Contoh Soal Fisika Gelombang

Latihan Soal

Fisika Gelombang

1)      Buktikanlah bahwa medan listrik dan medan magnetik didalam gelombang elektromagnetik memenuhi persamaan gelombang. Anggap media non dielektrik dan bersifat isotropik (merata disegala ruang).

2)      Buktikanlah bahwa gelombang elektromagnetik harus bersifat transversal (sifat transversalitas) sehingga tidak boleh berbentuk longitudinal.

3)      Buktikanlah bahwa vektor medan listrik dan medan magnet pada gelombang elektromagnetik akan saling tegak lurus satu sama lain

4)      Sebuah Plane Wave (Gelombang datar)  yang merambat dalam ruang hampa memiliki medan listrik :

Ø  Berapakah panjang gelombang, kecepatan dan kecepatan angular medan listrik gelombang elektromagnetik tersebut?

Ø  Kemanakah arah rambatan gelombang elektromagnetik tersebut?

Ø  Hitunglah vektor medan magnetik daripada gelombang elektromagnetik tersebut dan kemudian carilah vektor poyntingnya dan berapa harganya?

Ø  Carilah Intensitas Gelombang elektromagnetik tersebut

5)      Carilah Energi Gelombang Elektromagnetik dan Momentum Gelombang Elektromagnetik dari soal no 4.

6)      Gelombang elektromagnetik dari matahari tiba dipermukaan bumi kira kira memiliki intensitas 1,4 x 10³ Wm^-2. Anggap gelombang ini menjalar sepenuhnya dan merata diruang hampa, maka tentukan amplitudo medan listrik dan medan magnetik dari gelombang EM ini.

7)      Daya Rerata  sebuah pemancar radio adalah sekitar 5 W. Bilamana dianggap bahwa gelombang elektromagnetiknya diradiasikan secara isotropik kesemua arah. Tentukan pada jarak 15 km dari pemancar radio  tersebut berapakah amplitudo E dan B nya?

8)      Buktikan bahwa sebuah gelombang elektromagnetik bergerak menuju suatu medium secara tegak lurus, maka koefisien refleksi dinyatakan didalam  dengan

9)      Seandainya sebuah gelombang elektromagnetik memasuki suatu medium dengan indeks bias n = 1,72 dengan µ =  maka tentukan amplitudo medan listrik saat berada didalam bahan dan berapa persenkah gelombang yang terpantul oleh permukaan medium?

10)  Hitung skin – depth dari medium air laut yang memiliki resistivitas 0,2  untuk frekuensi 30 kHz dan 30 MHz dan berapakah frekuensi yang harus digunakan untuk berkomunikasi dengan kapal selam yang berada 2500 m dibawah permukaan laut?

11)  Mata Manusia sangat sensitif terhadap panjang gelombang cahaya yang berkisar antara 600 nm (merah) dan 400 nm (biru). Carilah frekuensi dan energi foton dari gelombang dalam range tersebut?

12)  Cahaya sebagai gelombang elektromagnetik masuk didalam suatu polarisator. Jika besarnya Intensitas cahaya yang masuk adalah 14,5 W/m² dari suatu medium dengan impedansi gelombang Z = 1,5 ke medium Z = 1,0 maka hitunglah berapakah sudut yang harus dibuat oleh polarisator agar intensitasnya menjadi 1/3 dari intensitas semula.