Kumpulan Contoh Soal 🔥 20+ Contoh Soal Fisika Cahaya TERLENGKAP: Pilihan Ganda, Esai, dan Kunci Jawaban! Siap Hadapi Ujian!
Pilihan Ganda
1. 1. Sifat cahaya yang menunjukkan bahwa cahaya dapat berbelok saat melewati celah sempit disebut…
A. Refleksi
B. Refraksi
C. Difraksi
D. Interferensi
2. 2. Sebuah benda diletakkan 20 cm di depan cermin cekung dengan jari-jari kelengkungan 30 cm. Jarak bayangan yang terbentuk adalah…
A. 12 cm
B. 30 cm
C. 60 cm
D. 15 cm
3. 3. Peristiwa terurainya cahaya putih menjadi komponen warna-warnanya saat melewati prisma disebut…
A. Dispersi
B. Polarisasi
C. Absorpsi
D. Emisi
4. 4. Hukum Snellius menjelaskan tentang peristiwa…
A. Pemantulan cahaya
B. Pembiasan cahaya
C. Pelenturan cahaya
D. Penyerapan cahaya
5. 5. Sudut datang cahaya yang menyebabkan sudut biasnya 90° disebut…
A. Sudut kritis
B. Sudut pantul
C. Sudut deviasi
D. Sudut normal
6. 6. Bayangan yang terbentuk oleh cermin datar selalu bersifat…
A. Nyata, terbalik, diperbesar
B. Maya, tegak, sama besar
C. Nyata, tegak, diperkecil
D. Maya, terbalik, sama besar
7. 7. Lensa yang memiliki sifat mengumpulkan cahaya (konvergen) adalah lensa…
A. Cekung
B. Cembung
C. Planparalel
D. Prisma
8. 8. Cepat rambat cahaya di ruang hampa adalah sekitar…
A. 3 x 10⁵ m/s
B. 3 x 10⁷ m/s
C. 3 x 10⁸ m/s
D. 3 x 10⁹ m/s
9. 9. Peristiwa penggabungan dua gelombang cahaya atau lebih yang koheren sehingga menghasilkan pola terang dan gelap disebut…
A. Difraksi
B. Refraksi
C. Interferensi
D. Polarisasi
10. 10. Kacamata untuk penderita miopi menggunakan lensa…
A. Cembung
B. Cekung
C. Silinder
D. Bifokal
11. 11. Cahaya dapat menunjukkan sifat gelombang transversal karena dapat mengalami…
A. Refleksi
B. Refraksi
C. Difraksi
D. Polarisasi
12. 12. Urutan warna spektrum cahaya dari panjang gelombang terpendek ke terpanjang adalah…
A. Merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu
B. Ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, merah
C. Merah, biru, hijau, kuning, ungu, jingga, nila
D. Ungu, merah, biru, hijau, kuning, jingga, nila
13. 13. Sebuah objek diletakkan 10 cm di depan lensa cembung dengan fokus 5 cm. Perbesaran bayangan yang terbentuk adalah…
A. 0,5 kali
B. 1 kali
C. 2 kali
D. 3 kali
14. 14. Sudut datang sama dengan sudut pantul adalah bunyi hukum…
A. Snellius
B. Archimedes
C. Newton
D. Pemantulan cahaya
15. 15. Jika indeks bias air adalah 4/3 dan indeks bias udara adalah 1, maka sudut kritis untuk cahaya dari air ke udara adalah (sin 48,6° ≈ 3/4)…
A. 30°
B. 45°
C. 48,6°
D. 60°
16. 16. Bayangan yang dapat ditangkap oleh layar disebut bayangan…
A. Maya
B. Nyata
C. Semu
D. Ilusi
17. 17. Alat optik yang memanfaatkan dua lensa cembung untuk melihat benda-benda kecil adalah…
A. Teleskop
B. Periskop
C. Mikroskop
D. Episkop
18. 18. Sebuah benda diletakkan 10 cm di depan cermin cembung dengan fokus 15 cm. Sifat bayangan yang terbentuk adalah…
A. Nyata, terbalik, diperkecil
B. Maya, tegak, diperbesar
C. Maya, tegak, diperkecil
D. Nyata, terbalik, sama besar
19. 19. Pelangi terbentuk karena peristiwa…
A. Refleksi dan difraksi
B. Refraksi dan interferensi
C. Dispersi dan refleksi internal total
D. Polarisasi dan absorpsi
20. 20. Jika frekuensi suatu gelombang cahaya adalah 5 x 10¹⁴ Hz dan cepat rambatnya 3 x 10⁸ m/s, maka panjang gelombangnya adalah…
A. 6 x 10⁻⁷ m
B. 6 x 10⁻⁸ m
C. 1,5 x 10²³ m
D. 1,5 x 10²² m
Isian Singkat
1. Warna cahaya yang memiliki energi foton paling tinggi dalam spektrum tampak adalah…
2. Satuan dari indeks bias adalah…
3. Jika sudut datang cahaya pada cermin datar adalah 40°, maka sudut pantulnya adalah…
4. Fenomena cahaya yang digunakan pada serat optik adalah…
5. Alat yang digunakan untuk mengukur intensitas cahaya adalah…
Uraian
1. Jelaskan perbedaan mendasar antara bayangan nyata dan bayangan maya!
2. Sebuah lensa cembung memiliki kekuatan +2 dioptri. Jika sebuah benda diletakkan 30 cm di depan lensa tersebut, tentukan jarak bayangan dan sifat bayangannya!
3. Mengapa langit terlihat biru pada siang hari dan kemerahan saat matahari terbit atau terbenam?
4. Jelaskan prinsip kerja kacamata untuk penderita hipermetropi (rabun dekat)!
5. Sebutkan dan jelaskan dua aplikasi penting dari polarisasi cahaya dalam kehidupan sehari-hari!
Mencocokkan
1. Pasangkan konsep fisika cahaya berikut dengan penjelasannya yang tepat!
1. Cermin Cekung
2. Cermin Cembung
—
A. Selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, diperkecil.
B. Dapat menghasilkan bayangan nyata atau maya, tergantung posisi benda.
2. Pasangkan fenomena cahaya berikut dengan contoh penerapannya!
1. Difraksi
2. Interferensi
—
A. Warna-warni pada gelembung sabun atau lapisan minyak di air.
B. Pola pelangi pada permukaan CD/DVD.
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. C
Pembahasan: Difraksi adalah peristiwa pembelokan atau penyebaran gelombang cahaya saat melewati celah sempit atau tepi penghalang.
2. C
Pembahasan: Fokus cermin cekung f = R/2 = 30 cm / 2 = 15 cm. Menggunakan rumus cermin: 1/f = 1/s + 1/s’. Maka 1/15 = 1/20 + 1/s’. 1/s’ = 1/15 – 1/20 = 4/60 – 3/60 = 1/60. Jadi, s’ = 60 cm.
3. A
Pembahasan: Dispersi cahaya adalah peristiwa penguraian cahaya polikromatik (cahaya putih) menjadi cahaya monokromatik (warna pelangi) ketika melewati medium seperti prisma.
4. B
Pembahasan: Hukum Snellius (n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂) adalah prinsip dasar dalam optik geometris yang menjelaskan fenomena pembiasan cahaya.
5. A
Pembahasan: Sudut kritis adalah sudut datang pada medium yang lebih rapat yang menghasilkan sudut bias 90° di medium yang lebih renggang.
6. B
Pembahasan: Cermin datar selalu menghasilkan bayangan yang maya (tidak dapat ditangkap layar), tegak, dan sama besar dengan benda aslinya.
7. B
Pembahasan: Lensa cembung (konveks) memiliki bentuk yang lebih tebal di tengah dan berfungsi mengumpulkan sinar cahaya (konvergen).
8. C
Pembahasan: Cepat rambat cahaya di ruang hampa (c) adalah konstanta fisika yang nilainya sekitar 3 x 10⁸ meter per detik.
9. C
Pembahasan: Interferensi adalah fenomena ketika dua gelombang atau lebih saling berinteraksi saat bertemu, menghasilkan pola gabungan yang bisa berupa penguatan (terang) atau pelemahan (gelap).
10. B
Pembahasan: Miopi (rabun jauh) disebabkan bayangan jatuh di depan retina. Lensa cekung (divergen) membantu menyebarkan cahaya sehingga bayangan jatuh tepat di retina.
11. D
Pembahasan: Polarisasi adalah bukti paling kuat bahwa cahaya adalah gelombang transversal, karena hanya gelombang transversal yang dapat terpolarisasi.
12. B
Pembahasan: Urutan spektrum warna dari panjang gelombang terpendek (frekuensi tertinggi) ke terpanjang (frekuensi terendah) adalah Ungu, Nila, Biru, Hijau, Kuning, Jingga, Merah (UNBIJI KUHIMER).
13. B
Pembahasan: 1/f = 1/s + 1/s’. 1/5 = 1/10 + 1/s’. 1/s’ = 1/5 – 1/10 = 2/10 – 1/10 = 1/10. Jadi s’ = 10 cm. Perbesaran M = |s’/s| = |10 cm / 10 cm| = 1 kali.
14. D
Pembahasan: Ini adalah salah satu hukum dasar pemantulan cahaya, yang menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul.
15. C
Pembahasan: Untuk sudut kritis, n₁ sin θc = n₂ sin 90°. (4/3) sin θc = 1 x 1. sin θc = 3/4. Maka θc = arcsin(3/4) ≈ 48,6°.
16. B
Pembahasan: Bayangan nyata adalah bayangan yang terbentuk dari perpotongan langsung sinar-sinar cahaya dan dapat ditangkap oleh layar.
17. C
Pembahasan: Mikroskop menggunakan kombinasi dua lensa cembung (objektif dan okuler) untuk menghasilkan perbesaran tinggi pada objek kecil.
18. C
Pembahasan: Cermin cembung selalu menghasilkan bayangan maya, tegak, dan diperkecil, tidak peduli di mana benda diletakkan.
19. C
Pembahasan: Pelangi terbentuk ketika cahaya matahari mengalami dispersi (penguraian warna) dan refleksi internal total di dalam tetesan air hujan.
20. A
Pembahasan: Menggunakan rumus v = λf, maka λ = v/f = (3 x 10⁸ m/s) / (5 x 10¹⁴ Hz) = 0,6 x 10⁻⁶ m = 6 x 10⁻⁷ m.
Isian Singkat
1. Ungu
2. Tidak memiliki satuan (atau dimensionless)
3. 40°
4. Pemantulan internal total
5. Fotometer
Uraian
1. Bayangan nyata adalah bayangan yang terbentuk dari perpotongan langsung sinar-sinar pantul/bias dan dapat ditangkap oleh layar. Bayangan nyata selalu terbalik. Contoh: bayangan pada layar proyektor.
Bayangan maya adalah bayangan yang terbentuk dari perpotongan perpanjangan sinar-sinar pantul/bias dan tidak dapat ditangkap oleh layar. Bayangan maya selalu tegak. Contoh: bayangan pada cermin datar.
2. Kekuatan lensa P = 1/f. Jadi, f = 1/P = 1/2 m = 0,5 m = 50 cm.
Menggunakan rumus lensa: 1/f = 1/s + 1/s’.
1/50 = 1/30 + 1/s’.
1/s’ = 1/50 – 1/30 = (3 – 5)/150 = -2/150 = -1/75.
Jadi, s’ = -75 cm.
Sifat bayangan: Maya (karena s’ negatif), tegak, dan diperbesar (karena |s’| > s, M = |-75/30| = 2,5 kali).
3. Langit terlihat biru karena fenomena hamburan Rayleigh. Cahaya biru memiliki panjang gelombang yang lebih pendek sehingga lebih banyak dihamburkan oleh partikel-partikel di atmosfer dibandingkan warna lain.
Saat matahari terbit atau terbenam, cahaya harus menempuh jarak yang lebih jauh melalui atmosfer. Sebagian besar cahaya biru telah dihamburkan, meninggalkan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang seperti merah dan jingga yang mencapai mata kita, sehingga langit terlihat kemerahan.
4. Hipermetropi adalah kondisi mata di mana bayangan benda jatuh di belakang retina, sehingga penderita kesulitan melihat benda dekat. Hal ini disebabkan oleh lensa mata yang terlalu pipih atau bola mata yang terlalu pendek.
Untuk mengoreksi hipermetropi, digunakan lensa cembung (positif). Lensa cembung berfungsi mengumpulkan cahaya sebelum masuk ke mata, sehingga titik fokus gabungan lensa dan mata bergeser ke depan, dan bayangan jatuh tepat di retina.
5. 1. **Kacamata Hitam Terpolarisasi:** Digunakan untuk mengurangi silau dari permukaan horizontal seperti air atau jalan raya. Kacamata ini memiliki filter yang hanya melewatkan cahaya terpolarisasi vertikal, sehingga cahaya terpolarisasi horizontal yang menyebabkan silau dapat diblokir.
2. **Layar LCD (Liquid Crystal Display):** Layar ini menggunakan dua filter polarisasi. Cahaya dari lampu latar melewati filter polarisasi pertama, kemudian melewati kristal cair yang dapat mengubah arah polarisasi cahaya. Filter kedua kemudian memblokir atau melewatkan cahaya tergantung pada orientasi polarisasinya, menghasilkan gambar.
Mencocokkan
1. 1-B, 2-A
2. 1-B, 2-A