Soal HOTS Pembiasan

1. Jarak antara dua muka gelombang berdekatan pada gelombang permukaan air yang merambat pada daerah dalam adalah 8 cm. Gelombang tersebut datang menuju daerah yang lebih dalam dengan sudut datang 53° sehingga jarak antara dua muka gelmbang menjadi 6 cm. Jika cepat rambat gelombang datang 20 cm/s, tentukan:

a) indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1

b) cepat rambat gelombang di daerah dangkal

Pembahasan:

Jarak antara dua muka gelombang = panjang gelombang

λ₁ = 8 cm

λ₂ = 6 cm

Sudut datang, i = 53°

Cepat rambat gelombang datang, vi = 20 cm/s

Hukum Snellius tentang pembiasan

sin i/sin r = v₁/v₂ = λ₁/λ₂ = n₂/n₁

a) n₂/n₁ = λ₁/λ₂ = 8/6 = 4/3

b) v₁/v₂ = λ₁/λ₂

    20/v₂ = 8/6

    v₂ = 15 cm/s

2. Seekor ikan terletak di dalam akuarium berbentuk bola dengan diameter 150 cm (n_air = 1,33). Ikan tersebut berada 50 cm dari dinding akuarium seorang anak berdiri pada jarak 100 cm dari dinding akuarium. 

a. Dimanakah letak bayangan ikan yang dilihat anak? 

b. Dimanakah letak bayangan anak yang dilihat ikan?

 

Pembahasan:

Akuarium berbentuk bola

Diameter 150 cm

Jari-jari, R = ½ d = 75 cm

Indeks air, n_air = 1,33

Indeks udara, n_udara = 1

Jarak ikan, s_i = 50 cm

Jarak anak, s_a = 100 cm

Letak bayangan ikan, s_i' = ?

Letak bayangan anak, s_a' = ?

 

Pembiasan cahaya di permukaan lengkung:

n₁/s + n₂/s' = (n₂-n₁)/R

 

a. Menurut anak (Letak bayangan ikan)

1,33/50 + 1/s' = (1-1,33)/75

1/s' = -0,0044 - 0,0266

s' = - 32 cm

*Tanda (-) menyatakan bayangan bersifat maya yang berada di dalam akuarium.

b. Menurut ikan (Letak bayangan anak)

1/100 + 1,33/s' = (1,33-1)/75

1,33/s' = 0,32

s' = 4,2 cm

 

Share :