SOAL DAN PEMBAHASAN OPTIKA GEOMETRI

1.      Cepat rambat cahaya di medium A besarnya 2 x 10⁸ m/s. Bila cepat rambat cahaya di ruang hampa 3 x 10⁸ m/s, berapakah indeks bias mutlak medium itu?

Penyelesaian:
Diketahui :                      

n₁ = 1
v₁ = 3 x 10⁸ m/s
v₂ = 2 x 10⁸ m/s    

Ditanya : n₂ = ?

Jawab :     

		n2 = 1,5
2.	Seberkas cahaya datang dari udara (nu = 1) ke dalam air (na = 1,33) dengan sudut datang 30°. Tentukan besar sudut bias!

Penyelesaian

Diketahui :

nu = 1 na = 1,33 i = 30°

Ditanya : r = ?

Jawab :		Berkas sinar berasal dari udara menuju air, berarti n1 = nu = 1 dan n2 = na =1,33. sin r = r = 22,1°
3.	Cepat rambat cahaya di dalam kaca 2,00 x 108 m/s dan cepat rambat cahaya di dalam air 2,25 x 108 m/s. Tentukan indeks bias relatif air terhadap kaca

Penyelesaian:

Diketahui :

vkaca = 2,00 x 108 m/s vair = 2,25 x 108 m/s

Ditanya :  n_air-kaca .....?
Jawab :

nair-kaca		=
		=   = 0,89
4. .	Berkas sinar merambat di udara dengan kecepatan 3 x 108 m/s dan frekuensi 4,62 x 1014 Hz menuju permukaan air yang indeks biasnya . Tentukan panjang gelombang cahaya: a) saat berada di udara b) saat berada di air!

Penyelesaian:

	Diketahui :			c = 3 x 108 m/s f = 6 x 1014 Hz nu = n1 = 1 na = n2 =
	Ditanya :				a) λu = ? b) λa = ?
	Jawab :		a)			c = λ.f λu = 6,5 x10-7 m Jadi, panjang gelombang cahaya di udara adalah  λ1 = 6,5 x 10-7 m.
			b)			Panjang gelombang cahaya di dalam air (λ2) bila panjang gelombang cahaya di udara λ1 = 6,5 x 10-7 m λ2  = 4,86 x 10-7 m.
5.		Berkas sinar datang dari intan ke udara. Bila indeks bias intan = 2,4 dan indeks bias udara = 1 tentukan sudut kritis pada intan!

Penyelesaian:

Diketahui :

n1 = 2,4 n2 = 1

Ditanya : i_k = ?

Jawab :

sin ik = sin ik =  = 0,417  ik = 24,6°

6. Seberkas sinar memasuki balok kaca dari udara (n_u = 1) dengan sudut datang i = 30°. Bila indeks bias balok kaca 1,52 dan ketebalannya 4 cm tentukan jarak pergeseran sinar setelah sinar yang masuk itu keluar dari balok kaca!

Penyelesaian:

Diketahui :

i  = 30º
n₁ = n_u = 1
n₂ = n_k = 1,52
d  = 4 cm

Ditanya : t = ?

Jawab:
n₁ sin i = n₂ sin r

sin r = sin i

           = .sin 30° = . 0,5
sin r    = 0,33

7.

Seberkas sinar memasuki balok kaca dari udara (nu = 1) dengan sudut datang i = 30°. Bila indeks bias balok kaca 1,52 dan ketebalannya 4 cm tentukan jarak pergeseran sinar setelah sinar yang masuk itu keluar dari balok kaca! Penyelesaian: Diketahui : i  = 30º n1 = nu = 1 n2 = nk = 1,52 d  = 4 cm Ditanya : t = ? Jawab: n1 sin i = n2 sin r sin r = sin i            = .sin 30° = . 0,5 sin r    = 0,33 r  = 19,2°

t  = = 0,79 cm

8. Sebuah prisma dengan sudut pembias 60⁰ mempunyai indeks bias 1,67. Hitung sudut deviasinya jika sudut datangnya 60⁰.

Penyelesaian

 β  = 60^o                                  

n₂ = 1,67                                 

n₁ = 1

d   = …. ? i₁ = 60^o

                                               

Jawab :

d = i₁ + r₂ – β                                   β     = i₂ + r₁

= 60^o + 53,28 – 60^o                      60^o = i₂ + 31,23^o

d = 53,28^o                                        i₂     = 60^o – 31,23^o

                                                        i₂      = 28,77^o