Gelombang Elektromagnetik

A. TEORI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

James Clerk Maxwell (1832- 1879) meramalkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet. Sama halnya dengan medan magnetic yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan medan listrik.
Secara teoritis, Maxwell mempersatukan teori cahaya dan elektromagnetik dengan mengembangkan ide bahwa cahaya adalah suatu suatu bentuk radiasi elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik ditimbulkan oleh muatan yang dipercepat, terdiri dari medan magnetic B dan medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang. Karena gelombang elektromagnetik arah getarnya tegak lurus dengan arah perambatannya, maka gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

Dengan melihat perambatan medan listrik dan medan magnetic pada satu arah saja, maka perubahan medan listrik dan medan magnetic yang menimbulkan gelombang elektromagnetik mempunyai cepat rambat gelombang 3 x 10^5 km/s.
Seperti halnya gelombang yang lain, maka gelombang elektromagnetik dapat mengalami nerbagai macam peristiwa gelombang, seperti polarisasi, refleksi (pemantulan), refraksi (pembiasan), interferensi dan difraksi.
Sifat- sifat gelombang elektromagnetik sebagai berikut:

Perubahan medan listrik dan medan magnetic terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.
Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi juga dapat mengalami polarisasi karena termasuk gelombang transversal.
Besar medan listrik dan medan magnet berbanding lurus satu sama lain (E= cB)
Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetic karena tidak mempunyai muatan.
Dalam ruang hampa bergerak dengan cepat rambat 3 x 10^8 m/s.

B. SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK

Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI):

Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi, hasilnya kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GHz
Panjang gelombang dikalikan dengan energi per foton adalah 1.24 μeVm

Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang. Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi. Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ≥ 0,5 mm). Istilah "spektrum optik" juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)^[1].

Gelombang elektromagnetik terdiri dari bermacam macam gelombang yang berbeda frekuensi dan panjang gelombang, tetapi kecepatan di ruang hampa sama

hubungan antara frekuensi (f), panjang gelombang (λ) dancepat rambat gelombang elektromagnetik c adalah

c = f λ

c = cepat rambat gelomabang elektro ( 3 x 108 m/s )

frekuensi terkecil hingga frekuensi terbesar

f = frekuensi (Hz)

λ = panjang gelombang ( m )

Macam Macan Gelombang Elektro Magnetik

1. gelombang radio

2. gelombang televisi

3. gelombang mikro

4. sinar infra merah

5. sinar tampak (cahaya)

6. sinar ultraviolet

7. sinar x

8. sinar gamma

Berikut ini penjelasannya

1. Gelombang radio dan Televisi

Gelombang radio dan televisi, memiliki frekuensi terkecil untuk semua spektrum gelombang elektromagnetik frekuensi dimulai dari 30 kHz . sumbernya adalah oscilator elektronik yang bergetar. Gelombang ini memiliki kegunaan serta dikelompokkan tergantung kepada panjang gelombangnya serta frekuensinya. Mulai dari alat komunikasi radio FM, Televisi serta telepon.

2. Gelombang Mikro.

Gelombang mikro merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi(SHF=Super High Frekuensi), yaitu 3 GHz (3 x 10⁹Hz).Gelombang mikro dihasilkan oleh peralatan yang dinamakan tabung klystron. Kegunaanya adalah sebagaipenghantar energi panas yang digunakan pada oven mikrowave(mikrowave oven) untuk memasak makan lebih cepat serta ekonomis. Kegunaan lain adalah pada antene RADAR(Radio Detection and Ranging) pesawat radar ini bekerja menggunakan sifat pemantulan seperti halnya pada binatang kelelawar yang menggunakan ultrasonic untuk penginderaan.

Rumus Radar :

s = c.∆t

3. Infra merah.

Sinar infra merah memiliki daerah dengan jangkauan frekuensi 10¹¹ sampai 10¹⁴ Hz. Sinar infra merah dihasilkan oleh elektron dari molekul-molekul yang bergetar karena panas. Misalnya bara api, nyala api, tubuh manusia. Sumber infra merah terbesar adalah matahari. Sinar ini memiliki sifat membawa energi panas, sehingga dengan intensitas yang tinggi bisa membakar kuli. Sifat lainnya tidak terlihat tetapi dapat menghitamkan pelat foto sehingga digunakan untuk penginderaan pada tempat gelap, kamera infra merah serta membuat foto satelit seperti yang digunakan dalam google earth.

4. Cahaya atau sinar tampak

Sinar tampak adalah satu-satunya spektrum gelombang elektromagmnetik yang dapat dilihat semuanya terdiri dari tujuh spektrum warna yaitu: merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu. Sinar merah memiliki panjang gelombang terpanjang tetapi frekuensi terkecil serta ungu panjang gelombang terpendek tapi frekuensi terbesar.

5. ultraviolet

Sinar ultraviolet dihasilkan oleh atom dan molekul dalam loncatan nyala api listrik. Memiliki energi kmia sehingga bisa memendarkan barium platina sianida, menghitamkan pelat foto serta dapat membunuh bakteri juga kuman-kuman. Sebagai detektor untuk membedakan antara uang asli dan palsu. Sumber-sumber ultraviolet adalah matahari, busur karbon,lampu mercury.

6. Sina-x,

Sinar-x. disebut juga sinar rontgen dihasilkan oleh elektron-elektron yang terletak dibagian kulit elektron atau dari pancaran radisi yang keluar ketika elektron yang berkecepatan tinggi menumbuk permukaan logam. Mempunyai daya tembus sangat besar sehingga dapat digunakan untuk memotret susunan tulang dalam tubuh, misalnya untuk menentukan letak tulang yang retak akibat kecelakaan. Termasuk berbahaya karena dapat mengionisasi sel hidup sehingga tidak boleh digunakan oleh ibu hamil maka untu melihat janin dalam kandungan digunakan ultrasonografi.

7. Sinar gamma
sinara gamma, memiliki frekuensi paling besar serta panjang gelombang terkecil diantara spektrum gelombang elektromagnetik sehingga daya tembus sangat besar dapat menembus pelat besi. Dihasilkan dari inti atom yang tidak stabil . Dapat digunakan untuk membunuh sel kanker serta sterilisasi alat-lat kedokteran.

Demikian posting tentang spektrum gelombang elektromagnetik, semoga bermanfaat kurang dan lebih mari kita diskusikan di kolom komentar.

sumber gambar

Kamis, April 26, 2012

Fisika