 Show 1.Pengertian Gelombang ElektromagnetikGelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Bila gelombang yang umum kita ketahui adalah bentuk dr getaran/fibrasi yg menjalar di sebuah medium, maka gelombang elektromagnetik dalam hal perambatannya tidaklah memerlukan sebuah medium perantara. Pengertian tersebut jg meliputi tipe gelombang magnet yg merambat dengan bersama-sama. Teori Maxwell dan teori lain yg menjadi dasar hipotesis mengenai gelombang elektromagnetik, menjelaskan definisinya sebagai berikut:
2.Sifat Sifat Gelombang ElektromagnetikDibawah ini beberapa sifat dari gelombang elektromagnetik,antara lain : 1.Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium 2.Merupakan gelombang transversal 3.Tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik 4.Dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi) 5.Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus 3.Macam-Macam Gelombang ElektromagnetikTatanan seluruh bentuk gelombang elektromagnetik dengan didasarkan frekuensi serta panjang gelombangnya disebut sebagai spektrum elektromagnetik. Dilihat dari frekuensinya, maka urutan sprektum gelombang elektromagnetik dr yg paling besar sampai yang paling kecil ialah: Sinar Gamma [y] => Sinar X => Sinar Ultraviolet => Sinar Tampak [Cahaya] => Sinar Inframerah => Gelombang Mikro => Gelombang Televisi => Gelombang Radio. Gambar 1.1 spektrum gelombang elektromagnetik Gambar gelombang spectrum elektromagnetik diatas merupakan susunan yg didasar pada panjang gelombangnya dengan satuan m yg melingkupi kisaran energi yg sangatlah rendah. Terlihat pada gambar tersebut mana yang memiliki panjang gelombang tinggi serta frekuensinya rendah seperti pada gelombang radio, dan mana yang memiliki frekuensi tinggi tapi gelombangnya rendah seperti pada Gamma Ray ataupun Radiasi X-ray. 3.1 Gelombang Radio gambar 1.2 Gelombang Radio Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang osilator (gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang audio (ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam Frekuensi Radio (RF; “radio frequency“)) pada suatu Spektrum dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.Adapun Range Gelombang radio adalah pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui Modulasi Amplitudo (AM) dan Modulasi Frekuensi(FM).Meskipun kata ‘radio’ digunakan untuk hal-hal yang berkaitan dengan alat penerima gelombang suara, namun transmisi gelombangnya dipakai sebagai dasar gelombang pada televisi, radio,radar, dan telepon genggam pada umumnya. gambar 1.3 pemanfaatan gelombang radio 3.2 Gelombang Televisi Gelombang TV adalah gelombang elektromagnetik yang sangat kompleks. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa gelombang TV mengandung informasi tidak hanya suara, tetapi juga informasi dalam bentuk gambar. Oleh karena itu, gelombang TV terdiri atas : 2. gelombang sinkronisasi vertikal dan horizontal, yang berfungsi mensinkronkan proses scanning dalam arah vertikal dan horizontal. 3. gelombang AM, yang berfungsi membawa informasi gambar. 4. gelombang FM, yang berfungsi membawa informasi suara. gambar 1.4 cara kerja pesawat televisi 3.3 Gelombang Mikro gamba 1.5 gelombang mikro Gelombang Mikro adalah gelombang radio yg mempunyai frekuensi tertinggi yakni 3 GHz atau setara 3 kali 109 Hz, sehingga disebut juga Super High Frekuensi / SHF. Gelombang ini dihasilkan sebuah alat yg memiliki nama tabung klystron. Manfaat gelombang elektromagnetik ini untuk menghantarkan panas yg dipakai pd microwave oven, yaitu untuk memasak manakan agar lebih cepat dan juga ekonomis. Aplikasi lainnya yaitu di antena RADAR (singkatan dari Radio Detection & Ranging), dimana pesawat radar tersebut beroperasi memakai sifat pantulan layaknya seperti hewan kelelawar yg memakai ultrasonik pada penginderaan mereka. gambar 1.6 aplikasi gelombang mikro pada microwave dan antena radar 3.4 Sinar Infra Merah gambar 1.7 sinar infra merah Infrared ray mempunyai area dengan cakupan frekuensi 1011 s/d 1014 Hz. Sinar inframerah merupakan hasil dari elektron yang berasal dari sejumlah molekur yang bergetar karena panas. Contohnya adalah panas tubuh manusia, dan bara api ataupun nyala api. Lagi-lagi sumber terbesar salah satu gelombang elektromagnetik ini adalah dari matahari. Sifat istimewa dari jenis sinar ini adalah membawa energi panas yang bila memiliki intensitas yang tinggi bisa jadi membakar benda yang dikenainya. Sifat lain yang dimilikinya ialah tak terlihat namun bisa menghitamkan pelat photo, jadi bisa dipakai untuk penginderaan pada tempat yang gelap. Fungsi lain sinar ini adalah untuk kamera infra merah yang bisa dipakai untuk membuat foto satelit layaknya yang dipakai oleh google earth. gambar 1.8 aplikasi infrared pada kehidupan sehari hari 3.5 Sinar Tampak Cahaya tampak (sering disebut cahaya) adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Berdasarkan dari urutan frekuensi terkecil, ia memiliki cahaya Merah, Jingga, Kuning, Hijau , Biru, Nila dan Ungu ( Me Ji Ku Hi Bi Ni U) gambar 1.9 panjang gelombang sinar tampak Contoh sinar tampak dalam kehidupan yang sering kita lihat adalah pelangi di siang hari dan aurora pada saat malam hari gambar 1.10 aurora gambar 1.11 pelangi 3.6 Sinar UV
gambar 1.12 panjang gelombang sinar UV Sinar Ultraviolet disebut juga ultraungu merupakan hasil dari proses loncatan nyala api listrik oleh atom dan molekul. Karena mempunyai energi kimia maka kita melihat kegunaan nya, yaitu untuk memendarkan barium-platina-sianida; membunuh kuman dan bakteri; serta menghitamkan pelat pada foto. Bisa juga penerapan nya sebagai pembeda diantara uang palsu dan asli. Sumber utama sinar ultraviolet adalah matahari, namun terdapat juga sumber lainnya yaitu: lampu mercury dan busur karbon. gambar 1.13 Sinar UV 3.7 Sinar X Sinar X umumnya dikenal dengan nama sinar rontgen. Sinar ini merupakan hasil dari sejumlah elektron yg letaknya pada bagian kulit elektron atau bisa juga dari pancaran radiasi yg mencuat saat elektron berkecepatan tinggi membentur ke permukaan sebuah logam. Daya tembusnya juga besar, hingga bisa di aplikasi kan dalam kehidupan sehari-hari di dunia kesehatan. Yang paling umum dipakai untuk memfoto tatanan tulang yg ada didalam tubuh, agar diketahui bagian tulang mana yg bermasalah. Penggunaan sinar ini haruslah dengan sangat hati-hati karena bisa mengionisasi sel hidup kita, terutama dilarang untuk digunakan pada ibu yg hamil. gambar 1.14 hasil rontgen dengan sinar X 3.8 Sinar Gamma Sinar Gamma mempunyai frekuensi paling tinggi dan panjang gelombang yg paling kecil, dimana dgn begitu ia memiliki daya tembus sangat besar hingga bisa menembus plat besi. Sinar ini merupakan hasil dari inti atom yg tak stabil. Kegunaan dalam dunia medis, memiliki manfaat untuk membunuh sel kanker dan untuk sterilitas berbagai peralatan/perlengkapan kedokteran.Daya tembusnya yang sangat besar dapat menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan hidup. Dengan pengontrolan, sinar ini digunakan untuk membunuh sel-sel kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. gambar 1.15 pemanfaatan sinar gamma dalam bidang kesehatan 4.TEORI MAXWELLTeori maxwell dikemukakan pada 1864, oleh fisikawan Inggris, James Clerk Maxwell, yaitu teori yang menyebutkan bahwa cahaya adalah rambatan gelombang yang dihasilkan oleh kombinasi medan listrik dan medan magnetik. Gelombang yang dihasilkan oleh medan listrik dan medan magnetik ini disebut gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal yang dapat merambat dalam ruang hampa. Hal inilah yang menyebabkan radiasi cahaya matahari dapat mencapai permukaan bumi. Percobaan yang dilakukan oleh Hans Christian Oersted (1777 – 1851), menunjukkan bahwa arus listrik dapat membuat jarum kompas berubah arah. Hal ini membuktikan bahwa di sekitar arus listrik terdapat medan magnet. Kemudian, ilmuwan Prancis Andre Marie Ampere (1775 – 1836), menemukan bahwa dua kawat yang bermuatan arus listrik dapat dibuat tarik-menarik atau tolak-menolak, persis seperti magnet. Pada tahun 1865, ilmuwan Skotlandia, James Clerk Maxwell (1831 – 1879), menyatakan bahwa medan listrik dan medan magnet berhubungan erat. Maxwell menyadari bahwa jika suatu arus listrik dialirkan maju-mundur, arus itu dapat menimbulkan gelombang elektromagnetik yang berubah-ubah yang memancar keluar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Perhitungan-perhitungannya menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik itu memancar pada kecepatan cahaya. Berdasarkan hal ini, Maxwell menyimpulkan bahwa cahaya itu sendiri adalah bentuk gelombang elektromagnetik. Medan listrik dan medan magnetik selalu saling tegak lurus, dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang. Jadi, gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. Cepat rambat gelombang elektromagnetik tergantung pada permeabilitas vakum ( μ0 ) dan permitivitas vakum ( ε0 ) sesuai dengan hubungan Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan Kedua teori ini dimana menurut Faraday”medan listrik dapat ditimbulkan dari perubahan medan magnet”.Sedangkan Maxwell membuat hipotesa bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet, yang sama halnya dengan dengan medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan akan menghasilkan medan listrik. Hal ini melengkapi teori maxwell , yaitu hubungan yang sangat penting antara medan listrik dan medan magnet yang dikenal dengan persamaan Maxwell. Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan pula teori Newton serta Huygesa tentang ilmu cahaya. Menurut teori maxwell tentang gelombang elektromagnetik bahwa cahaya adalah suatu bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat terdiri dari medan magnet B dan Medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus serta keduanya tegak lurus arah perambatan gelombang. Sehingga gelombang elektromagnetik temasuk gelombang transversal. Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik, Maxwell menghitung cepat rambat gelomabang elektromagnetik dengan persamaan Keterangan :
Dengan memasukkan harga μₒ dan Ԑₒ diatas maka di peroleh cepat rambat gelombang elektromagnetik sebesar c= 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108 m/s Nilai tersebut ternyata sesuai dengan cepat rambat cahaya dalam ruang hampa. Dengan hasil ini maka Maxwell mengatakan bahwa cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Seperti gelombang mekanik maka cahaya mengalami gejala gelombang pada umumnya yaitu reflksi(pemantulan), refraksi(pembiasan), interferensi, difraksi serta polarisasi. 5.Contoh Soal
Pembahasan:1. Sinar gamma memiliki frekuensi hingga 1022, sedangkan sinar X memiliki frekuensi 1020. Oleh karena besar energi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi suatu gelombang (E = hf), maka sinar gamma memiliki energi yang lebih besar dibandingkan sinar X. Oleh sebab itulah sinar gamma sangat berbahaya bagi makhluk hidup karena dapat merusak objek yang dilaluinya. 2. Jenis gelombang yang memiliki panjang gelombang dalam orde beberapa meter adalah gelombang TV dan gelombang radio FM. Kedua gelombang ini termasuk sebagai gelombang radio pendek. 3. T = 10-16 sekon Gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi 1016 Hz adalah cahaya ultraviolet. Cahaya ultraviolet berbahaya bagi makhluk hidup, khususnya bagi manusia dan dianggap sebagai penyebab utama terjadinya kanker kulit. referensi : http://www.studiobelajar.com/gelombang-elektromagnetik/ http://fisikazone.com/gelombang-elektromagnetik/ http://fisikazone.com/teori-maxwell/ http://www.gurupendidikan.com/gelombang-elektromagnetik-pengertian-sifat-macam-dan-rumus-beserta-contoh-soalnya-lengkap/ |
Gelombang yang dihasilkan oleh muatan listrik yang dipercepat, terdiri dari medan listrik dan medan magnetik yang bergetar saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang dinamakan
Pos Terkait
Copyright © 2024 idkuu.com Inc.
