Pembahasan Soal Sbmptn Fisika Cahaya Dan Alat Optik

Pembahasan soal SBMPTN Bidang study fisika wacana cahaya dan alat optik ini termasuk beberapa subtopik dalam cuilan cahaya dan alat optik yakni pemantulan pada cermin datar , bayangan pada cermin cekung , bayangan pada cermin cembung , persamaan pada cermin , pembiasan cahaya , pemantulan tepat , kedalaman semu , pembiasan cahaya pada prisma , lensa , dan alat optik. Dari beberapa soal yang pernah keluar dalam soal SBMPTN Fisika , versi soal wacana cahaya dan alat optik antara lain menyeleksi jarak agar perbesaran anguler lup maksimum , menganalisis proses dispersi cahaya , menyeleksi kekuatan lensa kacamata agar mata sanggup menyaksikan dengan terang , menyeleksi sudut pantul pada cermin datar , menyeleksi jarak konsentrasi dan kekuatan lensa lup , menyeleksi jarak konsentrasi lensa bikonkaf , menyeleksi panjang gelombang berkas cahaya , menyeleksi lebar celah agar terjadi teladan difraksi maksimum orde pertama , menyeleksi besar konsentrasi lensa bikonvek , dan menganalisis pembiasan cahaya pada prisma.

Soal 1
Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu bunyi dengan menggunakan lup berkekuatan 10 dioptri. Jika dia memiliki titik akrab mata 30 cm dan ingin menerima pembesaran anguler maksimum , maka kartu bunyi mesti diposisikan di depan lup pada jarak ….
A. 5 ,5 cm
B. 6 ,5 cm
C. 7 ,5 cm
D. 8 ,5 cm
E. 9 ,5 cm

Pembahasan :
Dik : D = 10 dioptri , PP = 30 cm.

Jarak konsentrasi lensa

⇒ D =	100
	f

⇒ 10 =	100
	f

⇒ f = 10 cm

Jarak kartu ke lup

⇒	PP	=	PP	+ 1
	s		f

⇒	30	=	30	+ 1
	s		10

⇒ 30 = 4s
⇒ s = 30/4
⇒ s = 7 ,5 cm

Jadi , kartu bunyi mesti diposisikan di depan lup pada jarak7 ,5 cm.

Soal 2
Dispersi cahaya sanggup terjadi bila seberkas cahaya sejajar polikromatik dibiaskan ….
(1) Pada bidang datar yang menangkal dua medium berbeda
(2) Pada prisma
(3) Pada permukaan sferis yang memisahkan dua medium berbeda
(4) Lensa sferis

Pembahasan :
Bila cahaya dilewatkan ke zat yang memiliki indeks bias berlawanan maka sanggup senantiasa disferis alasannya yakni cahaya memiliki indeks bias yang berbeda. Makara , semua pilihan benar.

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Induksi Elektromagnetik.

Soal 3
Seseorang yang titik dekatnya ada pada jarak 50 cm di depan lensa matanya , hendak membaca buku yang ditaruh pada jarak 25 cm. Agar orang tersebut sanggup membaca dengan terang , maka dia mesti menggunakan kacamata berkekuatan …
A. -2 dioptri
B. -½ dioptri
C. 2 dioptri
D. 3 dioptri
E. 6 dioptri

Pembahasan :
Dik : TD = 50 cm , s = 25 cm.

Kekuatan lensa :

⇒ P =	100	−	100
	s		TD

⇒ P =	100	−	100
	25		50

⇒ P = 4 − 2
⇒ P = 2 dioptri

Soal 4
Lensa bikonvek yang dibikin dari materi beling dengan indeks bias 1 ,5. Permukaan lensa memiliki jejari kelengkungan 10 cm dan 20 cm. Jika lensa terletak di udara , maka besar konsentrasi lensa tersebut yakni …
A. 10 cm
B. 11 ,3 cm
C. 12 ,3 cm
D. 13 ,3 cm
E. 14 cm

Pembahasan :
Dik : n_k = 1 ,5; n_u = 1 , R₁ = 10 cm , R₂ = 20 cm

Fokus lensa:

⇒	1	= (	nk	− 1).(	1	+	1	)
	f		nu		R1		R2

⇒	1	= (	1 ,5	− 1).(	1	+	1	)
	f		1		10		20

⇒ 1/f = 3/40
⇒ f = 40/3
⇒ f = 13 ,3 cm.

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Gelombang Elektromagnetik.

Soal 5
Seorang siswa berpenglihatan wajar (jarak baca minimumnya 25 cm) mengamati benda kecil lewat lup dengan berakomodasi maksimum. Jika benda itu 10 cm di depan lup , maka …
(1) Jarak konsentrasi lensa lup 16⅔ cm
(2) Kekuatan lensa lup 6 dioptri
(3) Perbesaran bayangan 2 ,5 kali
(4) Perbesaran bayangan menjadi 2 kali perbesaran tanpa akomodasi

Pembahasan :
Dik : Sn = 25 cm , s’ = -25 cm , s = 10 cm

Jarak konsentrasi lensa:

⇒	1	=	1	+	1
	f		s		s’

⇒ f =	s.s’
	s + s’

⇒ f =	10(-25)
	10 +(- 25)

⇒ f = -250/-15
⇒ f = 50/3
⇒ f = 16⅔ cm
Penyataan (1) benar.

Kekuatan lensa:

⇒ D =	100
	f

⇒ D =	100
	50/3

⇒ D = 6 dioptri
Pernyataan (2) benar.

Perbesaran bayangan :

⇒ M =	|s’|
	|s|

⇒ M =	|-25|
	|10|

⇒ M = 2 ,5 kali
Pernyataan (3) benar.

Perbesaran untuk mata tak berakomodasi:

⇒ M’ =	Sn
	f

⇒ M’ =	25
	50/3

⇒ M’ = 1 ,5 kali
Berarti M ≠ 2M’
Pernyataan (4) salah.

Jadi , pilihan yang benar yakni 1 , 2 , dan 3.

Soal 6
Sebuah lensa bikonkaf simetris berjari-jari 8 cm dan berindeks bias 1 ,5. Jarak konsentrasi lensa tersebut saat berada di dalam medium yang berindeks bias 1 ,6 yakni …
A. -8 cm
B. 8 cm
C. 20 cm
D. 64 cm
E. -64 cm

Pembahasan :
Dik : R = 8 cm , n₁ = 1 ,5 , n₂ = 1 ,6
Lensa bikonkaf ialah lensa yang cekung kiri kanan sehingga R bernilai negatif.

Berdasarkan rumus konsentrasi lensa:

⇒	1	= (	n1	− 1).(	1	+	1	)
	f		n2		R1		R2

⇒	1	= (	1 ,5	− 1).(	1	+	1	)
	f		1 ,6		-8		-8

⇒	1	= (	-0 ,1	).(	-2	)
	f		1 ,6		8

⇒ 1/f = 1/64
⇒ f = 64 cm

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Medan Listrik dan Gaya Coulomb.

Soal 7
Seberkas cahaya monokromatis dijatuhkan pada dua celah sempit vertikal berdekatan dengan jarak d = 0 ,01 mm. Pola interferensi yang terjadi ditangkap pada jarak 20 cm dari celah. Diketahui bahwa jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap pertama di sebelah kanan yakni 7 ,2 mm. Panjang gelombang berkas cahaya itu yakni …
A. 180 nm
B. 270 nm
C. 360 nm
D. 720 nm
E. 1800 nm

Pembahasan :
Dik : d = 0 ,01 mm = 10^-5 m , L = 20 cm = 0 ,2 m , d_g-g = 7 ,2 mm = 7 ,2 x 10^-3 m

Jarak garis gelap pertama ke terang sentra :
⇒ y = ½d_g-g
⇒ y = ½ (7 ,2 x 10^-3)
⇒ y = 3 ,6 x 10^-3 m

Dari rumus interferensi minimum (gelap):

⇒ d	y	= (n – ½) λ
	L

⇒ 10-5 m	3 ,6 x 10-3	= (1 – ½) λ
	0 ,2

⇒ ½ λ = 1 ,8 x 10^-7
⇒ λ = 3 ,6 x 10^-7 m
⇒ λ = 360 nm

Soal 8
Suatu celah sempit tunggal dengan lebar a disinari oleh cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5890 angstrom. Lebar celah agar terjadi teladan difraksi maksimum order pertama pada sudut 30^o yakni …
A. 5890 Å
B. 11780 Å
C. 17670 Å
D. 23670 Å
E. 29450 Å

Pembahasan :
Dik : λ = 5890 Å , θ = 30^o

Difraksi maksimum order ke-k pada celah tunggal dirumuskan selaku berikut:
a sin θ = ½ (2k + 1) λ

Dengan :
a = lebar celah
k = 1 , 2 , 3 , …
λ = panjang gelombang

Difraksi orde pertama :

⇒ a sin 30o =	(2.1 + 1)(5890)
	2

⇒ ½a =	17670
	2

⇒ a = 17670 Å.

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Energi dan Daya Listrik.

Soal 9
Hasil pembiasan dari cahaya monokromatik yang lewat prisma ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Berdasarkan data pada gambar , sanggup dinyatakan bahwa …
(1) Sudut pembias prisma = 60^o
(2) Indeks bias materi prisma yakni √2
(3) Deviasi minimum yang terjadi pada sudut sebesar 30^o
(4) Sudut kritis materi prisma kepada udara yakni 50^o

Pembahasan :
Perhatikan gambar berikut!

Sudut pembias prisma
⇒ β = r₁ + i₂
⇒ β = 30^o + 30^o
⇒ β = 60^o
Pernyataan (1) benar.

Indeks bias materi prisma

⇒ n =	sin i
	sin r

⇒ n =	sin 45o
	sin 30o

⇒ n =	½√2
	½

⇒ n = √2
Pernyataan (2) benar.

Karena pernyataan (1) dan (2) benar , maka niscaya pernyataan (3) juga benar. Makara untuk meminimalisir waktu eksklusif periksa penyataan (4).

Sudut kritis

⇒ sin ik =	nu
	np

⇒ sin ik =	1
	√2

⇒ sin i_k = ½√2
⇒ sin i_k = 45^o

Jadi , pilihan yang benar yakni 1 , 2 , dan 3.