Bank Soal Fisika SMA Difraksi dan Interferensi Cahaya

Soal

Pilgan

Pembahasan

Sinar berwarna tunggal dengan panjang gelombang $\lambda$ ditembakkan tegak lurus pada kisi yang memiliki 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 ketika kisi diganti dengan kisi yang memiliki tetapan 2d agar jarak garis terang pertama dan panjang gelombang konstan adalah ....

A

L/4

B

L/2

C

D

E

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang gelombang $\left(\lambda\right)$ tetap

Tetapan kisi awal (d₁) = d

Tetapan kisi akhir (d₂) = 2d

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

$\frac{d_1y}{d_2y}=\frac{n\lambda L_1}{n\lambda L_2}$

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

$\frac{1}{2}=\frac{L}{L_2}$

$L_2=2L$

Jadi, jarak layar ke kisi yang baru (L₂) ketika kisi diganti dengan kisi yang memiliki tetapan 2d agar jarak garis terang pertama dan panjang gelombang konstan adalah 2L.