Pembahasan Soal Sbmptn Fisika Cahaya Dan Alat Optik

Pembahasan soal SBMPTN Bidang study fisika wacana cahaya dan alat optik ini mencakup beberapa subtopik dalam pecahan cahaya dan alat optik yaitu pemantulan pada cermin datar, bayangan pada cermin cekung, bayangan pada cermin cembung, persamaan pada cermin, pembiasan cahaya, pemantulan sempurna, kedalaman tiruan, pembiasan cahaya pada prisma, lensa, dan alat optik. Dari beberapa soal yang pernah keluar dalam soal SBMPTN Fisika, model soal wacana cahaya dan alat optik antara lain memilih jarak semoga perbemasukan anguler lup maksimum, menganalisis proses dispersi cahaya, memilih kekuatan lensa kacamata semoga mata sanggup melihat dengan jelas, memilih sudut pantul pada cermin datar, memilih jarak serius dan kekuatan lensa lup, memilih jarak serius lensa bikonkaf, memilih panjang gelombang berkas cahaya, memilih lebar celah semoga terjadi contoh difraksi maksimum orde pertama, memilih besar serius lensa bikonvek, dan menganalisis pembiasan cahaya pada prisma.

Soal 1
Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu bunyi dengan memakai lup berkekuatan 10 dioptri. Jika beliau mempunyai titik akrab mata 30 cm dan ingin memperoleh pembemasukan anguler maksimum, maka kartu bunyi harus ditempatkan 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 serius 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 harus ditempatkan di depan lup pada jarak7,5 cm.

Jawaban : C

Soal 2
Dispersi cahaya sanggup terjadi kalau seberkas cahaya sejajar polikromatik dibiaskan ....
(1) Pada bidang datar yang membatasi dua medium tidak sama
(2) Pada prisma
(3) Pada permukaan sferis yang memisahkan dua medium tidak sama
(4) Lensa sferis

Pembahasan :
Bila cahaya dilewatkan ke zat yang mempunyai indeks bias tidak sama maka sanggup selalu disferis alasannya cahaya mempunyai indeks bias yang tidak sama. Jadi, tiruana opsi benar.

Jawaban : E

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 diletakkan pada jarak 25 cm. Agar orang tersebut sanggup membaca dengan jelas, maka beliau harus memakai 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

Jawaban : C

Soal 4
Lensa bikonvek terbuat dari materi beling dengan indeks bias 1,5. Permukaan lensa mempunyai jejari kelengkungan 10 cm dan 20 cm. Jika lensa terletak di udara, maka besar serius lensa tersebut yaitu ...
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.

Jawaban : D

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Gelombang Elektromagnetik.

Soal 5
Seorang siswa berpenglihatan normal (jarak baca minimumnya 25 cm) mengamati benda kecil melalui lup dengan berakomodasi maksimum. Jika benda itu 10 cm di depan lup, maka ...
(1) Jarak serius lensa lup 16⅔ cm
(2) Kekuatan lensa lup 6 dioptri
(3) Perbemasukan bayangan 2,5 kali
(4) Perbemasukan bayangan menjadi 2 kali perbemasukan tanpa akomodasi

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

Jarak serius 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.

Perbemasukan bayangan :

⇒ M =	|s'|
	|s|

⇒ M =	|-25|
	|10|

⇒ M = 2,5 kali
Pernyataan (3) benar.

Perbemasukan untuk mata tak berakomodasi:

⇒ M' =	Sn
	f

⇒ M' =	25
	50/3

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

Jadi, opsi yang benar yaitu 1, 2, dan 3.

Jawaban : A

Soal 6
Sebuah lensa bikonkaf simetris berjari-jari 8 cm dan diberindeks bias 1,5. Jarak serius lensa tersebut dikala berada di dalam medium yang diberindeks bias 1,6 yaitu ...
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 serius 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

Jawaban : D

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 petang pertama di sebelah kiri ke garis petang pertama di sebelah kanan yaitu 7,2 mm. Panjang gelombang berkas cahaya itu yaitu ...
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 petang 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 (petang):

⇒ 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

Jawaban : C

Soal 8
Suatu celah sempit tunggal dengan lebar a disinari oleh cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 5890 angstrom. Lebar celah semoga terjadi contoh difraksi maksimum order pertama pada sudut 30^o yaitu ...
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 sebagai diberikut:
a sin θ = ½ (2k + 1) λ

melaluiataubersamaini :
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.

Jawaban : C

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Energi dan Daya Listrik.

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



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

Pembahasan :
Perhatikan gambar diberikut!


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 menghemat waktu pribadi periksa penyataan (4).

Sudut kritis

⇒ sin ik =	nu
	np

⇒ sin ik =	1
	√2

⇒ sin i_k = ½√2
⇒ sin i_k = 45^o

Jadi, opsi yang benar yaitu 1, 2, dan 3.

Jawaban : A