10 Soal & Pembahasan Gelombang Cahaya (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

Bab gelombang cahaya identik dengan difraksi pada percobaan celah tunggal, celah ganda, dan kisi. Bagaimana tips dan triknya supaya tidak menghafal rumus bab ini? Kita akan ulas tuntas di 10 soal & pembahasan gelombang cahaya (bagian 1) pilihan ganda.

Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

1. Teori yang menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya ditemukan oleh . . .

A. Hertz

B. Maxwell

C. Zeeman

D. Huygens

E. Thomas Young

Pembahasan :

Cepat rambat gelombang elektromagnetik adalah 3 x 10⁸ m/s atau sama dengan cepat rambat cahaya. Teori ini dikemukakan oleh Maxwell.

Jawaban B

2. Perhatikan pernyataan berikut!

1) Kecepatan cahaya adalah 3 x 10⁸ m/s

2) Dualisme cahaya dapat terjadi pada saat bersamaan

3) Cahaya dapat melentur (difraksi) dan bergabung (inteferensi)

4) Berkas cahaya dapat dipengaruhi oleh medan magnet dan medan listrik yang kuat

Pernyataan yang benar mengenai teori tentang cahaya ditunjukkan oleh nomor . . .

A. 1, 2, dan 3

B. 1, 2, dan 4

C. 1, 3, dan 4

D. 2, 3, dan 4

E. 3 dan 4

Pembahasan :

Cahaya adalah gelombang, tetapi pada skala mikro (kuantum) sifat-sifat cahaya sebagai gelombang terkdang tidak dapat menjelaskan fenomena yang terjadi. Kita dapat menggunakan pendekatan cahaya adalah partikel. Inilah yang disebut dualisme cahaya.

Kita tahu bahwa cahaya adalah gelombang, sehingga sifat atau karakteristik gelombang adalah dapat dilenturkan (difraksi), digabungkan (interferensi) dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi).

Jawaban A

3. Cahaya putih yang melewati prisma akan terurai menjadi cahaya berwarna-warni (pelangi). Peristiwa ini disebut . . .

A. Difraksi

B. Dispersi

C. Refleksi

D. Absorbsi

E. Interferensi

Pembahasan :

Fenomenasi ini disebut penguraian cahaya (dispersi). Contohnya adalah warna pada permukaan gelembung sabun, terbentunya pelangi, prisma dsb.

Jawaban B

4. Penyebab cahaya tidak dapat terpolarisasi adalah . . .

A. Refleksi

B. Abdorbsi selektif

C. Refraksi

D. Hamburan

E. Difraksi

Pembahasan :

Dari keempat pilihan A, B, C, dan D menyebabkan cahaya dapat terpolarisasi

Jawaban E

5. Berikut urutan gelombang elektromagnetik berikut dari frekuensi rendah ke tinggi adalah . . .

A. Sinar tampak, sinar UV, sinar gamma

B. Sinar inframerah, sinar x, sinar tampak

C. Sinar x, sinar inframerah, sinar ultraviolet

D. Sinar ultraviolet, sinar tampak, sinar inframerah

E. Gelombang TV, sinar ultraviolet, sinar inframerah

Pembahasan :

Gelombang Elektromagnetik		Tingkat Frekuensi
Gelombang radio		Semakin rendah
Gelombang mikro (radar), TV
Sinar inframerah
Sinar tampak	Merah
	Jingga
	Kuning
	Hijau
	Biru
	Nila
	Ungu
Sinar UV
Sinar X
Sinar gamma		Semakin tinggi

Jawaban A

6. Berikut urutan gelombang elektromagnetik yang benar dari periode kecil ke besar adalah . . .

A. Sinar x, sinar gamma, cahaya biru, cahaya hijau

B. Gelombang radar, cahaya hijau, cahaya biru, gelombang radio

C. Sinar inframerah, sinar ultraviolet, cahaya hijau, cahaya biru

D. Sinar gamma, sinar x, cahaya biru, cahaya hijau

E. Gelombang radar, sinar gamma, cahaya biru, cahaya hijau

Pembahasan :

Periode (T) berbanding terbalik dengan frekuensi (f). Semakin tinggi frekuensi, maka semakin kecil periodenya. Perhatikan tabel pada pembahasan soal nomor 5.

Jawaban D

7. Gelombang cahaya dapat saling berinterferensi satu sama lain dengan syarat:

1) Memiliki fase yang sama

2) Memiliki frekuensi yang sama

3) Memiliki amplitudo yang sama

4) Dua sinar koheren

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor . . .

A. 1, 2, dan 3

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 4

E. 1, 2, 3, dan 4

Pembahasan :

Interferensi adalah penggabungan dua gelombang. Interferensi dapat saling menguatkan atau melemahkan. Istilahnya interferensi maksimum dan interferensi minimum.

Jawaban C

8. Percobaan interferensi celah ganda digunakan sinar merah monokromatis. Pada layar akan terlihat . . .

A. Garis merah dan gelap saling berselang-seling dengan garis yang di tengah merah

B. Garis merah dan gelap berselang-seling dengan garis yang ditengah gelap

C. Garis berwarna seperti pelangi dengan garis yang di tengah gelap

D. Garis berwarna seperti pelangi dengan garis yang di tengah gelap

E. Garis terang dan gelap berselang-seling dengan garis yang di tengah putih

Pembahasan :

Pada pola interferensi pada celah ganda, kita akan menemukan terang pusat. Pada bagian tengah akan terang dan lainnya berpola gerap terang. Jika sinar yang digunakan sinar laser merah, maka yang keluar akan sinar merah begitupun kuning.

Jawaban A

9. Perhatikan faktor-faktor berikut!

1) Jarak celah ke layar (l)

2) Panjang gelombang (λ)

3) Jarak antara dua celah (d)

4) Selang waktu penyinaran (t)

Faktor-faktor yang mempengaruhi jarak antara terang pusat dengan terang ke-n pada percobaan Young ditunjukkan nomor . . .

A. Semua benar

B. 1, 2, dan 3

C. 2 dan 4

D. 1 saja

E. 3 saja

Pembahasan :

Jarak antara terang pusat ke terang orde ke-n atau gelap ke-n (P) bergantung pada jarak celah ke layar (l), panjang gelombang (λ), dan jarak antara dua celah (d).

Jawaban B

10. Interferensi percobaan Young memiliki jarak pisah antara terang ke-1 dan terang pusat sebesar 5 mm. Jarak celah ke layarnya adalah 3 m dan kedua celah terpisah sejauh 2 mm. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah . . .

A. 1500 nm

B. 2100 nm

C. 2500 nm

D. 3300 nm

E. 8400 nm

Pembahasan :

Pada percobaan celah ganda, jarak antara terang pusat ke terang ke-1 memiliki nilai m = 1, jarak terang pusat ke gelap ke-1 memiliki m = 1/2. Kita dapat menyesuaikan sendiri, jika terang ke-4 atau gelap ke-2

Diketahui :

m = 1

d = 2 mm = 2 x 10⁶ nm

P = 5 mm = 5 x 10⁶ nm

l = 3 m = 3 x 10⁹ nm

Ditanya : panjang gelombang (λ)

P.d/ l = m. λ

λ = P.d/ m. l

λ = (5 x 10⁶)( 2 x 10⁶) / 1(3 x 10⁹)

λ = 3,3 x 10³ nm

λ = 3300 nm

Jawaban D