Bank Soal Fisika SMA Difraksi dan Interferensi Cahaya

Soal

Pilgan

Pembahasan

Sinar berwarna tunggal dengan panjang gelombang $\lambda$ ditembakkan tegak lurus pada kisi yang terdiri dengan tetapan kisi d. Pola difraksi ditangkap pada layar yang berjarak L dengan jarak garis terang pertama dengan terang pusat adalah y. Jarak layar ke kisi yang baru agar jarak garis terang pertama dengan terang pusat konstan apabila panjang gelombang diubah menjadi $2\lambda$ adalah ....

A

0,25L

B

0,5L

C

1,5L

D

E

2,5L

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang gelombang awal $\lambda_1=\lambda$

Panjang gelombang akhir $\lambda_2=2\lambda$

Tetapan kisi d tetap

Jarak awal kisi ke layar (L₁) = L

Jarak garis terang pertama dengan terang pusat (y) tetap

Ditanya:

Jarak layar ke kisi yang baru $L_2=?$

Jawaban:

Kisi difraksi merupakan alat yang sangat berguna untuk menganalisis sumber-sumber cahaya. Kisi terdiri atas banyak celah sejajar berjarak sama. Sebuah kisi dapat memiliki ribuan garis (goresan) per sentimeter.

Jika terdapat N garis per satuan panjang, tetapan kisi d, adalah kebalikan dari N.

$d=\frac{1}{N}$

Persamaan yang dapat digunakan dalam kisi difraksi adalah

$d\sin\theta=n\lambda$

untuk menentukan jarak layar ke kisi, persamaan diatas dapat dimodifikasi menjadi persamaan berikut

$d\left(\frac{y}{L}\right)=n\lambda$

$dy=n\lambda L$

kemudian

$\frac{dy}{dy}=\frac{n\lambda_1L_1}{n\lambda_2L_2}$

$1=\frac{\lambda L}{\left(2\lambda\right)L_2}$

$\left(2\lambda\right)L_2=\lambda L$

$L_2=\frac{L}{2}$

Jadi jarak layar ke kisi yang baru (L₂) agar jarak garis terang pertama dengan terang pusat konstan apabila panjang gelombang diubah menjadi $2\lambda$ adalah L/2 atau 0,5L.