Tampilkan postingan dengan label fisika gelombang elektromagnetik. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label fisika gelombang elektromagnetik. Tampilkan semua postingan

Minggu, 31 Mei 2015

Pilihan Ganda 

1.    Koefisien emisivitas (e) benda gelap sempurna dianggap ….
       A.e = 0
       B.0 < e < 1
       C.e = 1
       D.e < 1
       E.e > 1

2.    Energi yang dipancarkan benda berpijar setiap satuan luas permukaan per satuan waktu akan berbanding ….
       A.Lurus suhu mutlak.
       B.Lurus suhu mutlak pangkat dua.
       C.Lurus suhu luas pemukaan.
       D.Terbalik luas permukaan.
       E.Terbalik waktu.

3. Jika suhu mutlak suatu benda ditingkatkan maka panjang gelombang energi yang dipancarkannya ….
       A.Menjadi lebih panjang.
       B.Menjadi lebih pendek.
       C.Tidak menentu.
       D.Tetap.
       E.Nol.

4.    Panjang gelombang elektromagnetik yang dipancarkan suatu benda pada intensitas maksimum pada suhu 1200 K adalah ….
       A.8 x 10-15m.
       B.2,4 x 10-6m.
       C.3,48 x 1011m.
       D.2,5 x 105m.
       E.8 x 1011m.

5.    Foton dengan energi besar adalah ….
       A.Sinar merah.
       B.Sinar ungu.
       C.Sinar gamma.
       D.Sinar X
       E.Sinar jingga.

6.    Frekuensi cahaya tampak sekitar 6 x 1014 Hz berarti energi fotonnya sekitar ….
       A.1,96 x 10-17 joule.
       B.2,96 x 10-18 joule.
       C.3,96 x 10-19 joule.
       D.4,96 x 10-19 joule.
       E.5,96 x 10-19 joule.

7.    Kwanta energi yang terkandung dalam sinar ultra dengan panjang gelombang 2300 Angstrom adalah ….
       A.2,0 x 10-19 joule.
       B.3,0 x 10-19 joule.
       C.3,3 x 10-19 joule.
       D.6,0 x 10-19 joule.
       E.6,6 x 10-19 joule.
8.    5,5 % energi yang dipancarkan lampu pijar berwarna kuning dengan panjang gelombang 5400 A. Bila lampu 100 watt, maka jumlah foton yang dipancarkan adalah ….
       A.11 x 1018.
       B.15 x 1018.
       C.18 x 1018.
       D.20 x 1018.
       E.22 x 1018.

9.    Lampu natrium 20 watt/22o volt memancarkan foton sebanyak 59 x 1017 setiap sekon. Bila cepat rambat cahaya 3 x 108 m/s, maka panjang gelombang pancaran adalah ….
       A.3000 Angstrom.
       B.4000 Angstrom.
       C.5000 Angstrom.
       D.6000 Angstrom.
       E.7000 Angstrom.

10.  Kuantum radiasi cahaya yang panjang gelombang 6000 Angstrom dengan energi sebesar ….
       A.3,3 x 10-21 joule.
       B.30 x 10-21 joule.
       C.33 x 10-21 joule.
       D.300 x 10-21 joule.
       E. 330 x 10-21 joule.

11.  Percobaan efek fotolistrik menunjukkan bahwa intensitas radiasi pada permukaan logam katode mempengaruhi ….
       A.Tenaga kinetis foto elektron.
       B.Jumlah foto elektron.
       C.Energi kinetik maksimum elektron.
       D.Frekuensi ambang.
       E.Beda potensial.

12.  Fungsi kerja suatu permukaan logam 4,0 eV diradiasi dengan foton frekuensi 3 x 1015Hz dan massa elektron 9,1 x 1031 kg. Bila muatan e = 1,6 x 1019C, maka kecepatan elektron adalah ….
       A.1,72 x 104 m/s.
       B.3,44 x 105 m/s.
       C.3,44 x 106 m/s.
       D.1,72 x 107 m/s.
       E.1,72 x 108 m/s.

13.  Sinar ungu dengan frekuensi 10-16 Hz diradiasi pada permukaan logam yang fungsi kerja 2/3 energi foton sinar ungu. Energi kinetik foto elektron adalah ….
       A.11 x 10-17 m/s.
       B.22 x 10-17 m/s.
       C.33 x 10-17 m/s.
       D.44 x 10-17 m/s.
       E.55 x 10-17 m/s.

14.  Energi kinetik fotolistrik 4 x 10-19 joule bila diradiasi dengan panjang gelombang 5000 A. Fungsi kerja permukaan logam adalah ….
       A.0.05 x 10-18 joule.
       B.0,50 x 10-18 joule.
       C.5,00 x 10-18 joule.
       D.50 x 10-18 joule.
       E.500 x 10-18 joule.

15.  Sebuah elektron dengan cepat rambat 0,5 kali cepat rambat cahaya, berarti panjang de Broglie adalah ….
       A.3,6 x 10-12m.
       B.4,2 x 10-12m.
       C.4,6 x 10-12m.
       D.1,2 x 10-12m.
       E.2,4 x 10-12m.


SOAL ESSAY

1.    Intensitas radiasi matahari langsung yang tidak diserap oleh atmosfer pada hari musim panas adalah 100 W/m2. Berapa dekatkah Anda dapat berdiri bila sebuah pemanas listrik 1,0 kW meradiasikan kalor ?
2.    Apabila suhu di permukaan matahari 60000C pada panjang gelombang berapakah terjadi tenaga pancar maksimum?
3.    Sebuah benda hitam mempunyai tenaga pancar maksimum berada panjang gelombang 2000 mm. Berapakah suhu benda tersebut?
4.    Sebuah gelombang radio bidang mempunyai Em ~ 10-4 V/m. Berapakah besar medan magnet Bm dan intensitas gelombang tersebut?
5.    Cahaya matahari menumbuk bumi dengan intensitas sebesar 20 kal/cm2-menit. Hitunglah besarnya medan listrik Em dan medan magnet Bm untuk cahaya tersebut?

6.    Sebuah medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan induksi yang dapat menembus ruang di sekitarnya. Berapakah kuat medan listrik itu bila induksi yang dihasilkan 5 x 10-5 T?
7.    Karbon dioksda laser memancarkan gelombang elektromagnetik yang menjalar dalam vakum pada arah X negatif dengan panjang gelombang 10,6 mm. Medan listrik yang ditimbulkan mempunyai amplitudo 1,5 M V/m. Tuliskan persentase gelombang untuk E sebagai fungsi waktu dan berapa besarnya induksi magnetik?
8.    Berdasarkan eksperimen permivitas ruang hampa 8,85 x 10-12 C2/Nm2 dan permeabilitas 4p x 10-7 T.m/A. Berapakah kecepatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa?
9.    Sebuah sumber radiasi memancarkan gelombang EM, amplitudo maksimum E dan B masing – masing 235 V/m dan 8 x 10-7 T. Berapakah cepat rambat radiasi pada tempat itu?
10.  Buktikan bahwa satuan kecepatan gelombang elektromagnetik c = 1/[√(εomo)] adalah m/s!
11.  Sebuah stasiun radio mentransmisikan sinyal 10 kW dengan frekuensi 100 MHz. Carilah pada jarak 1 km:
a.       Amplitudo medan listrik dan medan magnetnya.
b.      Energi yang ditrima oleh sebuah panel yang berukuran 10 cm x 10 cm dalam waktu 5 menit!
c.       Energi pada kondisi normal yang ditrima oleh panel seluas A adalah ….
12.  Apabila kawat logam dihubungkan ke sebuah baterai maka ruang di sekitarnya akan timbul medan listrik yang di sebabkan oleh arus yang mengalir dalam kawat itu. Dengan menggunakan vektor poynting tunjukkanlah bahwa laju energi yang masuk dalam kawat sama dengan daya yang hilang (energi yang timbul sebagai panas).
13.  Satelit komunikasi mempunyai panel pengumpul energi matahari yang luasnya 4 m2, seperti diperlihatkan dalam gambar. Asumsikanlah bahwa radiasi matahari jatuh tegak lurus panel dan terserap sempurna. Berapakah total daya yang terserap dan gaya tekanan gaya tekanan radiasinya?
14.  Bagaimanakah perubahan efek Doppler digunakan untuk mendeteksi laju sebuah mobil dengan radar?
15.  Suatu radiasi datang pada sebuah benda dengan kekuatan 40 watt/m2. Jika benda itu menyerap 2,5 watt/m2. Berapakah faktor refleksi dan absorrsinya?

16.  Cahaya hijau mempunyai panjang gelombang 5000 A berapakah frekuensinya ?
17.  Sebuah kapal terbang yang berada 10 km dari sebuah pemancar radio menerima sinyal dengan kekuatan 10 mW/m2. Hitunglah berapa kuat medan listrik dan medan magnet rata – rata yang diterima oleh pesawat !
18.  Tinjaulah kembali soal nomor 2, dengan menganggap gelombang dipancarkan secara isotropik hitunglah daya total yang diradiasikan oleh pemancar !
19.  Seorang siswa mengamati sebuah sumber gelombang elektromagnet yang mempunyai daya keluaran 250 W dari jarak 1,8 m. Berapakah besarnya radiasi medan listrik dan medan magnetik rms yang diterima pengamat ?
20.  Energi pancar maksimum yang datang dari cahaya bintang Vega berada pada panjang gelombang 2,4 x 10-6m. Berapakah frekuensinya ?
21.  Setiap sekon di matahari terjadi perubahan 4 x 109kg materi menjadi energi radiasi. Jikalaju cahaya dalam vakum adalah 3 x 108 m/s. Berapakah daya yang dipancarkan ?
22.  Sebuah pesawat penumpang menerima sinyal tanda bahaya dari suatu bandara ketika pesawat itu tepat melintas bandara. Seorang oerator di bandara menerima sinyal pantuan dari pesawat setelah 0,00025 s sejak ia mengirimkan sinyal. Berpakah ketinggian pesawat itu ?
23.  Salah satu warna cahaya spektrum matahari adalah warna merah yang memiliki frekuensi 5,25 x 1014 Hz. Berapakah panjang gelombang cahaya merah ?
24.  Sebuah osilator listrik dapat membangkitkan gelombang elektromagnetik dengan rapat energi 10-9N/m2. Berapakah kuat medan listrik pada osilator tersebut ?
25.  Sebuah sumber gelombang EM memancarkan radiasinya dengan intensitas 12 W/cm2, radiasi yang dipancarkan nya jatuh tegak lurus pada cermin pemantul yang luarnya 1,5 cm2. Berapakah gaya yang beraksi pada cermin ?


26.  Jika anda ditana berapa banyaknya bagian dari spektrum EM yang terletak dalam jangkauan yang terlihat, Bagaimanakah tangggapan Anda ?
27.  Dalam kabel transmisi apakah energi diangkut dalam penghantar melalui perantara arus atau dalam ruang di antara penghantar melalui perantara medan ?
28.  Bagaimanakah kerapatan arus pergeseran berubah dengan waktu dan ruang dalam gelombang elektromagnetik yang terambat ?
29.  Sebuah gelombang EM menjalar dalam arah y negatif. Pada suatu kedudukan dan waktu tertentu medan listrik bekerja pada sumbu Z positif sebesar 100 v/m. Kemanakah dan berapa besar medan pada sumbu X ?
30.  Sebuah gelombang radio memiliki Em = 10-4 V/m, berapakah intensitas gelombang yang diukur oleh aliran energi ?
31.  Pesawat pembom terbang pada jarak 10 Km dari sebuah pemancar radio penerima sinyal yang intensitasnya 10 mW/m2. Hitunglah medan listrik rata – rata yang ditimbulkan oleh sinyal !
32.  Pulsa gelombang radar dipantulkan oleh sebuah benda dan diterima kembali setelah 6 x 10-5 s sejak gelombnag itu dipancarkan. Berapa jauhkah jarak benda dengan radar ?
33.  Seorang pelaut mengukur kedalaman laut dari atas kapalnya dengan gelombang EM, ternyata gelombang itu dapat kembali setelah 5 m sekon. Berapakah kedalaman laut tersebut ?
34.  Logam X berpijar sehingga ruang di sekitarnya menjadi terang. Berapakah besar frekuensinya jika panjang gelombang cahaya yang berpijar itu 300 nm ?
35.  Sebuah gelombang EM dalam vakum dihasilkan oleh medan listrik E = sin p [(3 x 106) – (9 x 1014t)]. Tentukanlah frekuensi gelombangnya !





Sabtu, 02 Mei 2015

PROSES TERJADINYA GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Medan magnet yang berubah menghasilkan medan listrik yang berubah pula (Faraday). Adapun medan listrik menghasilkan medan magnet yang berubah (Maxwell). Kedua hipotesis tersebut saling berkaitan. Medan magnet dan medan listrik akan menjalar ke segala arah  da n tanpa bantuan medium. Inilah yang disebut gelombang elektromagnetik. Menurut Maxwell, gelombang elektromagneti merambat dengan kelajuan c =  3 x 10 8 m/s.
Gelombang elektromagnetik terdiri dari dua komponen yang saling tegak lurus, yaitu medan listrik (E) dan medan magnet (B). Dan arah rambatan (Z) gelombang tegak lurus antara kedua komponen.
Seperti jenis g
elombang pada umunya, gelombang elektromagnet memiliki panjang gelombang (λ ) dan frekuensi (f) tertentu. Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, dan kelajuan gelombang elektromagnetik memenuhi persamaan berikut :
 λ  =  c/f  

Contoh Soal :
Seorang  penyiar radio mengatakan  bahwa radio tersebut bekerja pada frekuensi 105 MHz, berapa panjang gelombang radio tersebut ?
Jawab :
λ = c/f  =    (3 x 10 8 m/s.) /  (105 x 10 6 /s). = 2,86 meter

Contoh Soal
Jika panjang gelombang ungu 400 nm dan merah 750 nm, berapa frekuensinya ?
Jawab :
Cahaya ungu
f =  c/λ  = (3 x 10 8 m/s.) /  (400 x 10 -97,5 x 10 15 Hz
Cahaya merah
f =  c/λ  = (3 x 10 8 m/s.) /  (750 x 10 -9 = 4  x 10 15 Hz

SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Gelombang elektromagnetik seperti yang dibuat dengan osilator listrik memiliki frekuensi tertinggi sekitar 10 9 Hz. Karena sifatnya yang dapat digunakan untuk membawa informasi, maka jenis gelombang elektromagnetik ini disebut geombang radio. Osilator listrik tidak dapat menggetarkan muatan listrik dengan frekuensi yang lebih tinggi lagi, tetapi getaran atau molekul atau gerak elektron di dalam atom dapat menghasilkan frekuensi yang lebih tinggi. Misalnya cahaya tampak adalah jenis gelombang elektromagnetik hasil getaran atom atau molekul pada benda yang berpijar dengan frekuensi 10 14 Hz.
Gelombang elektromagnetik dapat terdeteksi ternyata memiliki interval yang sangat lebar, mulai dari 1 hertz sampai dengan 10 24 Hz. Mereka dikelompokkan berdasarkan frekuensi yang memiliki kemiripan sifat dan disebut spektrum elektromagnetik.


Jenis-Jenis spektrum gelombang elektromagnetik ada 7 macam. Jenis tersebut dikategorikan berdasarkan besar frekuensi gelombangnya. Jika diurutkan dari frekuensinya yang paling kecil ke yang paling besar adalah : 
Gelombang Sinar Gamma. Gelombang ini memilik panjang 10-12 meter dengan frekuensi 1020 hertz. Dihasilkan dari peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tidak stabil.Gelombang sinar gamma merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling besar dan serta panjang gelombang terkecil. Sehingga daya tembusnya sangat besar, bahkan bisa menembus plat besi. Salah satu fungsi dari sinar gamma yaitu dapat digunakan dalam kedokteran sebagai pembunuh sel kanker dan sterilisasi alat – alat kedokteran.
Gelombang Sinar X. Gelombang ini memiliki panjang 10-10 meter dan memiliki frekuensi 1018 hertz. Gelombang sinar X sering disebut juga dengan sinar rontgen, karena gelombang ini banyak dimanfaatkan untuk kegiatan rontgen di rumah sakit. 
Gelombang Ultra Violet. Gelombang UV memiliki panjang 10-8 meter dengan frekuensi 1016 hertz. Gelombang ini berasal dari matahari dan juga dapat dihasilkan oleh transisi elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Funsi UV dapat bermanfaat dan dapat berbahaya bagi manusia. Salah satu contoh fungsi sinar UV adalah sebagai detector untuk membedakan uang asli dan uang palsu. 
Gelombang Cahaya Tampak. Sesuai namanya, spketrum ini berupa cahaya yang dapat ditangkap langsung oleh mata manusia. Gelombang ini memiliki panjang 0.5x10-6 meter dengan frekuensi 1015 hertz. Dan  gelombang cahaya tampak sendiri terdiri dari 7 macam yang disebut warna. Jika diurutkan dari yang paling besar frekuensinya adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. 
Gelombang Infra Merah. Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10-5 meter dengan frekuensi sekitar 1012 hertz. Gelombang infra merah dihasilka ketika molekul electron bergetar karena panas, contohnya tubuh manusia dan bara api. Manfaat kegunaan lain yaitu untuk remote TV dan transfer data di ponsel. 
Gelombang Mikro. Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10-2 meter dengan frekuensi sekitar 108 hertz. Gelombang ini dihasilkan oleh tabung klystron, kegunaanya sebagai penghantar energy panas. Salah satu contoh penggunaan gelombang micro yaitu pada oven microwave yang berupa efek panas untuk memasak. Gelombang micro dapat mudah diserap oleh suatu benda dan juga menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Selain itu, gelombang micro juga dapat digunakan untuk mesin radar. 
Gelombang Radio.Gelombang ini memiliki panjang sekitar 103 meter dengan frekuensi sekitar 104 Hertz. Sumber gelombang ini berasal dari rangkaian oscillator elektronik yang bergetar. Rangkaian oscillator tersebut terdiri dari komponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). Spektrum gelombang radio dimanfaatkan manusia untuk teknologi radio, televisi, dan telepon.
Pada gambar diatas, terlihat bahwa cahaya tampak menepati daerah yang sempit, yaitu antara  4 x 10 14 Hz sampai 7,5 x 10 14 Hz. Kita sering tidak menyadari bahwa sekitar kita adalah banyak gelombang elektromagnetik, Berapa diantaranya diserap oleh tubuh, seperti infrared yang dapat menghangatkan tubuh dan sinar ultravolet dalam dosis yanng tepat dapat membantu pembentukan vitamin D dalam tulang

Sumber :
FISIKA untuk SMA/MA kelas X. Goris seran Daton, dkk, Penerbit Grasindo, 2007
http://kelasbelajarku.blogspot.com/2013/10/Spektrum-Gelombang-Elektromagnetik.html



Subscribe to RSS Feed Follow me on Twitter!