contoh aplikasi sehari-hari pembiasan gelombang

Lensa adalah peralatan sangat penting dalam kehidupan manusia. Mikroskop menggunakan susunan lensa untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang. Kamera menggunakan susunan lensa agar dapat merekam obyek dalam film. Teleskop juga memanfaatkan lensa untuk melihat bintang-bintang yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari bumi.

Kuat lensa berkaitan dengan sifat konvergen (mengumpulkan berkas sinar) dan divergen (menyebarkan sinar) suatu lensa. Untuk Lensa positif, semakin kecil jarak fokus, semakin kuat kemampuan lensa itu untuk mengumpulkan berkas sinar. Untuk Lensa negatif, semakin kecil jarak fokus semakin kuat kemampuan lensa itu untuk menyebarkan berkas sinar. Oleh karenanya kuat lensa didefinisikan sebagai kebalikan dari jarak fokus.

contoh aplikasi sehari-hari pembiasan cahaya

Contoh hal pembiasan dalam hal sehari-hari adalah seperti pada kasus sedotan minuman yang kelihatan bengkok dan lebih besar di dalam air, atau pada kasus dasar kolam kelihatan lebih cetek dari kedalaman sebenarnya.

- kaca spion pada kendaraan

- kaca pengintai pada supermarket

- kaca spion pada tikungan jalan

pemantulan sempurna

Sinar dalam optika adalah berkas sempit cahaya yang diidealkan. Sinar digunakan untuk memodelkan pemancaran cahaya melalui sebuah sistem optik, dengan membagi medan cahaya ke dalam sinar diskret (terpisah) yang kemudian dapat disebarkan melalui sistem menggunakan teknik pelacakan sinar. Ini memungkinkan sistem optik yang sangat rumit dianalisis secara matematis atau disimulasikan oleh komputer.

Ada berbagai sinar khusus yang dapat digunakan dalam pemodelan optik untuk menganalisis sistem optik.

Interaksi dengan permukaan

• Sinar datang adalah berkas cahaya yang menyentuh permukaan. Sudut antara sinar ini dan garis tegak lurus dengan permukaan (garis normal) adalah sudut datang
• Sinar pantul, berhubungan dengan suatu sinar datang, adalah sinar yang mewakili cahaya yang dipantulkan oleh permukaan. Sudut antara garis normal dengan sinar pantul disebut sebagai sudut pantul. Hukum pemantulan cahaya menyebutkan untuk permukaan yang tidak menghamburkan cahaya sudut pantul selalu sama dengan sudut datang.
• Sinar bias, berhubungan dengan suatu sinar datang, mewakili cahaya yang diteruskan/ditransmisikan melalui permukaan. Sudut antara sinar ini dengan garis normal dikenal sebagai sudut pembiasan, dan dapat dihitung dari Hukum Snellius.
• Pada bahan tertentu sinar yang terbiaskan dapat terpecah menjadi sinar biasa dan sinar luar biasa, dengan indeks bias berbeda.

pengertian pemantulan sempurna

Ketika kita memandang suatu benda, cahaya dari benda itu merambat langsung ke mata kita. Karena itu kita dapat melihat benda tersebut. Sebagian besar benda-benda yang kita lihat tidak memancarkan cahaya sendiri seperti bulan, manusia, kertas, dan meja. Benda yang tidak memancarkan cahaya memantulkan cahaya dari sumber cahaya ke mata kita. Dengan demikian, apa yang terlihat, secara fundamental akan tergantung pada sifat cahaya. Oleh sebab itulah sifat cahaya selalu merupakan pokok bahasan yang menarik untuk dipelajari.
Optika geometri adalah cabang ilmu pengetahuan tentang cahaya yang mempelajari sifat-sifat perambatan cahaya seperti pemantulan, pembiasan, serta prinsip jalannya sinar-sinar.

Pemantulan Cahaya
Berdasarkan keadaan permukaan bidang pantulnya, pemantulan cahaya dapat dibagi dua, yaitu:
· Pemantulan teratur, contohnya pada cermin
· Pemantulan baur atau difus, contohnya pada kertas

Hukum pemantulan

-)	sinar datang, sinar pantul dan garis normal berpotongan pada satu titik dan berada pada satu bidang datar
-)	sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)

Pemantulan pada cermin datar
Sifat bayangan pada cermin datar adalah:
-) maya
-) sama besar dengan benda
-) tegak dan menghadap berlawanan arah dengan bendanya
-) jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin

Banyaknya bayangan (n) yang dibentuk oleh dua buah cermin datar yang membentuk sudut tertentu (a) adalah : n = (360°/a)-1

soal pemantulan sempurna

A. Pilihan Ganda
1. Yang bukan merupakan sifat bayangan pada cermin datar adalah ....
a. sama besar dengan bendanya
b. tegak
c. jarak bayangan = jarak benda
d. lebih kecil dengan bendanya
e. tidak dapat ditangkap layar

2. Banyaknya bayangan yang dibentuk oleh dua buah cermin datar yang membentuk sudut 60° satu sama lain adalah .....
a. 2 d. 5
b. 3 e. 6
c. 4
3. Dua buah cermin datar disusun saling tegak lurus. Seberkas sinar didatangkan pada salah satu cermin. Setelah sinar itu mengalami pemantulan dua kali maka arah sinar pantul terhadap sinar datang adalah …
a. tegak lurus
b. membentuk sudut 45°
c. sejajar, searah
d. membentuk sudut 60°
e. sejajar, berlawanan arah
4. Seseorang berdiri 2 m di depan cermin datar. Jarak orang tersebut dengan bayangannya adalah
a. 2 m d. 8 m
b. 4 m e. 10 m
c. 6 m
5. Benda diletakkan diantara pusat kelengkungan dan fokus sebuah cermin cekung. Sifat bayangan yang terbentuk adalah …
a. nyata, tegak, diperkecil
b. maya, tegak, diperbesar
c. nyata, terbalik, diperbesar
d. maya, tegak, diperkecil
e. nyata, terbalik, diperkecil
6. Sebuah benda berada di depan cermin cekung dengan fokus 15 cm. Bayangan yang terbentuk maya dengan perbesaran 5 kali. Jarak benda ke cermin adalah …
a. 45 cm d. 12 cm
b. 36 cm e. 10 cm
c. 18 cm
7. Sebuah cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan cermin 20 cm akan menghasilkan bayangan nyata dan diperbesar 2 kali jika benda diletakkan di muka cermin sejauh …
a. 60 cm d. 15 cm
b. 45 cm e. 10 cm
c. 30 cm
8. Cermin cekung sering digunakan dokter gigi untuk memeriksa lubang kecil. Alassan yang paling tepat karena …
a. cermin cekung adalah cermin positif
b. cermin cekung adalah cermin negatif
c. cermin cekung mampu memberikan bayangan nyata diperbesar
d. cermin cekung mampu memberikan bayangan maya diperbesar
e. cermin cekung selalu menghasilkan bayangan diperbesar
9. Sebuah benda diletakkan 4 cm di depan cermin cembung dengan jari-jari kelengkungan 40 cm. Perbesaran bayangan yang terbentuk adalah … kali
a. 1/4 d. 4/4
b. 2/4 e. 5/4
c. 3/4
10. Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung adalah …
a. nyata, tegak, diperbesar
b. maya, tegak, diperbesar
c. nyata, terbalik, diperkecil
d. maya, tegak, diperkecil
e. maya, terbalik, diperkecil
11. Sebuah benda diletakkan 4 cm di depan cermin cembung yang berfokus 6 cm. Letak bayangan yang terbentuk adalah …
a. 6 cm di depan cermin
b. 12 cm di belakang cermin
c. 6 cm di belakang cermin
d. 16 cm di depan cermin
e. 12 cm di depan cermin
12. Seberkas cahaya masuk ke dalam air dengan sudut datang 30°. Jika indeks bias air 4/3 maka sudut biasnya sebesar ….
a. 10° d. 40°
b. 12° e. 50°
c. 22°
13. Seberkas sinar datang pada lapisan minyak (n = 1,45) yang terapung di atas air (n = 1,33) dengan sudut datang 30°. Sudut bias sinar tersebut di dalam air adalah …
a. 12° d. 35°
b. 22° e. 42°
c. 30°
14. Ketika cahaya diarahkan dari udara ke air, maka …
a. cepat rambat berkurang dan panjang gelombang berkurang
b. cepat rambat berkurang dan frekuensi berkurang
c. frekuensi berkurang dan panjang gelombang berkurang
d. cepat rambat bertambah dan panjang gelombang bertambah
e. frekuensi bertambah dan panjang gelombang berkurang
15. Jika pada permukaan gelas (n = 3/2) dijatuhkan sinar monokromatis dengan panjang gelombang 6000Å maka sinar yang dibiaskan mempunyai panjang gelombang …
a. 1000 Å d. 4000 Å
b. 2000 Å e. 5000 Å
c. 3000 Å
16. Frekuensi gelombang sinar merah 4x1014 Hz. Jika cepat rambat cahaya di udara 3x108 m/s, maka panjang gelombang merah di dalam air (n = 4/3) adalah …
a. 2,365 nm d. 5,375 nm
b. 3,275 nm e. 6,425 nm
c. 4,625 nm
17. Sebuah benda diletakkan pada jarak 10 cm di depan lensa cembung yang berfokus 6 cm. Letak bayangan yang terbentuk adalah …
a. 15 cm d. 30 cm
b. 20 cm e. 35 cm
c. 25 cm
18. Sebuah lensa cembung memiliki jarak fokus 8 cm. Untuk memperoleh bayangan tegak dan diperbesar dua kali, maka benda harus diletakkan di …
a. 4 cm di depan lensa
b. 10 cm di belakang lensa
c. 6 cm di depan lensa
d. 12 cm di belakang lensa
e. 8 cm di belakang lensa
19. Jika sebuah benda diletakkan pada jarak 4 cm di depan sebuah lensa divergen yang berfokus 12 cm, maka bayangan yang terbentuk adalah …
a. maya, tegak, diperbesar
b. nyata, terbalik, diperbesar
c. nyata, tegak, diperbesar
d. nyata, terbalik, diperkecil
e. maya, tegak, diperkecil
20. Jarak fokus sebuah lensa tipis (n = 3/2) di udara adalah 25 cm. Jika lensa dimasukkan di air (n = 4/3) maka kekuatan lensanya menjadi
a. 1 dioptri d. 5/3 dioptri
b. 5/2 dioptri e. 5/6 dioptri
c. 5/4 dioptri

B. Uraian
1. Sebuah benda yang tingginya 4 mm diletakkan di depan sebuah cermin cembung sejauh 2 cm. Jika jarak fokus cermin 8 cm, tentukan:
a. letak bayangan
b. perbesaran bayangan
c. tinggi bayangan
d. sifat bayangan

2. Jari-jari kelengkungan sebuah cermin cekung 60 cm. Sebuah benda yang tinnginya 90 mm diletakkan di depan cermin sehingga terbentuk bayangan yang terletak 40 cm di belakang cermin. Tentukan:
a. letak bayangan
b. perbesaran bayangan
c. tinggi bayangan
d. sifat bayangan
3. Sebuah keping sejajar terbuat dari kaca dengan indek bias (nk = 3/2) tercelup dalam air (nair = 4/3), seperti pada gambar.

Seberkas sinar datang pada permukaan kaca dengan sudut 30°, masuk ke dalam kaca dan meninggalkan permukaan kaca yang bawah dengan sudut bias f
Hitung sin f !

4. Seberkas cahaya datang ke permukaan air dengan sudut 45°. Kecepatan cahaya dalam air 2,3x108 m/s. Hitunglah:
a. Indeks bias air
b. Sudut biasnya

5. Berapa sudut datang (i) ke sebuah balok kaca supaya di titik B terjadi pemantulan sempurna? (Indeks bias kaca = 1,36)

6. Hitunglah sudut kritis pada intan jika indeks bias intan 1,5.

7. Jari-jari sebuah lensa bikonveks (cembung-cembung) adalah 8 cm dan 12 cm. Bila benda diletakkan 21 cm di depan lensa maka terbentuk bayangan nyata pada jarak 42 cm di belakang lensa. Tentukan :
a. jarak fokus lensa .
b. indeks bias bahan lensa.

8. Dua cermin datar membentuk sudut 30° satu sama yang lain. Jika suatu benda diletakkan diantara kedua cermin, tentukan jumlah bayangan yang terbentuk.

dispersi cahaya

Dispersi

adalah peristiwa penguraian cahaya polikromarik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma.

Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias tiap warna cahaya. Cahaya berwarna merah mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.

Sudut dispersi

F = du - dm
F = (nu - nm)b

dm = sudut deviasi merah
du = sudut deviasi ungu
nu = indeks bias untuk warna ungu
nm = indeks bias untuk warna merah

Catatan :

Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah kita gunakan susunan Prisma Akhromatik.

Ftot = F kerona - Fflinta = 0

Untuk menghilangkan deviasi suatu warna, misalnya hijau, kita gunakan susunan prisma pandang lurus.

Dtot = Dkerona - Dflinta = 0

Dispersi Cahaya Tentukan Tingkat Pencemaran

Salah satu sifat cahaya adalah mengalami dispersi atau pembiasan jika melalui dua media yang berbeda, baik dari medium renggang ke medium rapat atau sebaliknya. Jika cahaya medium renggang ke medium rapat maka cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal dan sebaliknya.

Disperse cahaya dapat dimanfaatkan untuk menentukan tingkat pencemaran deterjen pada air.

Contohnya pada percobaan sbb:

digunakan sejumlah peralatan. Kubus transparan plastik, misalnya, digunakan sebagai tempat penampungan air atau sistem koloid yang diteliti. Ada pula senter diode dengan spesifikasi panjang gelombang 630 - 680 nm dan daya output <>

cara: Pertama, menyenteri kubus kosong dengan senter laser untuk dijadikan pembanding selisih sudut keluar dengan sudut masuk. Dalam hal ini, sudut masuk dan sudut keluar diberi tanda silang (x1) sebagai tanda untuk sudut masuk dan x2 sebagai tanda untuk sudut keluar pada sisi kubus tersebut dengan mengabaikan indeks bias kubus. Itu karena sudut masuk mengalami dua kali pembiasan, yaitu pada sisi pertama dan sisi kedua.

Kedua, kubus diisi air aquades. Ketiga, menyenteri dengan menggunakan senter laser pada tanda silang x1 yang telah dibuat dengan mengatur sudut masuk yaitu 30 derajat terhadap garis normal. Pengambilan hanya satu sudut agar memudahkan dalam melakukan pengamatan. Keempat, mencatat selisih jarak antara tanda silang pada kegiatan pertama dengan kegiatan ketiga yang akan dijadikan pembanding dalam melakukan kegiatan selanjutnya.

Kelima, mencampurkan air tadi dengan deterjen. Berat deterjen diubah-ubah untuk mendapatkan perbandingan persen berat yang berbeda-beda sehingga mendapatkan presentase 0,1 persen - 0,6 persen. Kadar deterjen diambil dikarenakan terbatasnya alat yang digunakan. Selain itu, kadar 0,1 persen sudah mencemari air. Ada pun cara mencari presentase deterjen, yaitu dengan membandingkan berat deterjen dengan berat sistem koloid keseluruhan dikali 100 persen. Langkah berikut, pengulangan kegiatan ketiga dan keempat, lalu dilakukan pencatatan.

Pencatatan hasil eksperimen dilakukan dengan menggunakan salah satu rumus dispersi cahaya:

t = d.sin (I-r):Cos r
t = selisih jarak antar asudut masuk (x1) dengan sudut keluar (x2)
d = jarak antara sisi pertama kubus dengan sisi kedua lkubus (14,6 cm)
i = sudut masuk (30 deajat)
r = sudut keluar.

Dari hasi eksperimen tersebut terlihat bahwa tiap-tiap detergen yang memiliki presentase berbeda akan menunjukkan perpindahan yang berbeda pula. Sebagai contoh, untuk detergen yang persentasenya 0,1 persen memiliki silisih perpindahan sudut 0,39 derajat, sedangkan untuk detergen dengan persentase 0,2 persen memiliki selisih perpindahan sudut 0,77 derajat.

Air akan semakin tercemar bila fase terdispersi dalam air semakin besar dan ini menyebabkan sudut keluaran (r) makin kecil. Ini dikarenakan oleh sifat cahaya, yaitu apabila melewati medium dari yang renggang ke medium yang agak rapat maka sudut keluarannya akan mendekati garis normal.

Dari serangkaian penelitian ini, disimpulkan bahwa terdapat penyimpangan dispersi cahaya pada sistem koloid apabila fase terdispersi ditingkatkan. Yaitu, makin besar persentase terdispersi dalam air, maka sudut keluarnya makin kecil dan makin kecil persentase fase terdispersi dalam air, maka sudut keluarnya makin besar.

Makin besar persentase fase terdispersi dalam air, maka perpindahan sudutnya makin besar dan makin kecil persentase fase terdispersi dalam air, maka makin kecil perpindahan sudutnya dibandingkan dengan sudut perpindahan sudut air bersih. Makin besar persentase fase terdispersi dalam air maka makin besar tingkat pencemarannya.

Jika suatu gelombang datang, alih-alih terdiri dari frekuensi tunggal (atau monokromatik),

terdiri dari beberapa frekuensi atau panjang gelombang yang bersuperposisi, maka tiap

komponen panjang gelombang akan dibiaskan dengan sudut yang berbeda, suatu gejala yang

disebut dengan dispersi. Jika cahaya putih yang dilewatkan dalam celah sempit melewati

sebuah prisma, maka sinar-sinar yang ke luar didispersikan menjadi

7 (Tujuh) warna yaitu Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo dan violet dengan panjang gelombang

400 -700 nm.

Prinsip Dispersi Cahaya Dg Prisma Spektrum Warna hasil Dispersi

Dispersi cahaya dengan menggunakan prisma sekarang ini telah digunakan dalam teknologi

spectroscopy bidang kimia analisis (Spektrofotometer). Dalam percobaan, pengaturan sudut

prisma terhadap arah datangnya cahaya sangat perpengaruh terhadap dispersi yang

dihasilkan.

Video Spektroskopi

Pada analisis spektrokimia, spektrum radiasi elektromagnetik digunakan untuk menganalisis senyawa kimia dan menelaah interaksinya dengan radiasi elektromagnetik. Suatu foton memiliki energi tertentu dan dapat menyebabkan transisi tingkat energi suatu atom atau molekul. Karena tiap spesies kimia mempunyai tingkat-tingkat energi yang berbeda, maka transisi perubahan energinya juga berbeda. Berarti suatu spektrum yang diperoleh dengan menempatkan beberapa fungsi frekuensi terhadap frekuensi radiasi elektromagnetik adalah khas untuk unsur kimia tertentu dan berguna untuk identifikasi [1]. Dalam dunia kedokteran metode spektroskopi telah digunakan, diantaranya untuk mengetahui unsur yang terkandung dalam suatu cairan dengan menggunakan alat spektrofotometer. Prinsip dari spektrofotometer adalah melewatkan cahaya dalam suatu larutan. Di awal penemuan spektrofotometer untuk melewatkan satu panjang gelombang dari cahaya digunakan grating, filter optik dan prisma. Kemudian akan diukur intensitas cahaya yang melewati larutan tersebut dengan menggunakan satu buah fotodioda. Spektrum warna hasil dari dispersi cahaya akan dideteksi oleh deret fotodioda, hal ini mempunyai tingkat kesulitan yang tinggi dikarenakan jarak spektrum warna dan jarak antar fotodioda tidak sama. Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, sebagai suatu inovasi maka akan di buat video spektroskopi, spektrum warna hasil dispersi cahaya akan ditangkap oleh kamera. Citra dari spektrum warna ini akan dirubah dalam profil garis.

Jika suatu gelombang monokromatik datang, terdiri dari beberapa frekuensi atau panjang gelombang yang bersuperposisi, maka tiap komponen panjang gelombang akan dibiaskan dengan sudut yang berbeda, suatu gejala yang disebut dengan dispersi.Karena itu cahaya putih terurai menjadi warna-warna bila dibiaskan dari udara ke bahan lain seperti air atau kaca [2]. Susunan ideal untuk mengamati spektrum atomik seperti pada gambar 1. Pada model warna RGB (gambar 2) , kedekatan dua buah warna dapat dianggap sama seperti jarak dua buah titik P₁ dan P₂ pada ruang dalam kubus. Jarak antara perbedaan tersebut dinyatakan dengan

d12 = √(R1-R2)²+(G1-G2)²+(B1-B2)²

Gambar 2. Kubus warna RGB dengan skala yang dinormalkan

Pada gambar 2 terlihat bahwa warna hitam diwakili oleh koordinat ruang (0,0,0) yang berarti intensitas semua warna pokok adalah nol persen dan warna putih oleh koordinat (1,1,1) yang berarti semua warna pokok berintensitas 100% karena nilai satu adalah maksimum untuk skala yang dinormalkan pada kubus tersebut. Bila semua warna pokok mempunyai intensitas yang sama dan berbeda diantara 0 dan 1,

maka yang tampak adalah warna abu-abu. Jadi citra abu-abu dengan mudah dapat dihasilkan dari citra warna RGB dengan mengambil nilai rata-rata dari ketiga komponen warna pokok merah, hijau dan biru. Tetapi karena ketiga warna pokok tadi dianggap tidak seragam dalam hal kemampuan kontribusi pada kecerahan, ada yang berpendapat bahwa secara konversi yang lebih tepat adalah menggunakan persamaan berikut :

Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B (2)

Dengan Y adalah nilai kecerahan pada citra abu - abu [3].

Dalam perancangan sistem ini meliputi tahapan diagram blok perancangan sistem, perancangan perangkat lunak, uji coba dengan sampel, pengambilan data dan analisa data. Perancangan sistem video spektroskopi terlihat pada gambar 4 .Sinar polikromatis datang melalui lensa dan melewati tabung reaksi. (kuvet) yang berisi sampel cairan. Sinar ini mengalami perubahan intensitas cahaya dari sumber asalnya. Cahaya ini akan diuraikan oleh prisma sehingga terbentuk spektrum warna. Spektrum warna ini akan diteruskan ke layar yang akan ditangkap oleh kamera dan dikirimkan ke komputer. Dari citra yang ditangkap kemudian dikonversi ke dalam profil garis dengan cara mengambil nilai RGB dari gambar spektrum warna kemudian dikonvesikan ke dalam nilai kecerahan citra abu-abu dengan menggunakan persamaan Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B sehingga di dapat profil garis dari spektrum warna.

Spektrum warna yang dihasilkan oleh dispersi prisma untuk beberapa sampel dapat dilihat pada gambar 5. Pada percobaan ini dilakukan juga pengambilan data dengan menggunakan webcam, akan tetapi terdapat kesulitan, karena webcam tidak dapat menerima cahaya yang berlebih, sehingga pengambilan data dilakukan pada jarak yang relatif jauh dibandingkan dengan handycam., sehingga gambar yang ditangkap tidak baik.

Dari gambar spektrum warna ini kemudian akan dicari profile garisnya, gambar profil garis untuk masing-masing sampel dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 5. Spektrum warna beberapa larutan

Untuk melihat perbedaan data profil garis maka dilakukan ploting. Karena dari data perbandingan selisih antara masing-masing profil garis sangat sedikit maka dilakukan metode mengurangi nilai profil garis blank kuvet (tanpa sampel cairan) dengan nilai dari masing-masing profil garis. Setelah itu dilakukan normalisasi. Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa masing-masing sampel cairan yang mempunyai warna sangat berbeda menghasilkan spektrum warna yang berbeda sedangkan sampel yang memiliki warna yang hampir sama tetapi memiliki kandungan yang berbeda akan menghasilkan spektrum warna dengan intensitas yang berbeda, hal ini dapat dilihat dengan menggunakan profil garis.

http://books.google.co.id/books?id=FGBm_msUKC8C&lpg=PA102&ots=n2gPovtHF_&dq=soal%20dan%20pembahasan%20pemantulan%20gelombang&pg=PA97#v=onepage&q=&f=true

pembiasan gelombang

Apabila gelombang merambat dari satu medium ke medium yang berlainan, arah perambatannya akan berubah disebabkan oleh perubahan halaju semasa melalui medium tersebut. Kesan ini dikenali sebagai pembiasan.

Pembiasan gelombang air berlaku apabila gelombang air merambat dari satu kawasan ke kawasan lain yang mempunyai kedalaman yang berlainan.

Halaju berubah menyebabkan arah perambatannya berubah, tetapi frekuensi gelombang air di kawasan air cetek dan kawasan air dalam adalah sama.

Gelombang air akan dibiaskan mendekati garis normal apabila merambat dari kawasan air cetek. Sebaliknya, gelombang air akan dibiaskan menjauhi garis normal apabila merambat dari kawasan air cetek ke kawasan air dalam.

Di kawasan air dalam, gelombang air merambat dengan halaju (v) yang lebih tinggi jika disbanding dengan kawasan air cetek. Begitu juga untuk panjang gelombang air di kawasan air dalam adalah lebih panjang daripada kawasan air cetek.

soal pemantulan gelombang

1. Suatu gerak lurus sepanjang sumbu –x dengan persamaan , X=(5t2 – 2t + 4 ) I meter. Bila t dalam sekon maka saat kecepatan sama dengan nol diperlukan waktu ….
   A. 0,1 S.
   B. 0,2 S.
   C. 0,4 S.
   D. 0,5 S.
   E. 1 S.
   2. Dua bolaA dan B, mA= 0,2 kg, mA = 0,3 kg keduanya dihubungkan dengan batang yang panjangnya 40 cm. Bila massa batang diabaikan besar momen inersia sistem ketika sistem diputar ditengah batang ….
   A. 0,4 Kgm2
   B. 0,3 Kgm2
   C. 0,2 Kgm2.
   D. 0,02 Kgm2.
   E. 0,002 Kg m2.
   3. Pada gerak harmonik, bila C adalh tetapan pegas, A = Amplitudo. Hubungan energi total ( Etot ) . Energi kinetik maksimum (Ekmaks). Dan Energi potensial maksimum ( Epmaks) yang benar adalah ….
   A. Etot = Ek maks + Ep maks = 2 C. A.
   B. Etot = Ek maks + Ep = C.A2.
   C. Etot = Ek maks = Ep maks = ½ C.A2.
   D. Etot = Ek maks + Ep maks = ½ C.A2
   E. Etot = Ep maks = C.A.
   4. Pipa organa terbuka, ketika terjadi nada atas pertama, jumlah perut dan simpul adalah
   A. 3 dan 2.
   B. 2 dan 3.
   C. 2 dan 2.
   D. 3 dan 3.
   E. 4 dan 3.
   5. Sumber bunyi diam, memancarkan bunyi dengan frekuensi = 680 Hz. Seseorang bergerak mendekati sumber bunyi tersebut dengan frekuensi 700 Hz. Bila cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, kecepatan orang adalah ….
   A. 690 m/s.
   B. 90 m/s.
   C. 60 m/s.
   D. 20 m/s.
   E. 10 m/s.
   6. ABCDEF bangun datar homogen.
   Koordinat titik berat benda terletak di ….
   A. (3,2).
   B. (3 1/3,2 2/3).
   C. (2 1/3,1 2/3).
   D. (2,2).
   E. 1 2/3,2).
   7. Dua gas mono atomik dengan perbandingan berat molekul 3 : 4 terletak pada dua tangki dimana kecepatan molekul kedua gas sama. Bila suhu gas pertama 27 o C, suhu gas kedua adalah …
   A. 700 K.
   B. 400 K.
   C. 300 K.
   D. 270 K.
   E. 200 K.
   8. Diagram P-V dibawah ini menunjukkan proses Isotermal adalah …
   9. Kawat lurus panjang berarus 0,2A. Jarak titik terhadap kawat yang besar induksi magnetiknya 5.10-7T adalah …
   A. 16 cm.
   B. 8 cm.
   C. 5 cm.
   D. 4 cm.
   E. 2 cm.
   10. Lilitan kawat penghantar melingkar dengan jari – jari 8 cm dialiri arus 3 A. Bila besar induksi magnetik dipusat lingkaran 3 10 –5T. jumlah lilitan kawat adalah ….
   A. 8.
   B. 4.
   C. 3.
   D. 2.
   E. 1.
   11. Adalah medan magnet honogen yang menjauhi pengamat. Arah gaya Lorenz pada penghantar adalah ….
   A. Kebawah.
   B. Keatas.
   C. Menjauhi pengamat.
   D. Mendekati pengamat.
   E. Berlawanan dengan arah medan meagnet.
   12. Sebuah partikel bermuatan q bergerak meleingkar beraturan dengan jari – jari R tegak lurus medan magnet B dan timbul gaya Lorenz F . Bila T adalah periode maka berlaku hubungan ….
   A. R = F. T/q.2 u.
   B. R = F. T . q.2u.
   C. R = q.2 u /F.T.
   D. R = F. T. 2 u/q.
   E. R = F/2 u.q.T.
   13. Kumpulan bahan – bahan diamagnetik yang benar adalah ….
   A. Alumunium, Platina, Tembaga.
   B. Bismuth, Alumunium, Tembaga.
   C. Alumunium, Seng, Tembaga.
   D. Seng, Bismuth, Emas.
   E. Besi, Baja, Nikel.
   14. Generator arus bolak – balik dengan 1000 lilitan, kecepatan sudut putar 100 rad/s, luas bidang kumparan 10 cm2 . Bila besar induksi magnet 2.10-2T, ggl maksimum yang dihasilkan adalah ….
   A. 100 volt.
   B. 110 volt.
   C. 200 volt.
   D. 210 volt.
   E. 220 volt.
   15. Dibawah ini adalah grafik tegangan dan kuat arus terhadap waktu. Grafik yang sesuai dengan induktor murni adalah ….
   16. Induktor mengandung hambatan murni 4 dipasang pada tegangan searah 100 volt . Ketika dipasang pada tegangan bolak – balik 110 volt ternyata kuat arus pada kedua keadaan sama besar. Besar reatansiinduktifnya adalah ….
   A. 9,6 .
   B. 6,9 .
   C. 6,36 .
   D. 3,36 .
   E. 2,26 .
   17. Lima kapasitor sejenis masing – masing kapasitas kapasitornya 40 mikro Farad dipasang seri, kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan bolak – balik. Bila persamaan arus yang mengalir i=(8 sin 100 t) A.Harga reaktansi kapasitas rangkaian adalah ….
   A. 1000.
   B. 120.
   C. 125.
   D. 1000.
   E. 1250.
   18. Rangkaianseri R-C dipasang pada tegangan bolak – balik dengan kuat arus 0,5 A. Bila harga R=150 dan tg Q=4/3, besar tegangan pada kapasitor adalah ….
   A. 200 volt.
   B. 100 volt.
   C. 75 volt.
   D. 50 volt.
   E. 10 volt.
   19. Rangkaian seri R-L-C, bila frekuensi sumber 750/Hz. Daya listrik yang diberikan pada rangkaian adalah ….
   A. 260 watt.
   B. 200 watt.
   C. 160 watt.
   D. 150 watt.
   E. 120 watt.
   20. Dalam rangkaian penerima besar frekuensi dapat diperbesar dengan cara ….
   A. Mendekatkan kepembangkit gelombang.
   B. Induktansi diri dibuat tetap.
   C. Kapasitor dibuat tetap.
   D. Memperkecil kapasitas kapasitor.
   E. Memperbesar kapasitas kapasitor.
   21. Penghantar PQ panjang 20 cm terletak dalam medan homogen, digerakkan dengan kecepatan 4m/s. Bila kuat arus yang timbul 0,25 A dan daya pada R sama dengan 0,008 watt besar medan magnet B adalah ….
   A. 2.10-3 T.
   B. 4.10-3T.
   C. 4,8.10-3T.
   D. 8.10-3T.
   E. 25.10-3T.
   22. Kumparan dengan 1250 lilitan berada dalam medan magnet homogen bila terjadi perubahan fluksmagnetik sebesar 4.10-3 Weber tiap dua sekon, besar ggl induksi yang timbul pada ujung – ujung kumparan adalah ….
   A. 2,5Volt.
   B. 5,0 Volt.
   C. 10 Volt.
   D. 12,5 Volt.
   E. 31,25 Volt.
   23. Dalam suatu rangkaian, arus mengalir turun dari 5 A menjadi 1 A dalam waktu 0,2 S. Apa bila dalam rangkaian timbul GGL induksi sebesar 12 Volt . Harga induktansi dari rangkaian adalah ….
   A. 12 H.
   B. 6 H.
   C. 0,6 H.
   D. 0,12 H.
   E. 0,06 H.
   24. Solenoida dengan 600 lilitan , panjang 8 cm penampang 5 cm2 . Solenoide tersebut dialiri arus listrik yang berubah 2 Ampere setiap sekon. Harga energi yang tersimpan ditengah solenoide adalah ….
   A. 48 J.
   B. 6 J.
   C. 3 J.
   D. 0,6 J.
   E. 0,3 J.
   25. Dalam waktu 5.10-4 sekon snyal gelombang radar yang dipancarkan dari radar tertangkap kembali. Jarak radar ketempat benda yang terdeteksi adalah ….
   A. 7500 m.
   B. 75000 m.
   C. 15000 m.
   D. 150000 m.
   E. 250000 m.
   26. Suatu gelombang elektro magnetik disuatu titik mempunyai medan listrik maksimum 12V/m. Harga induksi magnetik dititik tersebut adalah ….
   A. 3,6.109 Wb/m2.
   B. 3,6.108Wb/m2.
   C. 1,2.10-7Wb/m2.
   D. 4.10-8Wb/m2.
   E. 8.10-4Wb/m2.
   27. Prima kaca flinta dengan sudut pembias 12 o dengan nm = 1,64 , nu =1,67. Besar sudut dispersi yang terjadi antara garis spektrum merah dan ungu adalah ….
   A. 6o.
   B. 3,6o.
   C. 0,96o.
   D. 0,63o.
   E. 0,36o.
   28. Percobaan Young pada interferensi cahaya pada duacelah sempit. Beda lintasan anatara kedua cahaya yang lewat pada terang pertama adalah ….
   A. ½ .
   B. .
   C. 1,5 .
   D. 2 .
   E. 2,5 .
   29. Kisi dengan 3000 garis tiap cm. Bila sinus sudut antara cahaya yang lewat terang pusat dengan terang pertama sama dengan 0,14. Panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah ….
   A. 4,67.10-5m.
   B. 4.67.10-7m.
   C. 4,20.10-5m.
   D. 4,20.10-7m.
   E. 9,32.10-7.
   30. Dengan menggunakan alat interferometer, Michelson dan Morley memperoleh kesimpulan ….
   A. Cahaya merambat memerlukan medium Ether.
   B. Kecepatan cahaya relatif.
   C. Angkatan luar dipenuhi zat yang disebut Ether.
   D. Cahaya merambat tidak memerlukan medium, tidak relatif dan tidak terdapat Ether.
   E. Cahaya merambat diangkasa luar memerlukan medium, telatif dan Ether mengisi penuh.
   31. Pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 c. terhadap bumi, dari pesawat ditembakkan peluru dengan kecepataan 0,4 c. Searah dengan pesawat . Kecepatan peluru terhadap bumi adalah ….
   A. c.
   B. 0,6 c.
   C. 0,5 c.
   D. 0,4 c.
   E. 0,2 c.
   32. Roket panjang 10 meter ketika diam di bumi. Saat melaju dengan kecepatan 3/5 c akan terlihat oleh pengamat dibumi panjang roket tersebut adalah ….
   A. 16,6 m.
   B. 10,6 m.
   C. 8,0 m.
   D. 6,8 m.
   E. 6,0 m.
   33. Benda bergerak dengan kecepatan v, ternyata massa benda bergerak 1 ¼ kali massa benda diam. Maka besar v adalah ….
   A. 0,6 c.
   B. 0,69 c.
   C. 0,86 c.
   D. 0,8.9 c.
   E. 0,96 c.
   34. Benda hitam sempurna suhu mula – mula 727o C dipanaskan menjadi 1727 oC. Bila tetapan Boltzman 5,7.10 –8 Watt/m2K4. Perbandingan energi yang dipancarkan tiap satuan waktu dari suhu mula – mula dan suhu akhir adalah ….
   A. 16/3.
   B. 16/9.
   C. ¾.
   D. ½.
   E. 1/16.
   35. Dari grafik kurva energi pancr terhadap panjang gelombang yang sesuai dengan pergeseran Wien adalah ….
   36. Yang sesuai dengan pernyataan Planck, mengenai besar Energi foton adalah …
   A. Sebanding dengan panjang gelombang.
   B. Berbanding terbalik dengan frekuensi.
   C. Berbanding terbalik dengan panjang gelombang.
   D. Berbanding terbalik denagnm cepat rambat gelombang.
   E. Berbanding terbalik dengan cepat rambat gelombang dan berbanding lurus dengan panjang gelombang.
   37. Suatu permukaan logam yang mempunyai fungsi kerja 4,125 eV. Harga frekuensi ambang permukaan logam tsb adalah….
   A. 1,5.104Hz.
   B. 105Hz.
   C. 4,125.109Hz.
   D. 1015Hz.
   E. 8,25Hz.
   38. Permukaan logam disinari dengan sinar tertentu . Bila terjadi peristiwa efek Fotolistrik, jumlah elektron yang dipancarkan tiap satuan waktu adalah ….
   A. Berbanding terbalik dengan cahaya yang digunakan.
   B. Berbanding lurus dengan intesitas cahaya yang digunakan.
   C. Sebanding dengan energi kinetik maksimum.
   D. Berbanding terbalik dengan energi kinetik maksmum.
   E. Berbanding terbalik dengan kwadrat intensitasnya.
   39. Pada peristiwa Efek Compton , panjang gelombang foton setelah betumbukan dengan elektron dibandingkan dengan sebelum tumbukan adalah …
   A. Tetap, karena frekuensinya tetap.
   B. Lebih kecil.
   C. Selalu lebih besar.
   D. Lebih kecil karena frekuensinya berubah.
   E. Bisa lebih besar atau lebih kecil.
   40. Bila massa elektron = m, muatan = e, dipercepat dengan beda potensial = V. sereta tetapan Planck = h, panjang gelombang = . Maka panjang gelombang dapat dirumuskan ….
   A. = .
   B. = .
   C. =
   D. = .
   E. = .
   
   SOAL URAIAN.
   1. Kawat lurus panjang dialiri arus 10 A. Sebuah muatan 0,1 mikro Coulumb bergerak sejajar dengan kawat tersebut dengan kecepatan 4.106m/s pada jarak 1 cm dari kawat tersebut . Hitunglah gaya timbul pad aelektron pertama ….
   2. Rangkaian seri R-L-C, masing – masing dengan R =300 , L=500mH dan C = 10MF. Dihubungkan dengan sumber tegangan bolak – balik dengan persamaan tegangan ; V = 100 sin (1000 t) Volt.
   Hitunglah ;
   a. Impedansi rangkaian.
   b. Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian.
   3. Pemancar radio berkekuatan 1000 Watt. Pada jarak 10 km dari pemancar .
   Hitunglah :
   A. Besar kuat medan listrik maksimum.
   B. Besar induksi maknit maksimum.
   Diket o = 8,8.10-12 C2/Nm2.
   Mo = 4.10-7Wb/Am.
   4. Pada percobaan Young, dua celah sempit berjarak 1 mm, terjadi pola interferensi pada jarak 2 m dari celah tersebut. Bila jarak terang kedua terhadap terang pusat sama dengan 2,24 mm, hitunglah panjang gelombang sinar yang digunakan .
   5. Suatu permukaan logam fungsi kerjanya 3,8.10-19J, disinari cahaya monokratis dengan panjang gelombang 3,3.103A. Hitunglah energi

Pembiasan Gelombang

Pembiasan Gelombang

Pembiasan gelombang adalah perubahan arah gerakan atau permbatan gelombang yang disebabkan oleh perubahan laju gelombang.

Pembiasan gelombang terjadi jika gelombang melalui bidang batas dua medium zat yang berbeda kerapatannya atau indeks biasnya (n). Contoh pembiasan gelombang adalah cahaya yang merambat dari udara menuju air.

Hukum Pembiasan

n Sinar datang, garis normal, dan sinar bias berpotongan pada satu bidang batas.

n Sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat (n1

n Perbandingan Sinus Sudut datang (sin i) terhadap sinus sudut biasnya (sin r) dari satu medium ke medium lainya selalu tetap, secara matematis dapat ditulis :

n1 sin i = n2 sin r

Persamaan Hukum Pembiasan:

Muka Gelombang Pada Peristiwa Pembiasan

Dari gambar kita dapatkan bahwa = i dan = r sehingga

Bila kita bagi sin I dan sin r kita akan peroleh, persamaan pembiasan cahaya,

Keterangan :
i = sudut datang
r= sudut bias
v1 = kecepatan cahaya sebelum dibiaskan
v2 = kecepatan cahaya setelah dibiaskan

Indeks Bias Relatif

Adalah perbandingan indeks bias dua medium yang berbeda.

Indeks bias relatif medium kedua terhadap medium pertama didefinisikan sebagai perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama.

Persamaan indeks bias relatif dua medium,

Keterangan :
n21 = indeks bias relatif medium kedua terhadap medium pertama.
n1 = indeks bias mutlak medium pertama.
n2 = indeks bias mutlak medium kedua.

Persamaan pembiasan cahaya dari medium 1 ke medium 2

=

= n₂₁

Kesimpulan

Jadi, nilai tetap (konstan) pernyataan kedua hukum pembiasan cahaya diatas adalah indeks bias relatif antara dua medium seperti diuraikan sebelumnya.

Sedangkan yang dimaksudsatu bidang pada pernyataan pertama dapat dijelaskan dengan melihat kembali pada gambar pembiasan gelombang diatas. Pada gambar tersebut tampak sinar datang, sinar bias, dan garis normal berada pada satu bidang, yakni bidang batas.

Aplikasi Dalam Kehidupan Sehari – hari

Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras dari pada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada siang hari udara lapisan atas lebih dingin daripada lapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi lapisan udara atas lebih kecil daripada lapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas kelapisan udara bawah.

Hizkia X11 ia 2

polarisasi cahaya

Polarisasi cahaya
atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yakni jika cahaya itu bergerak beroscillasi dengan arah tertentu. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, yang artinya cahaya mempunyai medan listrik dan juga medan magnet; keduanya berposisi tegak lurus satu sama lain dan tegak lurus terhadap arah rambatan. Cahaya juga dikategorikan sebagai gelombang transversal; yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus terhadap arah rambatannya. Adapun syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai arah rambatan tegak lurus terhadap bidang rambatannya.Gelombang bunyi misalkan tidak dapat terpolarisasi karena dia bukan gelombang transversal. Suatu cahaya dikatakan terpolarisasi apabila cahaya itu bergerak merambat mengutamakan arah tertentu. Arah rambatan suatu gelombang dicirikan arah vektor bidang listrik gelombang tersebut. Sebagai arah polarisasi dicirikan dari arah vektor bidang magnetnya. Beberapa macam jenis polarisasi: polarisasi linear, polarisasi melingkar, polarisasi ellips. Gelombang dengan polarisasi melingkar dan polarisasi ellips dapat diuraikan menjadi 2 gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Polarisasi linear adalah ketika cahaya merambat hanya dengan satu arah yang tegak lurus terhadap arah rambatan atau bidang listriknya.

dispersi