kumpulan soal Fisika Dasar II gelombang EM

Kumpulan Soal Fisika Dasar II
http://personal.fmipa.itb.ac.id/agussuroso
http://agussuroso102.wordpress.com
Topik

Gelombang Elektromagnetik

Interferensi

Difraksi
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
2
Gelombang Elektromagnetik




22-04-2017
Fungsi gelombang EM
Arah E, B, c
Energi /intensitas gelombang EM
Polarisasi
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
3
Komponen medan listrik dari sebuah gelombang
elektromagnetik diberikan oleh:
E(x,t) = E0sin(kx-t) k
(a) Tentukan arah rambat gelombang.
(b) Hitunglah S = E x B.
(c) Tentukan komponen medan magnetik dari
gelombang EM tersebut
(d) Tentukan arah dari medan magnetik pada x = 0
dan t = 0.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
4
Besar komponen medan listrik pada suatu
gelombang EM adalah E = 2 sin[107y + t] i V/m.
Tentukanlah:
a) arah rambat gelombang,
b) frekuensi gelombang,
c) panjang gelombang,
d) komponen medan B,
e) intensitas cahaya.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
5
Suatu gelombang EM terpolarisasi dengan frekuensi
2.00x1014 Hz merambat dalam vakum pada arah positif dari
sumbu x. Komponen medan E dari gelombang tersebut
berosilasi pada arah sejajar sumbu y dengan amplitudo Em.
Saat t = 0, medan listrik pada titik P yang terletak pada x=0
memiliki besar +Em/4 dan nilainya berkurang seiring waktu.
Tentukan:
a) panjang gelombang,
b) nilai k dan ,
c) fungsi dan arah medan E dalam bentuk sinus,
d) fungsi dan arah medan B dalam bentuk sinus.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
6
Cahaya yang sampai ke permukaan atmosfir bumi
mempunyai intensitas 1,4 kW/m2. Jika diasumsikan
cahaya tersebut sebagai gelombang planar,
tentukan:
a) amplitudo komponen medan listrik
b) amplitudo komponen medan magnet
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
7
Suatu cahaya yang terpolarisasi searah sumbu y
dengan intensitas 43 W/m2 dilewatkan pada suatu
sistem yang terdiri dari dua polarisator yang sudut
polarisasinya masing-masing membentuk sudut 60o
dan 90o terhadap sumbu y.
Tentukan intensitas cahaya setelah melalui sistem
tersebut.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
8
Tiga buah polarisator terletak satu sumbu putar
seperti terlihat pada gambar di samping ini. Besaran
1 = 15o, 2 = 30o, dan 3 = 45o adalah sudut-sudut
yang dibentuk oleh sumbu transmisi dan sumbu
acuan polarisasi untuk polarisator pertama, kedua,
dan ketiga. Seberkas cahaya terpolarisasi bidang
(dengan medan listrik searah dengan arah acuan
polarisator) mengenai polarisator pertama dengan
intensitas Io. Tentukanlah I/I0.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
9
Interferensi
Difraksi



22-04-2017
Letak gelap/terang pada interferensi dan difraksi
Intensitas interferensi, difraksi, dan interferensi-difraksi
Sketsa intensitas
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
10
Seberkas sinar monokromatik dengan panjang
gelombang 400 nm datang tegak lurus pada bidang
kisi. Tentukan jarak antarcelah pada kisi jika spektrum
orde ketiga membuat sudut 30o dengan garis normal
pada kisi.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
11
Seberkas sinar monokromatik dengan panjang
gelombang 400 nm datang tegak lurus pada bidang
dengan tiga celah. Dua celah berurutan berjarak 4 m.
Sketsakan pola intensitas cahaya yang teramati pada
layar berjarak 2 m dari celah.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
12
Cahaya dari sebuah lampu uap sodium (λ = 589 nm)
membentuk pola interferensi di layar yang berjarak
0,8m dari sepasang celah. Garis terang pada pola
tersebut terpisah sejauh 0,35 cm.
Berapakah jarak antar celah?
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
13
Berapa lebar pola puncak difraksi pusat pada layar
sejauh 2,0 m di belakang celah yang lebarnya 20 μm
jika disinari cahaya 500 nm?
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
14
Sebuah cahaya dengan panjang gelombang 550 nm
datang pada sebuah celah yang memiliki lebar 0,11 mm.
Layar terletak 2 m dari celah tersebut.
a) Tentukanlah posisi dari pola gelap pertama dan lebar
dari pola terang utama.
b) Bagaimana dengan pola difraksi jika lebar celah
diperbesar menjadi 11 mm?
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
15
Seberkas sinar monokromatik dengan panjang
gelombang 400 nm datang tegak lurus pada bidang
dengan dua celah identik dengan lebar celah 2 m.
Dua celah berurutan berjarak 4 m. Hasil interferensidifraksi kemudian diamati pada layar yang berjarak 2 m
dari bidang celah.
a) Tentukan posisi puncak-puncak intensitas
interferensi.
b) Tentukan posisi titik-titik gelap (minimum) difraksi
c) Sketsakan pola intensitas yang terbentuk.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
16
Seberkas sinar monokromatik dengan panjang
gelombang 400 nm datang tegak lurus pada bidang
dengan tiga celah identik dengan lebar celah 2 m.
Dua celah berurutan berjarak 4 m. Hasil interferensidifraksi kemudian diamati pada layar yang berjarak 2 m
dari bidang celah.
a) Tentukan posisi puncak-puncak intensitas
interferensi.
b) Tentukan posisi titik-titik gelap (minimum) difraksi
c) Sketsakan pola intensitas yang terbentuk.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
17
Sebuah lapisan tipis dipasang di atas permukaan kaca.
Cahaya dengan panjang gelombang 600 nm yang
jatuh tegak lurus lapisan tipis mengalami interfernsi
destruktif. Jika indeks bias lapisan tipis adalah 1,25 dan
indeks bias kaca adalah 1,50, tentukan tebal lapisan
tipis.
22-04-2017
Soal-soal FiDas[Agus Suroso]
18