Kumpulan Soal Fisika Dasar II.

Transkripsi

1 Kumpulan Soal Fisika Dasar II

2 Topik Gelombang Elektromagnetik Interferensi Difraksi Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 2

3 Gelombang Elektromagnetik Fungsi gelombang EM Arah E, B, c Energi /intensitas gelombang EM Polarisasi Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 3

4 Komponen medan listrik dari sebuah gelombang elektromagnetik diberikan oleh: E(x,t) = E 0 sin(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 = Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 4

5 Besar komponen medan listrik pada suatu gelombang EM adalah E = 2 sin[10 7 y + t] i V/m. Tentukanlah: a) arah rambat gelombang, b) frekuensi gelombang, c) panjang gelombang, d) komponen medan B, e) intensitas cahaya Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 5

6 Suatu gelombang EM terpolarisasi dengan frekuensi 2.00x10 14 Hz merambat dalam vakum pada arah positif dari sumbu x. Komponen medan E dari gelombang tersebut berosilasi pada arah sejajar sumbu y dengan amplitudo E m. Saat t = 0, medan listrik pada titik P yang terletak pada x=0 memiliki besar +E m /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 Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 6

7 Cahaya yang sampai ke permukaan atmosfir bumi mempunyai intensitas 1,4 kw/m 2. Jika diasumsikan cahaya tersebut sebagai gelombang planar, tentukan: a) amplitudo komponen medan listrik b) amplitudo komponen medan magnet Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 7

8 Suatu cahaya yang terpolarisasi searah sumbu y dengan intensitas 43 W/m 2 dilewatkan pada suatu sistem yang terdiri dari dua polarisator yang sudut polarisasinya masing-masing membentuk sudut 60 o dan 90 o terhadap sumbu y. Tentukan intensitas cahaya setelah melalui sistem tersebut Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 8

9 Tiga buah polarisator terletak satu sumbu putar seperti terlihat pada gambar di samping ini. Besaran 1 = 15 o, 2 = 30 o, dan 3 = 45 o 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 I o. Tentukanlah I/I Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 9

10 Interferensi Difraksi Letak gelap/terang pada interferensi dan difraksi Intensitas interferensi, difraksi, dan interferensi-difraksi Sketsa intensitas Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 10

11 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 30 o dengan garis normal pada kisi Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 11

12 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 Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 12

13 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? Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 13

14 Berapa lebar pola puncak difraksi pusat pada layar sejauh 2,0 m di belakang celah yang lebarnya 20 μm jika disinari cahaya 500 nm? Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 14

15 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? Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 15

16 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 Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 16

17 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 Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 17

18 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 Soal-soal FiDas[Agus Suroso] 18