CONTOH SOAL G.ELEKTROMAGNETIK DAN PEMBAHASAN

N/C. Cepat rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa 3 x 108 m/s dan permetivitas listrik untuk ruang hampan 8,85 x 10-12 C/Nm2. Hitung laju energi rata-rata tiap satuan luas gelombang elektromagnetik!
Iklan

Penyelesaian:
Diketahui:
Em = 200 N/C
c = 3 × 108 m/s
μo = 8,85 x 10-12 C/Nm2

Ditanyakan: S = ?

Contoh soal 1 ini berkaitan dengan materi energi pada gelombang elektromagnetik. Kita harus cari terlebih dahulu yakni:
Bm = Em/c
Bm = (300 N/C)/(3 × 108 m/s)
Bm = 1,0 × 10-6 J/Cs

S = (Em.Bm)/2μo
S = (200 . 1,0 × 10-6)/(2 . 8,85 x 10-12)
S = (2,0 × 10-4)/(1,77 × 10-11)
S = 1,13 × 107 W/m2

Contoh Soal 2
Medan magnetik dalam suatu gelombang elektromagnetik memiliki puncak 1,77 x 10-8 J/Cs. Berapa besar energi yang diangkut oleh gelombang ini per meter persegi per sekon?

Penyelesaian:
Diketahui:
Bm = 1,77 x 10-8 J/Cs
c = 3 × 108 m/s
μo = 8,85 x 10-12 C/Nm2

Ditanyakan: S = ?

Jawab:
Bm = Em/c
Em = c.Bm
Em = (3 × 108 m/s).(1,77 x 10-8 J/Cs)
Em = 5,31 N/C

S = (Em.Bm)/2μo
S = (5,31 . 1,77 x 10-8)/(2 . 8,85 x 10-12)
S = (5,31 . 1,77 x 10-8)/(1,77 × 10-11)
S = 5,31 × 103 W/m2

Contoh Soal 3
Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetik dapat dinyatakan dengan persamaan gelombang berjalan: Ey = 100 sin (107x - ωt) (dalam SI). Tentukan amplitude dari medan magnetik yang terkait, panjang gelombang serta frekuensinya!

Penyelesaian:
Diketahui:
Ey = 100 sin (107x - ωt)

Ditanyakan: Bm, λ dan f = ?

Jawab:
Ey = 100 sin (107x - ωt)
Ey = Em sin (kx - ωt)
Jadi dari persamaan tersebut akan didapatkan:
Em = 100 N/C
k = 107

maka:
Bm = Em/c
Bm = (100 N/C)/(3 × 108 m/s)
Bm = 3,33 × 105 W/C

k = 2π/λ
107 = 2π/λ
λ = 2π/107
λ = 6,28/107
λ = 6,28 × 10-7 m

c = λ.f
f = c/λ
f = (3 × 108)/(6,28 × 10-7)
f = 4,78 × 1014 Hz