JAKARTA, iNews.id – Contoh soal gelombang elektromagnetik dan jawabannya berikut ini bisa dipelajari secara mandiri di rumah. Pasalnya, materi di mata pelajaran fisika ini harus terus dilatih agar mendapat nilai bagus.
Gelombang elektromagnetik hadir dalam banyak aspek kehidupan sehari-hari. Contohnya saat menonton TV atau mendengarkan radio dan memakai jaringan internet, sinyal tersebut dikirimkan melalui gelombang elektromagnetik.
Sebelumnya, perlu diketahui bahwa gelombang elektromagnetik adalah sebuah gelombang yang dapat merambat tanpa memerlukan perantara atau media untuk merambat sehingga tetap dapat merambat meskipun berada di dalam ruangan hampa.
Terdapat empat teori yang mendasari adanya gelombang elektromagnetik di antaranya yaitu:
1. Muatan listrik menimbulkan medan listrik (dikemukakan oleh Coulomb).
2. Di sekitar arus listrik terdapat medan magnet (dikemukakan oleh Oersted).
3. Perubahan fluks magnet/medan magnet dapat menimbulkan medan magnet listrik (dikemukakan oleh Faraday).
4. Perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet (dikemukakan oleh Maxwell).
Orang pertama yang menentukan rumus gelombang elektromagnetik adalah Maxwell yang menyatakan bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik memenuhi suatu persamaan.
Secara sistematis gelombang elektromagnetik dapat dituliskan dengan menggunakan rumus yang ada di bawah ini.
c = 1/sqrt (μ0 Ɛ0)
Keterangan:
μ0 = permeabilitas ruang hampa (4 π 10-7 Ns2/C2)
c = kecepatan rambat gelombang dalam ruang hampa
Ɛ0 = permeabilitas ruang hampa (8.85 10-12C2/Nm2)
Berikut ini adalah contoh soal gelombang elektromagnetik dan jawabannya yang bisa dipelajari, dikutip dari berbagai sumber, Rabu (25/10/2023).
1. Kapal dilengkapi pemancar dan penerima gelombang radar untuk menduga dalamnya laut. Jika indeks bias laut adalah 4/3, kecepatan cahaya di udara 3 x 108 m/s, dan waktu yang diperlukan gelombang radar bolak-balik adalah 8 x 10-5 s, maka kedalaman laut tersebut adalah . . .
Pembahasan :
h = (c.Δt)/2.n
h = (3 x 108)( 8 x 10-5)/(2.4/3)
h = (3 x 108)( 8 x 10-5)/(8/3)
h = 9 x 103 m = 9 km
2. Pemancaran radio terdiri dari rangkaian LC. Masing-masing besarnya (1/6) H dan 1,5 pF. Jika kecepatan cahaya di udara 3 x 108 m/s, maka panjang gelombang radio yang dipancarkan adalah . . .
Pembahasan :
Diketahui :
C = 1,5 pF = 1,5 x 10-12 F
L = (1/6) H
c = 3 x 108 m/s
Ditanya : panjang gelombang λ?
*Frekuensi rangkaian AC – LC
fr = 1/2π.akar(LC)
fr = 1/2π.akar((1/6)(1,5 x 10-12))
fr = 1/2π.akar(0,25 x 10-12))
fr = 1/2π.(0,5 x 10-6)
fr = 106/π Hz
*Panjang gelombang
λ = c/f
λ = (3 x 108)/( 106/π)
λ = 3π x 102 m
λ = 300π m
3. Gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan 3 x 108 m/s. Jika panjang gelombang elektromagnetik tersebut adalah 100 nm, maka frekuensi dari gelombang tersebut adalah . . .
Pembahasan :
*Panjang gelombang
λ = c/f
f = c/ λ
f = (3 x 108)/(100 x 10-9)
f = 3 x 1015 Hz
4. Gelombang elektromagnetik merambat dengan kelajuan 3 x 108 m/s. Jika panjang gelombangnya 600 nm, maka frekuensi dari gelombang tersebut adalah . . .
Pembahasan :
*Panjang gelombang
λ = c/f
f = c/ λ
f = (3 x 108)/(600 x 10-9)
f = 0,5 x 1015 Hz
f = 5,0 x 1014 Hz
5. Gelombang elektromagnetik yang merambat pada suatu medium dengan kecepatannya 14 m/s. Berapa besar permeabilitas medium jika permitivitas mediumnya ialah 6 wb/Am?
Jawaban:
Diketahui:
c = 14 m/s
ε = 6 wb/Am
Penyelesaian:
c = 1/sqrt (μ ε)
14 = 1/sqrt (μ 6)
μ = 1/142 6
μ = 0.00085 wb/Am
Jadi, permeabilitas mediumnya adalah 0.00085 wb/Am
6. Sebuah gelombang elektromagnetik memiliki panjang gelombang 4 x 10"-7 m dan energi foton 4 x 10"-19 J. Hitunglah frekuensi dan kecepatan gelombang elektromagnetik tersebut.
Pembahasan:
λ = c / f
E = hf
Dari rumus λ = c / f, kita dapat mencari nilai frekuensi:
f = c / λ = 3 x 10"8 m/s / (4 x 10"-7 m) = 7,5 x 10"14 Hz
Dari rumus E = hf, kita dapat mencari nilai h:
h = E / f = (4 x 10"-19 J) / (7,5 x 10"14 Hz) = 5,33 x 10"-34 J.s
Jadi, frekuensi gelombang elektromagnetik tersebut adalah sebesar 7,5 x 10"14 Hz, dan kecepatan gelombang elektromagnetik adalah sebesar 3 x 10"8 m/s.