Pembahasan soal Fisika Ujian Nasional 2015 nomor 16 sampai dengan nomor 20 tentang:
- pemuaian,
- difraksi kisi,
- interferensi cahaya,
- gelombang elektromagnetik, dan
- mikroskop.
Soal No. 16 tentang Pemuaian
Bejana kaca berisi air 4 liter pada suhu 30 °C, kemudian dipanaskan hingga volume air menjadi 4,2 liter pada suhu 80 °C. Dengan mengabaikan pemuaian bejana kaca, besar koefisien muai volume air adalah ....
A. 0,0010 °C−1
B. 0,0015 °C−1
C. 0,0020 °C−1
D. 0.0040 °C−1
E. 0,0060 °C−1
Pembahasan
Setiap benda yang dipanaskan akan mengalami pemuaian, baik pemuaian panjang, luas, maupun pemuaian volume. Pemuaian volume suatu benda dinyatakan dengan
ΔV = γ.V0 . Δt
ΔV = besar pemuaian volume
= (4,2 − 4) liter
= 0,2 liter
= 2 × 10−4 m3
V0 = volume awal
= 4 liter
= 4 × 10−3 m3
Δt = perubahan suhu
= (80 − 30) °C
= 50 °C
γ = koefisien muai volume
Substitusi besaran yang diketahui ke persamaan di atas diperoleh
ΔV = γ.V0 . Δt
2×10−4 = γ × 4×10−3 × 50
γ = 0,001
Jadi, besar koefisien muai volume air adalah 0,0010 °C−1 (A).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN tentang Kalor.
Soal No. 17 tentang Difraksi Kisi
Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 5 × 10−7 m mengenai kisi yang terdiri dari N garis/mm. Jika sudut deviasi orde pertama sebesar 30° maka nilai N adalah ....
A. 1.000 garis/mm
B. 500 garis/mm
C. 100 garis/mm
D. 50 garis/mm
E. 10 garis/mm
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi_kb9vMdebK2SKc5vxRiLREN6RC0cvoOG034oi5-fg-1zNPJfiZiXyidHJqZhGCoN4BpT7UZM895L7iB8klLYsAGb3BlvMMx9kfq9doLxwWcbE46QA7ys9XIltPj_VqKy42WkC543nVng/s1600/banner-ebook.jpg)
Pembahasan
Rumus umum difraksi adalah
d sin θ = n λ
Kisi difraksi mempunyai N celah (garis) dengan lebar masing-masing celah adalah d. Hubungan antara d dan N adalah d = 1/N sehingga diperoleh
(1/N) sin θ = n λ
(1/N) 0,5 = 1 × 5×10−7 m
1/N = 10−6 m
1/N = 10−3 mm
N = 103 garis/mm
Jadi, nilai N pada kisi tersebut adalah 1.000 garis/mm (A).
Soal No. 18 tentang Interferensi Cahaya
Seberkas cahaya monokromatik dijatuhkan pada dua celah sempit sehingga terjadi interferensi yang dapat terlihat di layar. Dari pernyataan berikut:
- Semakin dekat jarak layar ke celah semakin jauh jarak antarpita.
- Semakin dekat jarak layar ke celah semakin dekat jarak antarpita.
- Semakin jauh dari terang pusat, intensitas semakin kecil.
- Semakin jauh dari terang pusat, intensitas semakin besar.
Pernyataan yang benar adalah ....
A. (3) dan (4)
B. (2) dan (4)
C. (2) dan (3)
D. (1) dan (4)
E. (1) dan (3)
Pembahasan
Rumus interferensi pada celah ganda (dua celah sempit) adalah
dengan p adalah jarak antarpola interferensi atau jarak antarpita dan l adalah jarak antara celah dan layar. Hubungan antara p dan l adalah
p.d = n λ l
p ~ l
Dengan demikian hubungan antara p dan l adalah berbanding lurus. Artinya, semakin dekat jarak celah ke layar semakin dekat jarak antarpita. Demikian pula semakin jauh jarak celah ke layar semakin jauh jarak antar pita (pernyataan 1 salah, pernyataan 2 benar).
Terang pusat adalah pola interferensi yang paling kuat dengan intensitas paling tinggi. Semakin jauh dari terang pusat, intensitasnya semakin kecil (pernyataan 3 benar, pernyataan 4 salah).
Jadi, pernyataan yang benar adalah pernyataan nomor 2 dan 3 (C).
Perdalam soal no. 17 dan 18 di Pembahasan Fisika UN: Gelombang Cahaya.
Soal No. 19 tentang Gelombang Elektromagnetik
Perhatikan spektrum gelombang elektromagnetik berikut!
![Spektrum gelombang elektromagnetik Spektrum gelombang elektromagnetik, sinar gamma, X, ultraviolet, cahaya tampak, inframerah, radar, radio, dan TY](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgrgRxuntC6z8QTpv7QS8L5PYYVuJARB4cx12aigq5Cn9H99ud3IOYPefnPbLntCzZtbgzhL0VuaJ22nSd9sbmVeatypwJjBmDz7qxq2e4I-IRuYX62UUEiXrr3U75xHRxAsNRTNta8eHno/s1600/spektrum-e.m.jpg)
Kegunaan dari spektrum gelombang nomor 2 adalah ....
A. dapat mendeteksi keberadaan objek
B. mempunyai daya tembus kecil
C. frekuensi paling kecil dan daya tembus besar
D. dapat memotret bagian dalam tubuh
E. untuk mengecek keaslian uang
Pembahasan
Urutan spektrum gelombang elektromagnetik berdasarkan gambar pada soal (dari panjang gelombang rendah ke panjang gelombang tinggi)
- sinar gamma
- sinar X (1)
- ultraviolet (2)
- cahaya tampak
- inframerah
- radar (3)
- TV dan radio
Kegunaan sinar ultraviolet adalah
- proses fotosintesis pada tumbuhan,
- membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia,
- membunuh kuman penyakit
- sterilisasi peralatan kedokteran
- memeriksa keaslian tanda tangan di bank
- mengecek keaslian uang
Jadi, di antara kegunaan spektrum gelombang nomor 2 (ultraviolet) adalah untuk mengecek keaslian uang (E).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gelombang Elektromagnetik.
Soal No. 20 tentang Mikroskop
Sebuah mikroskop mempunyai jarak fokus lensa objektif 5 mm dan jarak fokus lensa okuler 5 cm. Mikroskop tersebut menghasilkan perbesaran bayangan 25 kali untuk mata tidak berakomodasi. Benda harus diletakkan di depan lensa objektif pada jarak .... (Sn = 25 cm)
A. 30 mm
B. 25 mm
C. 15 mm
D. 6 mm
E. 3 mm
Pembahasan
Perbesaran bayangan mikroskop tanpa akomodasi
S'ob = 5 Sob
Hubungan jarak benda dan jarak bayangan pada lensa objektif dirumuskan
Substitusi S'ob = 5 Sob pada rumus di atas diperoleh
Sob = 6
Jadi, benda harus diletakkan di depan lensa objektif pada jarak 6 mm (D).
Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Alat-alat Optik.
Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2015 selengkapnya.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.