Fisika

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Sementara pada gelombang lainnya, seperti gelombang bunyi dan gelombang mekanik lainnya, hanya bisa merambat melalui medium tertentu. Energi elektromagnetik merambat dalam bentuk gelombang dengan beberapa variabel yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, dan kecepatan. Panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. 

Hubungan antara kecepatan gelombang, fekwensi dan panjang gelombang sebagai berikut.

Keterangan :

Cahaya adalah Gelombang Elektromagnetik

Dasar teori dari perambatan gelombang elektromagnetik pertama kali dijelaskan pada 1873 oleh James Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society mengenai teori dinamika medan elektromagnetik (bahasa Inggris: A dynamical theory of the electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865.
Percobaan James Clerk Maxwell (1831-1879) seorang ilmu wan berkebangsaan Inggris (Skot landia) menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3×10⁸ m/s, oleh karena itu Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik adalah:

1. Perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet. Perubahan medan listrik terjadi akibat partikel bermuatan listrik, seperti elektron, bergerak dan mengalir karena adanya beda potensial.
2. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Hal ini karena cahaya dan gelombang elektromagnetik memiliki cepat rambat yang sama yaitu c = 3×10⁸ m/s. Begitu juga beberapa sifat cahaya juga dimiliki gelombang elektromagnetik.

Percobaan-percobaan yang teliti menghasilkan kesimpulan :

1. Pola gelombang elektromagnetik sama dengan pola gelombang transversal dengan vektor perubahan medan listrik tegak lurus pada vektor perubahan medan magnet.
2. Gelombang elektromagnetik menunjukkan gejala-gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, polarisasi seperti halnya pada cahaya.

Beberapa percobaan yang mendahuluinya telah mengungkapkan tiga aturan gejala kelistrikan yang memiliki keterkaitan erat dengan magnet, antara lain sebagai berikut.

• Hukum Coulomb : Muatan listrik akan menghasilkan medan listrik di sekitarnya.
• Hukum Biot-Savart : Aliran muatan (arus) listrik menghasilkan medan magnet di sekitarnya. 
• Hukum Faraday : Perubahan medan magnet (B) dapat menimbulkan medan listrik (E).

 

Sifat Gelombang Elektromagnetik

Sifat Gelombang Elektromagnetik

• Gelombang elektromagnetik adalah berupa gelombang transversal. 
• Perubahan medan listrik E dan medan magnet B terjadi pada saat yang bersamaan. 
• Arah medan listrik E dan medan magnet B saling tegak lurus. 
• Kuat medan listrik E dan medan magnet B besarnya berbanding lurus satu dengan yang lain. 
• Arah perambatan gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus arah medan listrik E dan medan magnet B. 
• Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa. 
• Laju rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa merupakan tetapan umum (konstanta) c = 3 x 10⁸ m/s. (meter/second = meter/detik) 
• Gelombang elektromagnetik dapat mengalami proses pemantulan, pembiasan, polarisasi, interferensi, dan difraksi (lenturan).
   

Sumber Gelombang Elektromagnetik

Sumber Gelombang Elektromagnetik

1. Osilasi Listrik
   Osilasi listrik merupakan perwujudan dari kumparan yang berputar terhadap lingkungan ber me dan magnet B. hal ini akan menghasilkan arus listrik yang berubah-ubah secara teratur meng hasilkan medan listrik E yang juga berubah-ubah secara teratur. Perubahan medan listrik E akan menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah pula sehingga timbul pola gelombang elektromagnetik.
2. Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah, cahaya tampak, dan sinar ultra violet.
3. Lampu infrared secara khusus menghasilkan infra merah
4. Lampu ultraviolet secara khusus menghasilkan ultra ungu. 
5. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keeping logam menghasilkan sinar X (biasa disebut sebagai sinar rontgen). 
6. Inti atom yang tidak stabil sehingga menghasilkan radiasi alpha, beta, dan gamma. Radiasi sinar gamma merupakan salah satu gelombang elek tromagnetik.

1.

Kerjakan soal dibaah ini dengan benar !

Perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet. Tokoh yang menyampaikan hipotesa tersebut adalah . . .

A. Faraday
B. Maxwell
C. Bio- Savart
D. Coulomb
E. Wien

2.

Kerjakan soal dibaah ini dengan benar !

Cahaya tampak termasuk gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang antara . . .

A. 200 nm sampai 600 nm
B. 300 nm sampai 700 nm
C. 400 nm sampai 700 nm
D. 400 nm sampai 800 nm
E. 450 nm sampai 800 nm

3.

Perhatikan sifat-sifat gelombang di bawah ini!

1. Terdiri dari gelombang medan listrik dan medan magnet
2. Gelombang longitudinal
3. Dapat dipolarisasikan
4. Memerlukan medium

Pernyataan diatas yang termasuk sifat gelombang elektromagnetik adalah….

A. 1.2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 1,2,3, dan 4
E. 4 saja

4.

Kerjakan soal berikut ini dengan benar!

Kelemahan teori partikel cahaya antara lain . . .

A. Tidak bisa menjelaskan peristiwa pemantulan
B. Tidak bisa menjelaskan mengapa cahaya merambat lurus
C. Tidak bisa menjelaskan peristiwa pembiasan
D. Tidak bisa menjelaskan percobaan interferensi Young
E. Tidak bisa menjelaskan percobaan Maxwell

5.

Kerjakan soal berikut ini dengan benar !

Gelombang elektromagnetik merambat dengan kelajuan 3 x 10⁸ m/s. Jika panjang gelombangnya 600 nm, maka frekuensi dari gelombang tersebut adalah . . .

A. 5,0 x 10¹⁴ Hz
B. 2,5 x 10¹⁵ Hz
C. 5,0 x 10¹⁵ Hz
D. 4,0 x 10¹⁶ Hz
E. 2,0 x 10¹⁷ Hz