Pembahasan Soal Gelombang Elektromagnetik

Pembahasan Soal Gelombang Elektromagnetik

1. Soal

Gelombang elektromagnetik berikut yang memiliki urutan frekuensi besar ke frekuensi kecil adalah?

A. sinar gamma, gelombang TV, sinar X

B. sinar gamma, gelombang radio, ultraviolet

C. sinar X, sinar gamma, laser

D. gelombang radio, gelombang mikro, sinar gamma

E. sinar gamma, sinar x, ultraviolet
Pembahasan
Urutan gelombang elektromagnetik dari frekuensi besar ke kecil
Sinar Gamma
Sinar X
Sinar Ultraviolet
Cahaya Tampak
Inframerah
Gelombang Mikro
Gelombang TV
Gelombang Radio
Jawaban E

2. Soal

Gejala yang menunjukan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal adalah?

A. fotolistrik

B. difraksi

C. polarisasi

D. interferensi

E. merambat di ruang hampa
Pembahasan
Gejala yang hanya dapat dialami gelombang tranversal adalah polarisasi
Jawaban C

3. Soal

Spektrum gelombang elektromagnetik dari panjang gelombang kecil ke panjang gelombang besar?

A. laser, sinar gamma, sinar x

B. gelombang mikro, gelombang radio, sinar x

C. inframerah, ultraviolet, gelombang radio

D. sinar x, ultraviolet, inframerah

E. sinar gamma, ultraviolet, sinar x
Pembahasan
Urutan panjang gelombang elektromagnetik dari kecil ke besar = frekuensi besar ke kecil.
Sinar Gamma
Sinar X
Sinar Ultraviolet
Cahaya Tampak
Inframerah
Gelombang Mikro
Gelombang TV
Gelombang Radio
Jawaban D

4. Soal

Gelombang elektromagnetik merambat di runag hampa dengan kuat medan listrik E dan cepat rambat c. Induksi magnetik di titik itu adalah?

A. $\displaystyle E.c$

B. $\displaystyle E^{2}.c$

C. $\displaystyle E/c$

D. $\displaystyle E^{2}/c$

E. $\displaystyle E/c^{2}$

Pembahasan
Hubungan medan listrik, medan magnet dan kecepatan cahaya

$\displaystyle c=\frac{E}{B}$

$\displaystyle B=\frac{E}{c}$

Jawaban C

5. Soal

Gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan laju c, kuat medan listrik maksimum dan kuat medan magnet maksimum di suatu titik masing -  masing adalah E dan B. Jika permeabilitas dan permitivitas ruang hampa masing - masing $\mu$ dan $varepsilon$, maka intensitas rata - rata gelombang elektromagnetik di titik  itu adalah sebagai berikut kecuali?

A. $\displaystyle \frac{cB^{2}}{2\mu}$

B. $\displaystyle \frac{E^{2}\epsilon c}{2}$

C. $\displaystyle \frac{BE}{2\mu}$

D. $\displaystyle \frac{B^{2}}{2\mu}$

E. $\displaystyle \frac{E^{2}}{2c \mu}$

Pembahasan

Maka

$\displaystyle I=\frac{P}{A}=\frac{EB}{2\mu_{o}}=\frac{E^{2}}{2\mu_{o}c}=\frac{cB^{2}}{2\mu_{o}}$

Jawaban B

6. Soal

Peristiwa berikut ini dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik, kecuali?

A. muatan listrik dipercepat

B. muatan listrik berosilasi

C. muatan listrik diperlambat

D. muatan listrik bergerak  lurus beraturan

E. muatan listrik bergerak melingkar beraturan

Pembahasan

Muatan listrik yang diam dan bergerak dengan kecepatan konstan tidak dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik. 

Jawaban D

7. Soal

Diantara radiasi gelombang elektromagnetik berikut ini yang memiliki panjang gelombang terbesar adalah?

A. sinar X

B. sinar gamma

C. gelombang mikro

D. sinar ultaungu

E. gelombang radio

Pembahasan

Panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio

Jawaban E

8. Soal

Jika permeabilitas dan permitivitas ruang hampa masing - masing $\mu_{o}$ dan $\varepsilon_{o}$ maka cepat rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa adalah?

A. $\displaystyle c=\mu_{o}\varepsilon_{o}$

B. $\displaystyle c=\frac{1}{(\mu_{o}\varepsilon_{o})^{2}}$

C. $\displaystyle c=\sqrt{\mu_{o}\varepsilon_{o}}$

D. $\displaystyle c=\frac{1}{\sqrt{\mu_{o}\varepsilon_{o}}}$

E. $\displaystyle c=\frac{1}{\mu_{o}\varepsilon_{o}}$

Pembahasan

Nilai c berasal dari $\displaystyle c=\frac{1}{\sqrt{\mu_{o}\varepsilon_{o}}}$

Jawaban D

9. Soal

Di bawah ini yang merupakan sifat gelombang  elektromagnetik adalah?

A. dibelokkan dalam medan listrik

B. dapat mengalami polarisasi

C. dibelokkan dalam medan magnetik

D. merupakan gelombang longitudinal

E. hanya dapat merambat dalam ruang hampa

Pembahasan

Sifat gelombang elektromagnetik

-tidak dibelokkan medan listrik dan medan magnet

-termasuk gelombang tranversal

-dapat mengalami polarisasi

-dapat merambat diruang hampa

Jawaban B

10. Soal

Diantara persamaan gelombang bunyi dan gelombang cahaya adalah?

A. keduanya mempunyai laju yang sama

B. keduanya merupakan gelombang mekanik

C. keduanya dapat mengalami polarisasi

D. keduanya dapat mengalami interferensi

E. keduanya dapat merambat dalam ruang hampa

Pembahasan

Persamaan gelombang bunyi dan gelombang cahaya adalah dapat mengalami interferensi

Jawaban D

11. Soal

Diantara spektrum gelombang yang mempunyai efek panas terbesar adalah?

A. sinar x

B. sinar ultraviolet

C. sinar inframerah

D. sinar gamma

E. gelombang mikro

Pembahasan

spektrum gelombang yang mempunyai efek panas terbesar adalah gelombang mikro yang digunakan untuk microwave

Jawaban E

12. Soal

Kuat medan listrik maksimum dihasilkan oleh suatu rangkaian osilator sebesar 1200 N/C. Cepat rambat cahaya $c =3\times 10^{8} \;m/s$ dan permeabilitas ruang hampa $4\pi \times 10^{-7}\;watt/A.m$ . Intensitas rata - rata yang diterima di titik itu adalah?

A. $0,6/ \pi\; kWatt/m^{2}$

B. $0,6\pi \; kWatt/m^{2}$

C. $6\pi\;kWatt/m^{2} $

D. $6 \; kWatt/m^{2}$

E. $6\pi\; kWatt/m^{2}$

Pembahasan

Diketahui

$E = 1200\;N/C$

Nilai Intensitas rata - rata

\begin{aligned}I&=\frac{P}{A}\\ I&=\frac{E^{2}}{2\mu_{o}c}\\ I&=\frac{1200^{2}}{2\times 4\pi 10^{-7}\times 3\times 10^{8}}\\ I&=\frac{600}{\pi}watt/m^{2}\end{aligned}

Jawaban A

13. Soal
Pemancar radio X mempunyai kekuatan 1,5 k Watt ke segala arah dengan kecepatan rambat $3\times 10^{8} \;m/s$. Kuat medan magnet maksimum pada radius 10 km dari antena adalah?

A. $6\times 10^{-10}T $
B. $3\times 10^{-10}T $
C. $1\times 10^{-10}T $
D. $3\times 10^{10}T $
E. $6\times 10^{10}T $

Pembahasan

Diketahui

$P= 1500\; Watt$

$r = 100000\; m$

\begin{aligned}I&=\frac{P}{A}\\ I&=\frac{cB^{2}}{2\mu_{o}}\\ B&=\sqrt{\frac{2I\mu_{o}}{c}}\\ B&=\sqrt{\frac{2P\mu_{o}}{4\pi r^{2}c}}\\ B&=\sqrt{\frac{2\times 1500\times 4\pi \times 10^{-7}}{4\pi(10^{5})^{2}\times \times 10^{8}}}\\ B&=1\times 10^{10}\;T\end{aligned}

Jawaban C

14. Soal
Rapat energi gelombang elektromagnetik di suatu titik adalah $1,2\times 10^{-3}\;joule/m^{-3}$. Jika laju cahaya $3\times 10^{8} m/s$ , maka intensitas gelombang pada titik tersebut adalah?
A. $4,0\times 10^{-12}watt/m^{2}$ 
B. $3,6 \times 10^{5}watt/m^{2}$ 
C. $3,6 \times 10^{10}watt/m^{2}$ 
D. $2,5 \times 10^{12}watt/m^{2}$ 
E. $3,6 \times 10^{12}watt/m^{2}$ 

Pembahasan

Diketahui

$U= 1,2\times 10^{-3}\;joule/m^{3}$.

$c=3\times 10^{8} m/s$

Intensitas Gelombang(I)?

\begin{aligned} I&=U.c\\ I&=(1,2\times 10^{-3}).(3\times 10^{8})\\ I&=3,6\times 10^{5} \;watt/m^{2}\end{aligned}

Jawaban B
15. Soal
Panjang gelombang mikro dari pemancar radas adalah 1,5 mm. Jika laju gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa $3\times 10^{8} m/s$, maka frekuensi gelombang mikro adalah?

A. $2 \times 10^{8}\;kHz$
B. $3  \times 10^{8}\;kHz$
C. $5  \times 10^{8}\;kHz$
D. $2  \times 10^{9}\;kHz$
E. $3  \times 10^{9}\;kHz$

Pembahasan

Diketahui

$\lambda=1,5\;mm=1,5\times 10^{-3}m$

$v_{GEM}c=3\times 10^{8}\; m/s$
frekuensi(f). . . ?

maka:

\begin{aligned}f&=\frac{v}{\lambda}\\ f&=\frac{3\times 10^{8}}{1,5\times 10^{-3}}\\ f&=2\times 10^{11}\;Hz\\ f&=2\times 10^{8}\;kHz\end{aligned}

Jawaban A