SOAL DAN JAWABAN RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Soal Nomor 1.

Berdasarkan pancaran, gelombang elektromagnetik yang mempunyai energi terkecil adalah ....

A. sinar gamma 

B. sinar X 

C. gelombang radio 

D. sinar merah 

E. sinar ungu 

Soal Nomor 2.

Jika sinar ultraviolet, sinar inframerah, dan sinar gamma berturut-turut ditandai dengan x, y, dan z, urutan yang menunjukkan kuantum energi yang semakin besar adalah .... 

A. x, z, y

B. x, y, z

C. y, x, z

D. y, z, x

E. z, y, x

Soal Nomor 3.

Gejala yang hanya terjadi pada gelombang elektromagnetik, tetapi tidak terjadi pada gelombang bunyi adalah ....

A. dispersi 

B. polarisasi 

C. pemantulan 

D. interferensi 

E. difraksi 

Soal Nomor 4

Gambar pada layar televisi, kadang-kadang terganggu oleh kendaraan bermotor yang lewat di dekatnya. Hal ini disebabkan .... 

A. bunyi yang keluar dari knalpot 

B. loncatan api listrik 

C. getaran yang timbul karena gerak motor 

D. getaran akibat suara motor 

E. gerak bolak-balik silinder pengisap 

Soal Nomor 5.

Menurut Maxwell dan Hertz, gelombang elektromagnetik dan gelombang mikro mempunyai persamaan dalam ....

A. kecepatan rambatan 

B. panjang gelombang 

C. frekuensi 

D. fase

E. amplitudo 

Soal Nomor 6.

Gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi terbesar adalah .... 

A. sinar ultraviolet 

B. sinar merah 

C. radar 

D. sinar X 

E. sinar ungu 

Soal Nomor 7

Gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang terkecil adalah ....

A. sinar gamma 

B. sinar inframerah 

C. sinar X 

D. sinar ultraviolet 

E. radar

Soal Nomor 8

Panjang gelombang pembawa energi radiasi maksimum pada benda berpijar bersuhu 25 ⁰C jika tetapan Wien 2,98 x 10^-3 m K adalah ....

A. 10^-8 m

B. 10^-7 m

C. 10^-6 m

D. 10^-5 m

E. 10^-4 m

Pembahasan :

Diketahui :

T = 25 ^oC  + 273 = 298 K

\begin{align*} \lambda _{maks} T &= C \\ \lambda _{maks} \cdot 298 &= 2,98 \cdot 10^{-3} \\ &= 10^{-5} \quad \textrm{m} \end{align*}

Jawaban : D

Soal Nomor 9

Spektrum gelombang elektromagnetik yang frekuensinya semakin kecil adalah ....

A. biru, hijau, merah, kuning 

B. biru, hijau, kuning, merah 

C. merah, kuning, hijau, biru 

D. merah, kuning, biru, hijau 

E. hijau, kuning, merah, biru 

Soal Nomor 10

Jika suhu sebuah benda hitam sempurna dijadikan tiga kali semula, energi yang dipancarkan menjadi .... 

A.\( \frac{1}{9} \) kali semula

B.\( \frac{1}{3} \) kali semula

C. 9 kali semula

D. 27 kali semula

E. 81 kali semula

Pembahasan :

\begin{align*} \frac{E}{E'} &= \left( \frac{T}{T'} \right)^4 \\ \frac{E}{E'} &= \left( \frac{T}{3T} \right)^4 \\ \frac{E}{E'} &= \frac{1}{81} \\ E &= 81E \end{align*}

Jawaban : E

Soal Nomor 11

Urutan gelombang elektromagnetik mulai dari panjang gelombang panjang ke panjang gelombang pendek adalah .... 

A. sinar ultraviolet, sinar X, sinar gamma 

B. sinar X, sinar gamma, sinar merah 

C. sinar gamma, sinar biru 

D. sinar merah, sinar gamma, sinar X 

E. sinar X, sinar inframerah, sinar ultraviolet 

Soal Nomor 12

Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk ....

A. mengenal unsur-unsur suatu bahan 

B. mencari jejak sebuah benda 

C. memasak makanan dengan cepat 

D. membunuh sel kanker 

E. mensterilkan alat kedokteran

Soal Nomor 13

Pernyataan yang tidak sesuai dengan hukum pergeseran Wien adalah .... 

A. pada \( \lambda _{maks} \) sangat kecil tidak terjadi radiasi 

B. pada \( \lambda _{maks} \) sangat besar tidak terjadi radiasi 

C. nilai T adalah konstan \( \lambda _{maks} \)

D. jika suhu dinaikkan,\( \lambda _{maks} \) akan membesar \( \lambda _{maks} \)

E. jika suhu dinaikkan,\( \lambda _{maks} \) akan mengecil \( \lambda _{maks} \)

Soal Nomor 14

Manfaat gelombang elektromagnetik dalam pengobatan memiliki efek menyembuhkan, tetapi juga dapat merusak. Jenis gelombang elektromagnetik yang energinya paling besar sehingga dapat merusak jaringan sel manusia adalah ....

A. sinar gamma 

B. sinar merah 

C. cahaya tampak 

D. gelombang mikro 

E. sinar ultraviolet 

Soal Nomor 15

Kegunaan cahaya tampak dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk .... 

A. mengobati penyakit kanker 

B. pemancar radio FM 

C. fotosintesis pada tanaman 

D. remote control TV 

E. foto jaringan di dalam tubuh 

Soal Nomor 16

Salah satu manfaat sinar ultraviolet dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk ....

A. remote control TV 

B. alat pemeriksa keaslian uang 

C. alat sterilisasi 

D. kamera foto 

E. melihat kondisi janin di rahim 

Soal Nomor 17

Jenis gelombang elektromagnetik yang dapat menentukan lokasi apabila ada tulang yang retak adalah ....

A. sinar inframerah 

B. sinar X 

C. sinar gamma 

D. sinar ultraviolet 

E. cahaya tampak 

Soal Nomor 18

Perhatikan gelombang elektromagnetik berikut. 

1. Sinar ultraviolet 

2. Sinar gamma 

3. Sinar inframerah 

4. Televisi 

Urutan gelombang berdasarkan frekuensi dari yang paling besar sampai paling kecil adalah ....

A. 4, 3, 1, 2

B. 4, 3, 2, 1

C. 3, 4, 1, 2

D. 2, 1, 3, 4

E. 1, 2, 3, 4

Soal Nomor 19

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut. 

1. Dapat direfleksikan. 

2. Dapat direfraksikan. 

3. Dapat dipolarisasikan. 

4. Berbentuk gelombang longitudinal, 

5. Merambat tanpa medium. 

Pernyataan yang merupakan ciri-ciri gelombang elektromagnetik ditunjukkan oleh pernyataan nomor .... 

A. 3 dan 5 

B. l, 2, dan 3 

C. l, 2, 3, dan 4 

D. l, 2, 3, dan 5 

E. 1, 2, 4, dan 5 

Soal Nomor 20

Sinar inframerah adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk ....

A. membunuh sel kanker 

B. memeriksa cacat logam 

C. mencari jejak sebuah benda 

D. memasak makanan dengan cepat 

E. mensterilkan peralatan kedokteran 

Soal Nomor 21

Kegunaan gelombang radio dalam kehidupan manusia di antaranya adalah .... 

A. membunuh sel kanker 

B. menganalisis struktur kristal 

C. membawa informasi alat komunikasi

D. sebagai remote control TV 

E. mendeteksi keaslian uang kertas 

Soal Nomor 22

Suatu kapal laut dilengkapi dengar radar untuk mengukur kedalaman laut. Jika indeks bias air \( \frac{4}{3} \) dan waktu yang dibutuhkan radar bolak-balik 4 x 10^-5 s kedalaman laut adalah ....

A. 18 km 

B. 9,5 km 

C. 6 km 

D. 4,5 km 

E. 2 km  

Pembahasan :

Kecepatan cahaya di dalam air :

\begin{align*} n_1 v_1 &= n_2 v_2 \\ v_2 &= \frac{9}{4} \cdot 10^8 \quad \textrm{m/s} \end{align*}

Kedalaman laut :

\begin{align*} s &= \frac{v\cdot t }{2} \\ &= \frac{\frac{9}{4}\cdot 10^8 \cdot 4\cdot 10^{-5} }{2} \\ s &= 4,5 \cdot 10^3 \quad \textrm{m} \\ &= 4,5 \quad \textrm{km} \\ \end{align*}

Jawaban : D

Soal Nomor 23

Pada suatu saat terlihat kilat dan 10 s kemudian terdengar suara gunturnya. Apabila kecepatan cahaya besarnya 3 x 10⁸ m/s dan kecepatan bunyi 340 m/s, jarak antara tempat asal kilat dan pendengar adalah ....

A. 34 m 

B. 3.400 m 

C. 10.200 m 

D. 3 x 10⁷ m 

E. 3 x 10⁹ m

Pembahasan :

\begin{align*} s &= v\cdot t \\ &= 340 \cdot 10 \\ &= 3400 \quad \textrm{m} \\ \end{align*}

Jawaban : B

Soal Nomor 24

Rangkaian penala sebuah pesawat penerima menggunakan kondensator variabel yang berkapasitas antara 100-200 pF dan induktor 0,2 μH. Frekuensi yang dapat ditangkap oleh pesawat radio adalah ....

A. 1 MHZ 

B. 3 MHz 

C. 30 MHz 

D. 1 kHz 

E. 3 kHz 

Pembahasan :

\begin{align*} f &= \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}} \\ &= \frac{1}{2\pi \sqrt{140,9\cdot 10^{-12} \cdot 0,2 \cdot 10^{-6}}} \\ &= \frac{1}{2\pi \sqrt{28,18\cdot 10^{-18}}} \\ &= \frac{1\cdot 10^9}{33,34} \\ &= 29,99 \cdot 10^6 \quad \textrm{Hz} \\ &= 30 \quad \textrm{MHz} \end{align*}

Jawaban : C

Soal Nomor 25

Jika kuat medan listrik maksimum pada suatu tempat 300 N/C, intensitas gelombang elektromagnetik rata-ratanya adalah ....

A. 0,12 kW/m²

B. 0,5 kW/m²

C. 1,2 kW/m²

D. 6 kW/m²

E. 12 kW/m²

Pembahasan :

\begin{align*} I &= \frac{E_{maks}^2}{2c\mu_o} \\ &= \frac{300^2}{2\cdot 3 \cdot 10^8 \cdot 4\pi \cdot 10^{-7}} \\ &= \frac{9\cdot 10^4}{240\pi} \\ &= 120 \quad \textrm{W/m}^2 \\ &= 0,12 \quad \textrm{kW/m}^2 \end{align*}

Jawaban : A

Soal Nomor 26

Benda hitam mempunyai suhu 2.000 K. Jika tetapan Wien 2,9 x 10^-3 m K, rapat energi maksimum yang dipancarkan benda itu terletak pada panjang gelombang maksimum sebesar ....

A. 1,5 μm

B. 2,9 μm

C. 5,8 μm

D. 7,3 μm

E. 12,4 μm

Pembahasan :

\begin{align*} \lambda _{maks} T &= C \\ \lambda _{maks} \cdot 2.000 &= 2,9 \cdot 10^{-3} \\ \lambda_{maks}&= \frac{2,9\cdot 10^{-3}}{2.000} \\ &= 1,45 \cdot 10^{-6}\quad \textrm{m} \\ &= 1,5 \quad \mu\textrm{m} \end{align*}

Jawaban : A

Soal Nomor 27

Stasiun radar mengirimkan sinyal gelombang elektromagnetik terhadap pesawat tak dikenal, selang waktu antara pengirim sinyal dengan diterima sinyal kembali adalah 2 x 10^-4 s. Jarak pesawat tak dikenal terhadap stasiun radar adalah ....

A. 600 km

B. 300 km

C. 60 km

D. 30 km

E. 15 km

Pembahasan :

\begin{align*} s &= \frac{vt}{2} \\ &= \frac{3\cdot 10^8\cdot 2\cdot 10^{-4}}{2} \\ &= 3\cdot 10^{4} \quad \textrm{m} \\ &= 30 \quad \textrm{km} \end{align*}

Jawaban : D

Soal Nomor 28

Sebuah benda hitam sempurna memiliki luas permukaan 10 cm₂ dengan suhu 1.000 K. Besar energi yang dipancarkan selama 1 s adalah ....

A. 0,5672 J

B. 5,672 J

C. 56,72 J

D. 567,2 J

E. 5672 J

Pembahasan :

\begin{align*} E &= e\sigma A T^4 t \\ &= 1\cdot 5,672\cdot 10^{-8} \cdot 10\cdot 10^{-4} \cdot 1.000^4 \cdot 1 \\ &= 56,72 \quad \textrm{J} \end{align*}

Jawaban : C

Soal Nomor 29

Benda hitam mempunyai suhu 727^oC. Jika tetapan Wien 2,898 x 10^-3 mK, rapat energi maksimum yang dipancarkan benda itu terletak pada panjang gelombang ....

A. 2,9 μm

B. 5,8 μm

C. 8,7 μm

D, 11,6 μm

E. 14,5 μm

Pembahasan :

Diketahui :

T = 727^oC + 273 = 1.000 K

Ditanyakan : λ_maks = ?

\begin{align*} \lambda _{maks} T &= C \\ \lambda _{maks} \cdot 1.000 &= 2,898 \cdot 10^{-3} \\ \lambda_{maks}&= \frac{2,898\cdot 10^{-3}}{1.000} \\ &= 2,9 \cdot 10^{-6}\quad \textrm{m} \\ &= 2,9 \quad \mu\textrm{m} \end{align*}

Jawaban : A

Soal Nomor 30

Berikut yang bukan merupakan sifat gelombang elektromagnetik adalah ....

A. Dapat merambat pada ruang hampa 

B. Dapat mengalami polarisasi. 

C. Medan listrik dan medan magnet sefase. 

D. Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet. 

E. Dapat mengalami pembiasan. 

Soal Nomor 31

Jumlah kalor yang dipancarkan oleh suatu benda berpijar yang mempunyai suhu lebih besar dari 0 K, akan berbanding lurus dengan ....

A. suhu benda 

B. pangkat dua suhu benda 

C. massa benda 

D. luas permukaan benda 

E. suhu sekeliling benda