ohmedfisika: Celah Ganda

Contoh Soal dan Pembahasan Celah Ganda

Contoh Soal
Perhatikan diagram difraksi celah ganda berikut ini.

Jika panjang gelombang berkas cahaya 6000Å dan jarak antar celah 0,6 mm, tentukan :
a) jarak terang kedua dari terang pusat
b) jarak terang keempat dari terang pusat
c) jarak antara terang kedua dan terang keempat
d) jarak gelap kelima dari terang pusat
e) jarak antara gelap kelima dan terang kedua
f) jarak antara 2 garis terang yang berurutan
g) jarak antara 2 garis gelap yang berurutan
h) jarak antara garis terang dan garis gelap yang berurutan
i) jumlah garis terang yang nampak pada layar
(Sumber gambar dan angka : Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2009/2010 Kode P04)
Pembahasan
Data yang bisa diambil dari soal :
Jarak layar → L = 80 cm = 0,8 m = 8 x 10⁻¹ m
Jarak antar celah → d = 0,6 mm = 6 x 10⁻⁴ m
Panjang gelombang cahaya → λ = 6000 Å = 6000 x 10⁻¹⁰ m = 6 x 10⁻⁷ m
a) jarak terang kedua dari terang pusat → n = 2, pola terang
$\100dpi \\\frac{dY}{L}=n\lambda \\ \frac{(6\times 10^{-4})Y}{(8\times 10^{-1})}=2(6\times 10^{-7})\\ Y=16\times 10^{-4}=1,6 \times 10^{-3}\,\,m$
b) jarak terang keempat dari terang pusat → n = 4, pola terang
$\100dpi \\\frac{dY}{L}=n\lambda \\ \frac{(6\times 10^{-4})Y}{(8\times 10^{-1})}=4(6\times 10^{-7})\\ Y=32\times 10^{-4}=3,2 \times 10^{-3}\,\,m$
c) jarak antara terang kedua dan terang keempat
$\100dpi \\\Delta Y = Y_{T_4}-Y_{T_2}\\ \Delta Y = (3,2 \times 10^{-3})-(1,6 \times 10^{-3})\\ \Delta Y = 1,6 \times 10^{-3}\,\,m$
d) jarak gelap kelima dari terang pusat → n = 5, pola gelap
$\100dpi \\\frac{dY}{L}= (n-\frac{1}{2})\lambda \\ \frac{(6\times 10^{-4})Y}{(8\times 10^{-1})}= (5-\frac{1}{2})(6\times 10^{-7})\\ Y=\frac{(4,5)(6\times 10^{-7})(8\times 10^{-1})}{(6\times 10^{-4})}\\Y=36\times 10^{-4}=3,6\times 10^{-3}\,\,m$
Catatan : Jika menggunakan persamaan ^dY/_L = (n + ¹/₂)λ maka nilai n untuk gelap kelima adalah n = 4
e) jarak antara gelap kelima dan terang kedua
$\100dpi \\\Delta Y = Y_{G_5}-Y_{T_2}\\\Delta Y=(3,6\times 10^{-3})-(1,6\times 10^{-3})=2,0\times 10^{-3}\,\,m$
f) jarak antara 2 garis terang yang berurutan
Dua garis terang yang berurutan bisa T₁ ke T₂ , T₂ ke T₃ atau T_o ke T₁. Ambil jarak antara T_o ke T₁, karena T_o berada pada jarak “nol”, sehingga cukup mencari jarak T₁ :
$\100dpi \\\Delta Y = Y_{T_1}=\frac{n\lambda L}{d}=\frac{\lambda L}{d}\\ \Delta Y =\frac{(6\times 10^{-7}) (8\times 10^{-1})}{6\times 10^{-4}}=8\times 10^{-4}=0,8\times 10^{-3}\,\,m$
g) jarak antara 2 garis gelap yang berurutan
Jarak 2 garis gelap yang berurutan akan sama dengan jarak 2 garis terang yang berurutan
h) jarak antara garis terang dan garis gelap yang berurutan
Ambil jarak antara terang pusat ke gelap pertama sehingga
$\100dpi \\\Delta Y =Y_{G_1}=\frac{(n-\frac{1}{2})\lambda L}{d}=\frac{1}{2}\frac{\lambda L}{d}\\ \Delta Y=\frac{(6\times 10^{-7})(8\times 10^{-1})}{2(6\times 10^{-4})}\\\Delta Y = 4\times 10^{-4}=0,4\times 10^{-3}\,\,m$
i) jumlah garis terang yang nampak pada layar
$\100dpi \\d\,sin\,\theta = n\lambda \\ (6\times 10^{-4})(1)=n(6 \times 10^{-7})\\ n=\frac{6\times 10^{-4}}{6 \times 10^{-7}}=10^{3}\,\,garis$

ohmedfisika

Celah Ganda

Tidak ada komentar:

Posting Komentar