soal-soal fisika

Soal UAS :

1. Pada soal ini kita akan mempelajari system optik geometri, yaitu dua dua buah lensa tipis bikoven mempunyai panjang fokal masing- masing 10 cm dan 20 cm. Keduanya dipisahkan sejauh 20 cm. Sebuah objek terletak di depan lensa pertama sejauh 15 cm.
1. Gambarkan sistem optik tersebut !
2. Hitunglah posisi final bayangan obyek terhadap lensa 2 !
3. Hitunglah perbesaran yang dihasilkan oleh masing – masing lensa dan juga perbesaran final serta berikan keterangan sifat bayangan tersebut !

                  

2. Dalam soal ini kita akan mempelajari hukum malus dalam sistem polarisasi

Cahaya. Hukum malus mengatakan bahwa intensitas/irradian I cahaya terpolarisasi sangat dipengaruhi oleh sudut , yaitu sudut antara polarizer 1 dan polarizer 2, yang diberikan oleh persamaan sebagai berikut :

1. Gambarkan eksperimen malus dan berikan keterangan gambar yang jelas !
2. Simulasi dan gambarkan dari grafik I sebagai fungsi  !
3. Bagaimana cara kita agar mendapatkan intensitas I yang sangat rendah  ( ̴ 0 ) atau intensitas maksimum ? Beri penjelasan singkat !

3. Pada bagian ini kita akan mempelajari prinsip interferensi yang terjadi dari dua celah sebagaimana pada gambar dibawah, yang berasal dari dua sumber titik S1 dan S2, kedua gelombang tersebut (E₁ dan E₂) memiliki beda phase sebesar ɸ, dengan beda jarak rambatan yang ditempuh antara keduanya adalah δ = r₂ – r₁.

     

      

1. Sebutkan tiga syarat terjadinya interferensi, dan jelaskan secara singkat!
2. Lengkapilah komponen dari gambar diatas agar dapat memberikan dasar untuk mendapatkan persamaan interferensi !
3. Berikan persamaan E₁ dan E₂ !
4. Berikan persamaan beda fase  ɸ sebagai fungsi jarak dua celah dan panjang gelombang dari cahaya tersebut !
5. Berikan persamaan Ep total di titik P! Dan jelaskan makna persamaan tersebut !

Soal Quis :

Gelombang Em sinusoida merambat di ruang bebas pada arah y dengan frekuensi 50         MH_Z pada waktu dan titik tertentu medan listrik E mempunyai nilai maksimum 500

N/coloumb dan medan tersebut searah koordinat x.

1.      Tentukan periode dan panjang gelombang !

2.      Gambarkan gelombang Em tersebut berikut medan magnet, hitunglah nilai medan magnet tersebut !

3.      Tuliskan persamaan E dan B sebagai fungsi waktu dan ruang !

                                                                                          

4.      Jika gelombang tersebut melewati medium yang berbeda indeks biasnya. Hitunglah persamaan koefisien transmisinya !

Tugas Optik :

                                                                                                  udara

                                                                                            ni, vi, dt

                                                                                               nt, vt, dt

                                                                                                   kaca

                                                                             xt

Gambar 1. Gambar cahaya dalam medium benda

Berdasarkan gambar 1 diatas, terdapat 2 medium yang berbeda, besarnya indeks bias

            dapat ditunjukkan dengan persamaan :

            dimana  n = indeks bias

                          c = kecepatan cahaya  

                          v = kecepatan cahaya di medium

            karena melewati dua medium berbeda maka besarnya indeks bias yaitu :

Berdasarkan hukum pemnatulan bahwa

                                                                     B

                                                                                    C

                                                                                 

                                                           

                                                A                                   D

Nilai   dan

Besarnya kecepatan ketika menuju medium adalah sama yatu kecepatan dari B ke D dan A ke C kita misalkan V maka

  dan

Besarnya

                           

                           

Apabila melalui dua medium besarnya menjadi

                           

Sehingga

Hasil akhirnya yaitu

Pembiasan cahaya di dua medium berbeda dapat diselesaikan dengan membuat S ke dalam sumbu x, y, z.

Jawaban UAS

1.        a. Gambar sistem optiknya :

b.  Dik : f₁ = 10 cm

                          f₂ = 20 cm

               d = 20 cm

              S_o = 15 cm

     Jawab :

 

      

              

                 (bayangan adalah nyata)

c.  Karena bayangannya adalah nyata dan terletak pada 6,67 cm di luar lensa terakhir perbesaran lateral adalah :

       Bayangannya adalah diperkecil.

2.        a. Gambar eksperimen Malusnya adalah :

b. Simulasi : (misal

    1.  , maka :                                          

      

            =

            =

            =

2.       , maka :

      

               =

               =

               =

3.       , maka :

         

               =

               =

               =

4.       , maka :

         

               =

               =

               =

Jadi dapat disimpulkan hubungan keduanya adalah berbanding terbalik. Grafik hubungan keduanya didapatkan sebagai berikut :

Grafik hubungan antara besarnya sudut dan nilai intensits yang diberikan

c. Irradians transmisi maksimum terjadi pada   supaya   maka menurut hukum Malus .

 Jadi :

   atau

3.        a. Tiga prinsip terjadinya interferensi adalah sebagai berikut :

1.      kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.

2.      Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama, karena amplitudo dari sebuah gelombang akan lebih kecil dari gelombang sebelumnya. Ini dapat dikatakan amplitudo telah terbagi jika kedua gelombang tersebut bisa disatukan kembali pada sebuah layar maka akan menghasilkan pola interferensi.

3.      Kedua gelombang harus bertemu dan saling melewati.

b. Gambarnya adalah :

c.

  

d. Anggap:

 , maka

δ _{= ( . ) - ( . ) = ( -   ) .}

e.  = .  + 

  =  + )

Jawaban Quis

1.      Dik      f  = 50 Hz

E = 500 N/Colom

            Dit       a) Priode dan λ

                        b) gambar gelombang

                        c) persamaan E dan B

                        d)

JAWAB:

a)      Priode(1/f) dan λ

T =

   =

    =  sekon

f =   Dengan c adalah

λ =  =

 

   = 6 m