Video sekarang, yuk. Klik link ini, ya!

Sumber:

• https://learn.quipper.com/course/5a4c576d4c5d44000e002d12/topic/5a7203e880a8aa0014000f46/quiz/attempt/1/question/1/lesson/1/chapter/1
• https://learn.quipper.com/course/5a4c576d4c5d44000e002d12/topic/5a7203e980a8aa0014001048/quiz/attempt/1/question/13
• https://learn.quipper.com/course/5a4c576d4c5d44000e002d12/topic/5a7203e980a8aa0014001048/quiz/attempt/1/question/14
• https://learn.quipper.com/course/5a4c576d4c5d44000e002d12/topic/5a7203e980a8aa0014001048/quiz/attempt/1/question/15
• https://learn.quipper.com/course/5a4c576d4c5d44000e002d12/topic/5a7203e980a8aa0014001048/quiz/attempt/1/question/16

Penulis: Laili Miftahur Rizqi

Yuk, Belajar Optika: Sifat Fisis Cahaya beserta Contohnya!