RADIASI ELEKTROMAGNETIK - 3

Selamat datang di blog saya,

Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi penyelesaian soal yang saya kutip dari buku MANDIRI 3 FISIKA SMA/MA Kelas XII. Halaman 109 sampai dengan 110. Semoga pengalaman berbagi ini memberikan manfaat buat kita semua.

 

Soal 16

Sebuah pulsa gelombang radar dipantulkan oleh dasar laut yang akan diukur kedalamannya dan pulsa tersebut diterima kembali oleh radar yang berada di atas kapal setelah 8 x 10 ^{– 6} sekon. Jika indeks bias air laut 4/3, hitung kedalaman laut tersebut.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Indeks bias udara, n_u = 1

Cepat rambat bunyi, c = 3 x 10⁸ m/s

Indeks bias air, n_a = 4/3

Waktu, t = 8 x 10 ^{– 6} sekon

 

Ditanya,

Kedalaman dasar laut, d = … ?

 

Penyelesaian :

 

Soal : 17

Sebuah pulsa gelombang radar dipantulkan oleh sebuah benda dan diterima kembali oleh radar setelah 3 x 10^–5 sekon sejak gelombang itu dipancarkan. Tentukan jarak benda tersebut dari stasiun radar.

 

Pembahasan :

Diketahui,

Waktu pergi pulang, t = 3 x 10 ^{– 5} s

 

Ditanya,

Jarak benda tidak dikenal terhadap radar, d = … ?

 

Penyelesaian :

 

Soal : 18

Suatu gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa mempunyai kuat medan listrik sebesar 120 U/m. Hitung besar kuat medan magnetnya.

 

Pembahasan :

 

Catatan

Kuat medan listrik dalam soal ditulis 120 U/m, sesungguhnya adalah 120 V/m (E = 120 V/m).

 

Sehingga kuat medan magnetnya (B) dapat kita hitung sebagai berikut :

 

 

Soal : 19

Hitung kuat medan listrik maksimum dalam suatu daerah jika diketahui kuat medan magnet maksimumnya 2 x 10 ^{– 4} T.

Pembahasan :

 

Soal : 20

Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetik dinyatakan dengan persamaan E = 200 sin (10³ ϖx – ωt) N/C. Hitunglah :

a)   Kuat medan magnet maksimumnya

b)   Panjang gelombang

c)   Frekuensi gelombang elektromagnetik

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

 

Dari persamaan kuat medan listriknya E_m = 200 V/m, maka kuat medan magnetnya B_m.

 

Bagian b)

Panjang gelombang λ

 

Bagian c)

Tidak dapat kita tentukan nilai frekuensinya (f) disebabkan nilai ω tidak diketahui.

  

Soal : 21

Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetik adalah 30 N/C. Tentukan intensitas nilai rata – rata gelombang elektromagnetik tersebut dan besar kuat medan magnet maksimumnya.

 

Pembahasan :

 

Intensitas radiasi, I :

 

 Medan magnetik maksimum, B_m :

 

 

Soal : 22

Seberkas cahaya memancarkan daya elektromagnetik sebesar 200 W secara merata ke segala arah. Tentukan :

a)   Rapat energi listrik rata – rata pada jarak 2 m dari sumber

b)   Rapat energi magnet rata – rata pada jarak 2 m dari sumber

c)   Intensitas radiasi rata – rata gelombang elektromagnetik

 

Pembahasan :

 

Rapat energi listrik sama dengan rapat energi magnet, uE = uB.

 

Bagian c)

Intensitas radiasi, I :

 

 

Bagian a) dan bagian b)

Rapat energi listrik rata – rata sama dengan rapat energi magnet rata – rata (uE = uB) :

 

 

Soal : 23

Suatu gelombang radar memancarkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertentu. Ternyata gelombang radar tersebut terpantul dari sebuah pesawat dalam waktu 6 μs. Tentukan jarak pesawat tersebut dari radar.

 

Pembahasan :

 

 

Soal : 24

Jika sebuah gelombang elektromagnetik memiliki panjang gelombang 150 nm, hitung besar frekuensi yang dimiliki gelombang elektromagnetik tersebut.

 

Pembahasan :

 

 

Diketahui,

Panjang gelombang, λ = 150 nm = 150 x 10 ^{– 9} nm

 

Ditanya,

Frekuensi gelombang, f = … ?

 

Penyelesaian,

 

Soal : 25

Sebuah stasiun radio VHF menyiarkan programnya pada frekuensi 120 MHz. Jika c = 3 x 10⁸ m/s, tentukan panjang gelombang VHF tersebut.

 

Pembahasan :

 

Soal : 26

Mengapa pada saat kita mendengarkan radio FM bunyinya lebih jernih dibandingkan dengan mendengarkan radio AM.

 

Pembahasan :

 

Radio FM memiliki kualitas suara yang lebih jernih dibandingkan dengan radio AM karena FM menggunakan modulasi frekuensi yang lebih tahan terhadap gangguan dan interferensi, serta memiliki bandwith yang lebih lebar. Sehingga memungkinkan transmisi sinyal audio dengan kualitas yang lebih tinggi. Sementara itu, radio AM menggunakan modulasi amplitudo yang lebih rentan terhadap gangguan dan interferensi.

  

Soal : 27

Sebuah radar memancarkan gelombang dengan frekuensi 2,42 x 10⁸ Hz. Gelombang tersebut dipantulkan oleh pesawat yang sedang bergerak dan radar menerima kembali gelombang pantul tersebut dalam frekuensi 2,42001 x 10⁸ Hz. Jika kecepatan gelombang radar 3 x 10⁸ m/s.

a.    Apakah pesawat tersebut mendekati atau menjauhi radar ?

b.   Berapa kecepatan relatif pesawat terhadap radar ?

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

Frekuensi pergi f = 2,42 x 10⁸ Hz dan frekuensi kembali f’ = 2,42001 x 10⁸ Hz. Karena f’ > f berarti pesawat mendekati radar.

 

Bagian b)

 

 

Catatan : gunakan kalkulator dan hasilnya = 1,00000413

 

 

Soal : 28

Sebuah radar memancarkan gelombang elektromagnetik lalu mengenai pesawat terbang mata – mata dan kembali dalam waktu 8μs. Tentukan jarak pesawat mata – mata tersebut dari radar.

  

Pembahasan :

 

 

Soal : 29

Tuliskan aplikasi dari gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari – hari.

 

Pembahasan :

Televisi dan radio, Komunikasi, Pemanasan, Pengobatan, Pencitraan, navigasi, pengendalian jarak jauh, pemindai barcode, dan lainnya.

 

Soal : 30

Jelaskan sifat – sifat dari gelombang elektromagnetik.

 

Pembahasan :

 

Sifat gelombang elektromagnetik,

1.  Merupakan gelombang transversal

2.  Dapat merambat dalam ruang hampa

3.  Cepat rambat gelombang elektromagnetik c = 3 x 10⁸ m/s

4.  Memiliki sifat dualisme gelombang (sebagai gelombang dan foton)

5.  Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, dan difraksi

6.  Dapat mengalami polarisasi

7.  Memiliki spektrum yang luas

8.  Dapat memindahkan energi