);

Contoh soal interferensi celah ganda / percobaan Young + penyelesaian

Pada postingan ini kita membahas tentang contoh soal interferensi celah ganda atau interferensi percobaan Young dan penyelesaiannya. Pada tahun 1804 seorang fisikawan bernama Thomas Young dapat mendemonstrasikan interferensi cahaya. Young melewatkan cahaya koheren melalui dua celah sempit yang dikenal dengan celah ganda.

Sama seperti pada difraksi, interferensi celah ganda / interferensi Young akan menghasilkan pola gelap dan pola terang. Pola gelap menunjukkan interferensi destruktif atau interferensi minimum sedangkan pola terang menunjukkan interferensi konstruktif atau interferensi maksimum.

Rumus yang berlaku pada interferensi celah ganda / percobaan Young sebagai berikut.

Interferensi celah ganda
Rumus interferensi celah ganda

Keterangan :

  • d = jarak antar celah (m)
  • θ = sudut yang dibentuk berkas cahaya dengan garis mendatar
  • n = orde / pola interferensi (n = 1, 2, 3, …)
  • λ = panjang gelombang cahaya (m)
  • p = jarak antara terang pusat dengan terang ke-n

Contoh soal interferensi celah ganda

Contoh soal 1

Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang 500 nm. Sebuah layar diletakkan berjarak 2 meter dari celah ganda tersebut. Jika jarak kedua celah 0,2 mm maka jarak antara terang pusat dengan terang kedua sebesar …
A. 1 cm
B. 2 cm
C. 3 cm
D. 4 cm
E. 5 cm

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui

  • λ = 500 nm = 5.10-7 m
  • L = 2 m
  • d = 0,2 mm = 0,2. 10-3 m
  • n = 2

Cara menentukan jarak antara terang pusat dengan terang kedua sebagai berikut.

d . p
L
= n λ
0,2 . 10-3 m . p
2 m
= 2 . 5 . 10-7 m
→ p =
20 . 10-7
0,2 . 10-3
m = 0,01 m = 1 cm

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 2

Perhatikan diagram interferensi celah ganda berikut ini.

Contoh soal interferensi celah ganda
Contoh soal interferensi celah ganda nomor 2

Jika panjang gelombang berkas cahaya 6.000 Å dan jarak antar celah 0,6 mm maka jarak antara terang pusat dengan gelap pertama pada layar adalah …
A. 0,2 mm
B. 0,4 mm
C. 0,6 mm
D. 0,9 mm
E. 1,2 mm

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui :

  • λ = 6.000 Å = 6.000.10-10 m
  • L = 80 cm = 0,8 m
  • d = 0,6 mm = 0,6. 10-3 m
  • n = 1

Cara menentukan jarak antara terang pusat dengan gelap kedua sebagai berikut.

d . p
L
= (n – 1/2) λ
0,6 . 10-3 m . p
0,8 m
= (1 – 1/2) . 6.000 . 10-10 m
→ p =
0,8 . 3.000 . 10-10
0,6 . 10-3
m = 4 . 10-4 m = 0,4 mm

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 3

Diketahui jarak dua celah ke layar 1,5 m dan panjang gelombang yang digunakan 4 . 10-7 m. Jarak antara terang pusat dan terang ketiga = 0,6 cm. Jarak antar kedua celah adalah…
A. 3,0 . 10-5 m
B. 4,5 . 10-5 m
C. 1,5 . 10-4 m
D. 2,0 . 10-4 m
E. 3,0 . 10-4 m

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui λ = 4.10-7 m, L = 1,5 m, p = 0,6 cm = 0,006 m dan n = 3. Besaran yang ditanya adalah jarak kedua celah atau d.

d . p
L
= n λ
d . 0,006 m
1,5 m
= 3 . 4 . 10-7 m
→ d =
1,5 m . 12 . 10-7 m
0,006 m
m = 3 . 10-4 m

Jadi jawaban soal ini E.


Contoh soal 4

Gambar berikut merupakan percobaan interferensi celah ganda.

Interferensi celah ganda
Contoh soal interferensi celah ganda nomor 4

Jika jarak garis terang kedua dari pusat pola interferensi 3 mm maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah…
A. 6 . 10-7 m
B. 8 . 10-7 m
C. 18 . 10-7 m
D. 20 . 10-7 m
E. 34 . 10-7 m

Penyelesaian soal / pembahasan

Diketahui d = 0,4 mm = 0,4 . 10-3 m, L = 1 m, n = 2 dan p = 3 mm = 3 . 10-3 m. Cara menentukan panjang gelombang menggunakan rumus sebagai berikut.

d . p
L
= n λ
0,4 . 10-3 m . 3 . 10-3 m
1 m
= 2 . λ
→ λ =
1,2 10-6
2
m = 6 . 10-7 m

Jadi soal ini jawabannya A.


Contoh soal 5

Gambar dibawah ini memperlihatkan interferensi celah ganda.

Interferensi celah ganda
Contoh soal interferensi celah ganda nomor 5

Seberkas cahaya dengan panjang gelombang 6.000 Å didatangkan pada celah ganda yang jarak antar celahnya 0,06 mm. Jarak antar pita terang P adalah …
A. 8 mm
B. 6 mm
C. 4 mm
D. 2 mm
E. 1 mm

Penyelesaian / pembahasan

Pada soal ini diketahui λ = 6.000 Å = 6.000 . 10-10 m, d = 0,06 mm = 0,06 . 10-3 m dan L = 80 cm = 0,8 m. Jarak antar pita terang P menggunakan rumus jarak dua pita terang berdekatan dibawah ini.

→ ∆p =
λ . L
d

→ ∆p =
6.000 . 10-10 m . 0,8 m
0,06 . 10-3 m

→ ∆p = 8 . 10-3 m = 8 mm

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 6

Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua celah 0,24 mm maka jarak dua pita terang yang berdekatan adalah …
A. 4,0 mm
B. 6,0 mm
C. 8,0 mm
D. 9,0 mm
E. 9,6 mm

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui λ = 640 nm = 640 . 10-9 m, d = 0,24 mm = 0,24 . 10-3 m dan L = 1,5 m. Gunakan rumus jarak dua pita terang berdekatan dibawah ini.

→ ∆p =
λ . L
d

→ ∆p =
640 . 10-9 m . 1,5 m
0,24 . 10-3 m

→ ∆p = 4000 . 10-6 m = 4,0 mm

Jadi soal ini jawabannya A.


Contoh soal percobaan Young

Contoh soal 1

Gambar dibawah ini menggambarkan percobaan Young.

Percobaan Young
Contoh soal percobaan Young nomor 1

Jika d adalah jarak antara dua celah, L adalah jarak layar ke celah dan P2 adalah jarak garis terang kedua dari terang pusat, maka gelombang cahaya yang digunakan adalah…
A. 3.000 Å
B. 4.000 Å
C. 5.000 Å
D. 5.500 Å
E. 6.000 Å

Penyelesaian soal / pembahasan

Langkah-langkah menjawab soal ini sebagai berikut:

d . p
L
= n λ
10-3 m . 10-3 m
1 m
= 2λ
→ λ = 0,5 . 10-6 m = 5.000 Å

Jadi soal ini jawabannya C.


Contoh soal 2

Gambar berikut menggambarkan percobaan Young, d adalah jarak antar celah, P2 adalah garis terang orde ke-2. Jika panjang gelombang yang digunakan 400 nm maka jarak antar celah adalah…

Percobaan Young
Contoh soal percobaan Young nomor 2

A. 1,6 . 10-1 mm
B. 1,6 . 10-2 mm
C. 2,0 . 10-2 mm
D. 1,6 . 10-3 mm
E. 2,0 . 10-3 mm

Penyelesaian soal / pembahasan

Cara menjawab soal ini sebagai berikut :

  • d sin θ = n λ
  • d sin 30o = 2 . 400 . 10-9 m
  • d . 1/2 = 800 . 10-9 m
  • d = 1.600 . 10-9 m
  • d = 1,6 . 10-3 mm

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 3

Perhatikan gambar dibawah ini.

Percobaan Young
Contoh soal percobaan Young nomor 3

Percobaan interferensi Young, dua celah dengan jarak 1 mm, L = 1 m dan panjang gelombang yang digunakan 5.000 Å. Maka jarak terang orde kedua dari pusat adalah…
A. 0,75 mm
B. 1,00 mm
C. 1,25 mm
D. 1,75 mm
E. 2,50 mm

Penyelesaian soal / pembahasan

d . p
L
= n λ
10-3 m . p
1 m
= 2 . 5.000 . 10-10 m
→ p = 10-3 m = 1,00 mm

Soal ini jawabannya B.

You cannot copy content of this page