Persamaan Snellius

PEMBIASAN

Soal : Seberkas sinar merambat dari air (n_a=4/3) ke udara (n_u= 1) dengan sudut datang 60^o. Tentukan sinus sudut biasnya !

Penyeleaian :

Diketahui             :               Indeks bias air                   = n_a = 4/3

                                             Indeks bias udara             = n_u = 1

                                             Sudut sinar datang          = θ_a = 60^o

Ditanya                 :             Sinus sudut sinar bias     = sin θ_u = …?

Jawab                   :

                                Gunakan persamaan Snellius  :

                                n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂

                                sehingga ,            n_a sin θ_a = n_u sin θ_u

                                                                sin θ_u        = ( n_a sin θ_a ) / n_u

                                                                                = ( (4/3).(sin 60^o)) : 1

                                                                                = ((4/3).(3^1/2/2)) : 1

                                                                                = 2(3)^1/2/3

                                                                                  Dua akar Tiga per Tiga

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

1.       

a.       Gelombang Elektromagnetik adalah selombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya.

b.      Spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya

2.      Sifat-sifat gelombang elektromagnetik :

a. Dapat merambat dalam ruang hampa,

b. Merupakan gelombang transversal,

c. Dapat mengalami polarisasi,

d. Dapat mengalami pemantulan (refleksi),

e. Dapat mengalami pembiasan (refraksi),

f. Dapat mengalami interferensi,

g. Dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi),

h. Merambat dalam arah lurus.Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan Maxwell,

    kecepatan gelombang elektromagnetik diruang hampa adalah sebesar 3 x 10⁸ m/s yang

    nilainya sama dengan laju cahaya terukur.

3.      Macam-macam gelombang elektromagnetik :

a.       Gelombang radio

b.      Sinar inframerah

c.       Cahaya tampak

d.      Sinar ultraviolet

e.       Sinar X

f.       Sinar gamma

4.      Karakteristik dari macam-macam spectrum gelombang elektromagnetik:

a.       Gelombang radio :

-          Dikelompokkan berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya.

-          Frekuensi gelombang radio mulai 30 Hz ke atas .

-          Dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar.

b.      Sinar Inframerah :

-          Meliputi daerah frekuensi 10^11 Hz sampai 10^14 Hz atau daerah panjang gelombang 10^-6 m  sampai 10^-3m.

-          Dihasilkan oleh electron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda  dipanaskan.

-          Dihasilkan oleh getaran atom dlam suatu molekul.

-          Radiasinya dapat digunakan sebagai alarm pencuri.

-          Tidak dapat dilihat oleh manusia

-           Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

-           Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

-          Panjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

c.       Cahaya tampak:

-          Bagian dari spectrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia.

-          Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi, bergantung pada warnanya, mulai dari 4 x 10^-7 m untuk cahaya violet sampai 7 x 10^-7 m untuk cahaya merah.

d.      Sinar ultraviolet :

-          Frekuensi dalam daerah 10^16 sampai 10^16 Hz.

-          dapat memendarkan barium platina sianida dan menghitamkan pelat foto yang berlapis perak bromide.

e.       Sinar X :

-          Sinar X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar katoda.

-           Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotolumenansi, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar X dengan pelat foto luminesensi meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya masih dapat terdeteksi.

-          Sinar X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hamper seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.

-          Pelat fotografi sensitive terhadap sinar X.

-          Ketika tangan terpapari sinar X diatas pelat fotografi, maka akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi.

-          Lintasan sinar X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya tembus dan lintasan yang terbelokkan oleh medan magnet merupakan sifat yang membuat sinar X berbeda dengan sinar katoda).

f.       Sinar Gamma :

-          Sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron.

-          Memiliki daya tembus yang sangat besar.

-          Frekuensi dalam daerah antara 10^20 Hz sampai 10^25 Hz.

5.      Aplikasi gelombang elektromagnetik :

a.       Telepon

b.      Saluran TV

c.       Radio FM

d.      Pelayanan darurat

e.       Komunikasi

f.       Radio amatir

6.      Macam-macam spectrum gelombang elektromagnetik dari yang terpendek hingga terpanjang :

a.       Sinar Gamma

b.      Sinar X

c.       Ultraviolet

d.      Cahaya tampal

e.       Inframerah

f.       Gelombang mokro ( radar )

g.      Gelombang radio & TV

7.      Perbedaan antara gelombang sedang, gelombang UHF dan gelombang VHF:

Gelombang medium :

-          alat komunikasi yang dapat membawa informasi dari satu tempat ke tempat lain. Gelombanng ini mudah dipantulkan oleh lapisan atmosfer Bumi ( ionosfer ), sehingga tempat-tempat yang jauh dari pemancar dapat dicapai.

-          Informasi yang dibawa oleh gelombang medium adalah dalam bentuk perubahan amplitudo atau modulasi amplitude.

Gelombang televise ( UHF ) dan radio ( VHF ):

-          Tidak dapat dipantulkan oleh lapisan atmosfer, sehingga luas daerah jangkauannya sempit.

-          Sering digunakan sebagai alat komunikasi denagn satelit-satelit.

-          Informasi bunyi dibawa dalam bentuk perubahan frekuensi atau modulus frekkuensi.

8.      Yang terjadi jika lapisan ozon menipis:

Menipisnya lapisan ozon menyebabkan meningkatnya radiasi ultraviolet matahari terutama UV-B yang mampu mencapai permukaan bumi.

RADIASI ULTRA VIOLET (UV):

-          Radiasi ultraviolet (UV) adalah bagian dari spectrum sinar matahari;

-          Para ilmuan membagi radiasi UV matahari menjadi 3 katagori, yaitu UV-A, UV-B, dan UV-C;

-          UV-C (100-280 nm) seluruhnya terserap oleh lapisan ozon sehingga tidak bisa mencapai permukaan bumi;

-          UV-A (315-400 nm) sebagian besar tidak tersaring oleh lapisan ozon;

-          UV-B (280-315 nm) sebagian besar tersaring oleh lapisan ozon dan sekitar 10% mencapai permukaan bumi;

-          Baik UV-A maupun UV-B sangat penting bagi kesehatan manusia;

PENGARUH RADIASI ULTRAVIOLET (UV)

-          Dalam jumlah tertentu UV-B dapat menstimulasi kulit manusia untuk memproduksi vitamin D yang selanjutnya mengatur tingkat kalsium di dalam darah yang sangat dibutuhkan bagi kesehatan tulang dan otot;

-          Sebaliknya bila kulit manusia terlalu banyak terpapar langsung terhadap UV-B maka akan membahayakan kesehatan manusia:

-          Kanker kulit (melanoma dan non-melanoma);

-          Penuaan kulit prematur dan masalah kulit lainnya;

-          Katarak dan kerusakan mata lainnya;

-          Penurunan sistem kekebalan tubuh.

9.      6 jenis gelombang radio berdasarkan rentang frekuensi :

TABEL 8.1 Pengelompokan gelombang radio ( BAB 8 Gelombang Elektromagnetik

) FISIKA SMA JILID 1 SEMESTER 2 MARTHEN KANGINAN

10.  Sebuah gelombang radio memiliki frekuensi 40 Hz. Maka panjang gelombangnya adalah :

Jawab: gunakan persamaan (8-2) BAB 8 Gelombang Elektromagnetik

c=λ.f

Maka

Panjang gelombang λ= c/f = ( 3 x10⁸ m/s) : 40 Hz = 75 x 10⁵ m

11.  Seorang pelaut mengukur kedalaman dari atas kapalnya dengan mengirim gelombang elektromagnetik sampai ke dasar laut. Ternyata gelombang elektromagnetik kembali setelah waktu 10^-5 sekon .  maka kedalaman laut :

Jawab :

s = ( c x ∆t ) : 2 = ( ( 3x10⁸) x 10^-5 s ) : 2 = 1500 m

Jadi, kedalaman laut adalah sebesar s = 1500 m

12.  Bunyi tidak termasuk gelombang elektromagnetik, sebab bunyi dalam perambatannya memerlukan medium perambatan seperti udara, benda padat. Faktanya, bunyi suatu benda yang tertutup dalam ruang hampa udara tidak akan terdengar ke luar.

13.  Aplikasi dari sinar X dalam rotgen :

Aplikasi sinar X dalam rotgen memiliki pengaruh yang cukup besar dalam dunia kedokteran.

Sinar X dapat memotret kedudukan tulang-tulang dalam badan, khususnya untuk menentukan letak tulang yang patah. Namun jaringan sel-sel manusia dapat rusak jika terkena sinar X terlalu lama.

14.  Alikasi sinar Gamma dan sinar X dalam bidang industry :

Sinar Gamma :

-          Memeriksa cacat pada logam

-          Mengawatkan makanan

-          Mensterilkan peralatan rumah sakit

Sinar X :

-          Dalam bidang industry, sinar X digunakan untuk menyingkap cacat dan retak tersembunyi dari bagian-bagian logam, khususnya bagian-bagian yang disambung bersama oleh proses pengelasan.

15.  Gelombang elektromagnetik yang digunakan dalam remote televise adalah pemancar dan penerima sinar inframerah.

16.  …….

17.  ……

18.  Nilai perbandingan antara panjang gelombang-gelombang mikro yang digunakan dalam oven microwave dengan gelombang radio yang dipancarkan oleh sebuah stasiun radio AM

Jawab ;

Gelombang micro  = f₁ = 5,00 x 10⁹ Hz

Gelombang radio =  f₂ = 6,00 x 10⁵ Hz

Persamaan hubungan panjang gelombang dan frekuensi :

c = λ . f

λ= c/f

λ_{1 :} λ₂ = c/f₁ : c/f₂ = f₂ : f₁ = (6,00 x 10⁵ Hz ) : (5,00 x 10⁹ Hz )

 = 25000 : 3

19.  Hubungan medan listrik dan medan magnet berdasarkan arah perambatan gelombang:

Faraday menyatakan bahwa medan magnet dapat menghasilkan medan listrik, dan menurut Maxwell medan listrik juga dapat menghasilkan medan magnetArah getaran gelombang elektromagnetik tegak lurus terhadap getaran-getaran yang ditimbulkan medan listrik dan medan magnet.

20.  Gelombang elektromagnetik digolongkan ke dalam gelombang tranversal karena . Perubahan medan listrik dan medan magnet secara serentak saling tegak lurus dan yang satu ditimbulkan oleh perubahan lainnya. Perubahan kedua medan itu merambat dengan cepat rambat yang sama denngan cepat rambat cahaya  dan disebut gelombang elektromagnetik. Muatan listrik yang bergetar dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik. Dari getaran yang dihasilkan dapat dipahami bahwa gelombang elektromagnetik termasuk gelombang tranversal.