Contoh Soal, Manfaat, Rumus, Sifat Pengertian Gelombang Elektromagnetik Menurut Para Ahli
Ketika ini kemajuan teknologi terus meningkat termasuk dalam penerapan gelombang elektomagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Sebetulnya, gelombang elektromagnetik selalu ada disekitar kita. Salah satu umpamanya merupakan gelombang radio. Tanpa kita sadari,pula di dalam tubuh manusia juga terdapat gelombang elektromagnetik merupakan sinar inframerah.
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dalam bermacam-macam panjang gelombang dan frekuensi. Cahaya yang terdiri dari bermacam-macam panjang gelombang dan frekuensi hal yang demikian dinamakan sinar polikromatik, salah satu umpamanya merupakan sinar matahari. Padahal sinar yang hanya terdiri dari satu panjang gelombang dan frekuensi dinamakan sinar monokromatik, model sinar monokromatik merupakan laser.
Teori gelombang elektromagnetik diajukan oleh seorang ahli fisika Inggris, James Clerk Maxwell (1831 -1879). Hipotesis Maxwell yang melahirkan/ memunculkan gagasan baru tentang gelombang elektromagnetik. Keberhasilan Maxwell dalam menetapkan teori gelombang elektromagnetik membuka cakrawala baru di dunia komunikasi.
A. Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gejala-gejala kelistrikan dan kemagnetan erat hubungannya satu sama lain. Muatan ini kelihatan pada gejala-gejala sebagai berikut.
Hipotesis Maxwell
Muatan medan listrik bisa menghasilkan medan listrik di sekitarnya, yang besarnya diperlihatkan oleh undang-undang Coulomb
Arus listrik atau bobot yang mengalir bisa menghasilkan medan magnet di sekitarnya yang besar dan arahnya ditunjukan oleh undang-undang Bio-Savart atau undang-undang Ampere
Perubahan medan magnet memunculkan GGL induksi yang menghasilkan medan listrik dengan undang-undang yang diberi oleh undang-undang Induksi Faraday.
Pada ketiga teori ini terdapat hubungan antara listrik dengan medan magnet. Muatan listrik yang diam menghasilkan medan magnet. Muatan listrik yang bergerak bisa menghasilkan medan magnetik. Perubahan medan magnetik akan menghasilkan medan listrik.
Gelombang elektromagnetik tersusun atas perambatan medan listrik E dan medan magnet B yang saling tegak lurus satu sama lain.
Berdasarkan gambar berikut:
Penerapan Maxwell kecepatan merambat gelombang elektromagnetik bergantung dari listrik kemagnetan dan kelistrikan medium atau tak bergantung dari amplitudo getaran medannya.
Maxwell berhasil menunjukan bahwa sinar kelihatan merupakan komponen dari spektrum gelombang elektromagnetik dan juga berhasil memprediksi kelajuan sinar denga menggunakan persamaan sebagai berikut :
Dengan:
c = laju sinar ( 3x 10^8 m/s)
ɛ0 = Permaebilitas dielektrik ( 8.85 x 10^-12 C^2)
µ0 = Permaebilitas ruang hampa ( 4π x 10^-7 w )
Maxwell disokong oleh Heinrich Hertz yang berhasil membangkitkan dan mendeteksi adanya gelombang elektromagnetik dari sebuah percobaan dengan menggunakan listrik.
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Pada dasarnya radiasi gelombang elektromagnetik terdiri dari sebagian gelombang dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda, namun mempunyai laju yang sama, merupakan kira-kira 3 x 10^8 m/s. Gelombang-gelombang elektromagnetik dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda hal yang demikian disebut dengan “spektrum”, yang terdiri dari gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro, inframerah, sinar kelihatan, ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma.
Gelombang-gelombang elektromagnetik yang berjalan di ruang hampa mempunyai laju yang sama dengan laju sinar , dan berlaku persamaan berikut ini.
B. Berdasarkan Gelombang Elektromagnetik Dalam Kehidupan Sehari- hari
Gelombang radio
Suatau rangkaian elektronika yang biasanya disebut dengan osilator bisa membangkitkan gelombang radio yang bisa dipancarkan dan diterima dengan menggunakan alat yang disebut antena. Gelombang radio bisa dibedakan berdasarkan rentang frekuensi dan panjang gelombang
Padahal rentang frekuensi, gelombang radio dibedakan menjadi :
Frekuensi rendah (30 kHz – 300 kHz)
Frekuensi sedang (300 kHz – 3 MHz)
Frekuensi tinggi (3 MHz – 30 MHz )
Frekuensi sangat tinggi (30 MHz – 300 MHz)
Frekuensi ultra tinggi (300 MHz – 3 GHz)
Frekuensi super tinggi (lebih dari 3 GHz)
Padahal, berdasarkan panjang gelombangnya, gelombang radio dibedakan menjadi :
Gelombang panjang (1500 m)
Gelombang sedang (300 m)
Gelombang pendek (30 m)
Gelombang sangat pendek (3 m)
Gelombang ultra pendek (30 cm)
Gelombang mikro (3 cm)
Gelombang radio banyak dimanfaatkan untuk bermacam-macam keperluan, seperti komunikasi jarak jauh, radar, satelit komunikasi, dan telepon. Gelombang radio yang digunakan dalam komunikasi merupakan gelombang sedang (frekuensinya sekitar 1 MHz).
Gelombang sedang bisa dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi merupakan pada lapisan ionosfer, sehingga informasi yang dibawa oleh gelombang medium bisa menempuh tempat-tempat yang jauh dari pemancar.
Gelombang radio Amplitude Modulation (AM)
Pada metode ini gelombang bunyi dipancarkan oleh gelombang radio, dengan gelombang radio mengalami perubahan amplitudo cocok dengan amplitude bunyi, gelombang AM mempunyai frekuensi antara 104 Hz hingga 109 Hz.
Amat radio AM merupakan sebagai berikut :
Dapat baik untuk membawa informasi informasi
Mudah menjaga seluruh tempat di permukaan bumi, hal ini disebabkan daya gelombang yang dipancarakan tak sanggup menembus lapisan ionosfer dan dipantulkan kembali ke perukaan bumi.
Kelemahannya :
Dipakai di pengaruhi oleh gejala kelistrikan di udara, akibatnya terdengar bunyi brisik.
Gelombang radio Frequency Modultion (FM)
Pada gelmbang FM, frekuensi gelombang radio mengalami gangguan pada rapatannya cocok dengan amplitudo gelombang bunyi.
Keunggulan system FM antara laian sebagai berikut :
Mutu untuk komunikasi antarsatelit, sebab sanggup menembus lapsan ionosfer
Tidak bunyi lebih baik, sebab bebas dari gangguan kelistrikan
Kelemahannya :
Cahaya bisa menjangkau tempat yang jauh, sebab tak bisa dipantulkan ionosfer bumi.
Gelombang televisi
Pemancar televisi berprofesi dengan menggunakan perubahan frekuensi dalam pengiriman informasi yang digabung denga sinyal audio (bunyi) audio (gambar). Frekuensi yang digunakan dibedakan atas Ultra High Frekuency (UHF) atau Very High Frekuency (VHF).
Gelombang mikro atau Rader
Gelombang mikro dibangkitkan oleh rangkaian elektrode seperti rangkaian osilasi listrik. Alat-alat klyson, magketron, dan Travelling Wave Tube (TMT). Gelombang mikro merupakan gelombang pendek (1 mm – 30 cm) dengan frekuensi sekitar 10^10 Hz, sehingga bisa digunakan pada system radar yang difungsikan untuk navigasi pertahanan udara, untuk mempelajarai sifat atom dan molekul dari suatu zat dan untuk menilai kedalaman laut.
Cahaya inframerah
Cahaya inframerah dibangkitkan oleh electron dalam molekul yang digetarkan, umpamanya apabila benda dipanaskan. Cahaya panjang gelombang antara 7,8×10^-4m – 103m. Frekuensi anatara 3 x 10^-11m -4 x 1^-43Hz. Dengan daya yang tinggi sanggup menembus kabut dan awan tebal sehingga bisa digunakan untuk membuat foto jarak jauh. Dalam bidang kedokteran digunakan untuk penyianaran pada progres penyembuhan penyakit encok, dan cacar.
Cahaya kelihatan
Cahaya kelihatan yang mempunyai frekuensi 1015Hzdibamgkitkan oleh molekul dan atom-atom sebab electron-elektron luasnya mengalami perpindahan daya. Cahaya kelihatan berfungsi sebagai alat tolong untuk penglihatan mata. Cahaya kelihatan terdiri dari warna, jingga, kuning, hijau, biru dan ungu.
Cahaya Ultraviolet
Cahaya ultraviolet yang mempunyai frekuensi 1015 Hzsampai 10^16 Hz mempunyai panjang gelombang 6 x 10^-8msampai 3,6×10^-7m. Dipakai merupakan sumber dari gelombang ultraviolet.
Kegunaannya antara lain sebagai berikut :
Menghitamkan plat foto
Membunuh bakteri-bakteri
Mutu untuk pembuatan IC
Sinat-X
Cahaya X mempunyai panjang gelombang antara 10^-18 msampai 10^-8 m. sinar X mempunyai daya tembus yang kuat sebab mempunyai energy yang besar. Cahaya X bisa didapatkan dengan metode menmbak inti atom. Cahaya X digunakan sebagai lat diagnosa kesehatan, umpamanya untuk Rontgen, sinar X juga digunakan untuk menganalisis struktur atom dan Kristal. Cahaya X mempunyai frekuensi 10^16 Hz hingga 10^20Hz.
Kelemahannya : pemeriksaan anggota tubuh dengan sinar tak boleh terlalu lama, sebab berbahaya.
Cahaya Gamma
Cahaya gamma diciptakan oleh bahan-bahan radioaktif sebab aktivitas inti atomnya. Cahaya gamma mempunyai frekuensi terbesar dalam spekrum gelombang elektromagnetik, merupakan 10^20 Hz – 10^25 Hz dengan panjang gelombang atom 1A^0 – 10^-4 A0. Cahaya ini mempunyai daya tembus yang sangat besar, sanggup menembus timah besi. Cahaya ini diciptakan oleh atom-atom yang tak stabil.
Baca Juga: Pengertian Topologi Star : Ciri, Fungsi, Karakteristik Dan Cara Kerjanya
Kelemahannya ; apabila diresapi pada jaringan hidup sinar gamma akan menyebabkan efek yang serius seperti mandul dan kanker.
