Soal Interaktif Gelombang Cahaya
Petunjuk:Perhatikan teks berikut untuk menjawab soal nomor 33–35!
Sekelompok peserta didik kelas 12 melakukan eksperimen untuk menyelidiki sifat gelombang cahaya, interaksi cahaya dengan bahan optik, dan hubungannya dengan arus listrik dan medan magnet. Mereka menggunakan laser merah (λ = 650 nm) yang diarahkan ke celah ganda untuk mengamati pola interferensi pada layar. Jarak antarcelah 0,25 mm, dan layar diletakkan sejauh 2,5 m dari celah. Mereka mengukur jarak antarterang maksimum pada pola sebesar 6,5 mm. Hasan juga mengukur panjang bayangan suatu benda yang terbentuk oleh cahaya dari celah sempit. Ia mencatat nilai hasil pengukuran sebesar 0,0730 m.
33. Berdasarkan data eksperimen, manakah pernyataan berikut yang benar? (Bisa lebih dari satu)
Jawaban benar: 2 dan 4.
Pembahasan:
Pola interferensi pada celah ganda diberikan oleh:
Dengan:
- λ = panjang gelombang cahaya (650 nm)
- L = jarak layar (2,5 m)
- d = jarak antar celah (0,25 mm)
Substitusi: y = (650×10⁻⁹ × 2,5) / 0,25×10⁻³ ≈ 6,5 mm. Jadi jawaban 2 dan 4 tepat.
34. Validitas pengamatan (Pilih Tepat/Tidak Tepat):
| Pernyataan | Tepat | Tidak Tepat |
|---|---|---|
| Jarak antarterang maksimum seharusnya 6,5 mm jika semua data digunakan dengan benar. | ||
| Jika panjang gelombang diganti menjadi 500 nm, pola terang akan makin rapat. | ||
| Jarak layar yang lebih jauh dari celah akan menyebabkan pola terang makin rapat. |
Jawaban benar:
- 1 → Tepat
- 2 → Tepat
- 3 → Tidak Tepat
Pembahasan:
Pola terang bergantung pada formula y = (λ × L) / d. Jika λ mengecil, y mengecil → pola makin rapat. Jika L bertambah, y bertambah → pola makin renggang.
35. Kaidah angka penting (Hasil pengukuran Hasan: 0,0730 m)
Jawaban benar: C
Pembahasan:
Penulisan 0,0730 m menunjukkan alat dapat membaca hingga 0,0001 m. Angka nol terakhir adalah digit taksiran, yang mencerminkan ketelitian pengukuran. Jadi jawaban C tepat.
Pembahasan Soal 33–35
Eksperimen Celah Ganda Cahaya
Informasi Awal Eksperimen
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Panjang gelombang laser merah, λ | 650 nm = 650 × 10-9 m |
| Jarak antar celah, d | 0,25 mm = 0,25 × 10-3 m |
| Jarak layar dari celah, L | 2,5 m |
| Jarak antar terang maksimum, y | 6,5 mm = 6,5 × 10-3 m |
| Panjang bayangan benda dari celah sempit | 0,0730 m |
Rumus interferensi celah ganda: y = λL / d
Soal 33
Pernyataan yang benar:
- Makin dekat jarak antar dua celah, pola terang makin renggang
Rumus: y = λL / d Jika d mengecil, y membesar → pola makin renggang. ✅ Benar - Jarak antar terang maksimum ditentukan oleh panjang gelombang, jarak layar, dan jarak antarcelah
Sesuai rumus, y bergantung pada λ, L, d. ✅ Benar - Jika panjang gelombang diperbesar, jarak antar terang mengecil
Rumus: y ∝ λ Jika λ membesar, y juga membesar → ❌ Salah - Jarak 6,5 mm antar pola terang cocok dengan hasil interferensi cahaya
Hitung: y = 650 × 10^-9 × 2,5 / 0,25 × 10^-3 = 6,5 mm ✅ Benar - Pola terang dan gelap hanya muncul jika cahaya mengalami pembiasan
Pola muncul akibat interferensi, bukan pembiasan → ❌ Salah
Jawaban Soal 33: 1, 2, 4
Soal 34
Tentukan Tepat atau Tidak Tepat:
| Pernyataan | Analisis | Tepat/Tidak Tepat |
|---|---|---|
| Jarak antar terang maksimum seharusnya 6,5 mm jika semua data digunakan dengan benar | Dari perhitungan y = 6,5 mm | Tepat |
| Jika panjang gelombang diganti 500 nm, pola terang akan makin rapat | Rumus: y ∝ λ, jika λ lebih kecil → y lebih kecil → pola rapat | Tepat |
| Jarak layar lebih jauh dari celah menyebabkan pola terang makin rapat | Rumus: y ∝ L, jika L lebih besar → y membesar → pola renggang | Tidak Tepat |
Jawaban Soal 34: Tepat, Tepat, Tidak Tepat
Soal 35
Analisis angka penting untuk hasil pengukuran Hasan: 0,0730 m
Angka 0,0730 m → 3 angka penting
- “7”, “3” → angka signifikan
- “0” terakhir → digit taksiran, menunjukkan ketidakpastian → termasuk angka penting
| Opsi | Analisis | Status |
|---|---|---|
| A | Menulis 0,0730 m menunjukkan presisi sama dengan 0,073 m → salah | ❌ |
| B | Membulatkan menjadi 0,07 m jika hanya dua angka penting → mengurangi informasi pengukuran → kurang tepat | ❌ |
| C | Angka nol terakhir adalah digit taksiran → mencerminkan ketidakpastian → benar | ✅ Jawaban benar |
| D | Salah karena menyatakan hanya angka bukan nol yang dihitung → salah konsep; nol terakhir tetap angka penting | ❌ |
| E | Menambah nol di belakang tidak meningkatkan akurasi → salah | ❌ |
Jawaban Soal 35: C
Ringkasan Jawaban
| Soal | Jawaban |
|---|---|
| 33 | 1, 2, 4 |
| 34 | Tepat, Tepat, Tidak Tepat |
| 35 | C |