Gelombang Elektromaknetik dan Penerapannya

Pengertian gelombang Eletromagnetik

Gelombang eletromaknetik adalah gelombang yang dapat merambat akan tetapi tidak mempunyai medium dan merupakan gelombang transversal. Energi elektromagnetik dapat merambat pada gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur. Antara lain: 1) panjang gelombang (wavelength) yang artinya jarak antara dua puncak, 2) amplitude yaitu tinggi gelombang, 3) kecepatan energi elektromagnetik yaitu konstan (kecepatan cahaya) sehingga panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik, yaitu Semakin pendek suatu gelombang maka semakin tinggi frekuensinya, sebaliknya semakin panjang suatu gelombang maka frekuensinya semakin rendah. 4) frekuensi yaitu jumlah gelombang melalui suatu titik terhadap satu satuan waktu. 

Pada tahun 1831 – 1879 seorang ilmuwan James Clerk Maxwell pertama kali menemukan gelombang elektromagnetik dengan mengkaji aturan dasar kelistrikan dan kemagnetan yang mengemukakan bahwa perubahan medan magnetik dapat menimbulkan medan listrik begitupun sebaliknya perubahan medan listrik menimbulkan medan magnetik. Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik menurut perhitungan maxwell tergantung pada dua besaran yaitu

Permitivitas listrik ε_0

Permeabilitas magnetic μ_0

Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut:

c = 1⁄√(ε_0 x μ_0 )

〖 ε〗_0 = 8,85 x 〖8,85 x 10 〗^(-12) C/Nm^2

μ_0 = 12,60 x 〖10〗^(-4) Wb/Am

Sehingga c = 3 x 〖10〗^8, dari hasil tersebut bahwa cepat rambat gelombang elektromaknetik persis sama dengan cepat rambat cahaya diruang hampa. Jadi kesimpulannya yaitu cahaya merupakan gelombang elektromagnetik

Pada tahun 1857 – 1894 seorang ilmuwan yang bernama Heindrich rudolfh Hertz membuktikan kebenaran hipotesis Maxwell dengan melakukan percobaan yang menunjukkan gejala perambatan gelombang elektromagnetik elektromagnetik yang menggunakan alat serupa dengan Ruhrnkorf dimana hasil experimennya menunjukkan bahwa hasil yang diperoleh sama dengan nilai yang diramalkan oleh Maxwell

Ciri-ciri gelombang elektromaknetik antara lain:

Peubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi bersamaan, karena kedua medan memiliki harga maksimun dan minimun pada tempat yang sama dan saat yang sama

Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus terhadap arah rambat gelomang

Merupakan gelombang transversal

Gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan juga mengalami peristiwa polarisasi.

Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung terhadap sifat-sifat listrik dan magnet medium yang ditempuhnya

Sifat – sifat gelombang eletromaknetik

Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal

Gelombang elektromagnetik mengalami pemantulan (refleksi)

Gelombang elektromagnetik mengalami pembiasan (refraksi)

Gelombang elektromagnetik lenturan (difraksi)

Mengalami penggabungan dua gelombang (interferensi)

Dapat mengalami polarisasi

Medan listrik maupun medan magnetik arah perambatannya tidak dibelokkan.

Sumber – sumber gelombang elektromagnetik

Osolasi listrik

Lampu merkuri yang menghasilkan sinar ultraviolet

Inti atom yang tidak stabil dapat menghasilkan sinar gamma

Penembakan elektron kedalam tabumg hampa pada keping logam yang menghasilakn sinar X biasa digunakan untuk rontgen

Spectrum Gelombang Eletromagnetik

Pengertian Spectrum Gelombang Eletromagnetik

Spectrum Gelombang Elektromagnetik yaitu susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik yang berdasarkan frekuensi dan panjang gelombang. gelombang elektromangnetik sama halnya dengan cirri suatu gelombang yaitu memiliki panjang gelombang, kecepatan rambat gelombang, dan frekuensi. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

C = ƒ x λ

keterangan:

C = Kecepatan rambat gelombang

ƒ = Frekuensi(Hz)

λ= Panjang gelombang

dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa yang berbeda pada gelombang elekromagnetik adalah ƒ dan λ. karena nilai c tetap dan cepat rambat gelombang elektromagnetik tidak bergantung pada medium rambatan. menurut Maxwell nilai maximum untuk gelombang medan listrik dan gelombang medan magnetic yaitu:

C = Em/Bm

Gelombang elektromacnetic dialam dapat terjadi secara alami maupun dihasilkan oleh alat, sehingga para ahli lebih lanjut mengamati gelombang elekromagnetik dengan mencatat panjang gelombang dan frekuensinya dengan cara langsung maupun tidak langsung. secara tidak langsung yaitu dengan cara menginteraksikan glombang elektromagnetik dengan alat yang dapat mengubah energy gelombang elektromagnetik menjadi energy lainseperti energy listrik, energy panas, sehingga dari bentuk energy diperoleh panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnetik. sedangkan untuk yang diamati secara langsung oleh indra penglihatan yaitu cahaya.

Macam – Macam Spectrum Gelombang Eletromagnetik

Pada gambar dibawah ini dapat dilihat rentang panjang gelombangnya

Sedangkan untuk rentang frekuensi adalah sebagai berikut:

Gelombang Radar berkisar 〖10〗^10 Hz

Sinar Infrared (IR) : 〖10〗^11 - 〖10〗^14 Hz

Sinar Ultraviolet (UV) : 〖10〗^15 - 〖10〗^16 Hz

Sinar Rontgen (Sinar X) : 〖10〗^20 - 〖10〗^25 Hz

Untuk lebih jelasnya tentang Spectrum Gelombang Elektromagnetik yang mempunyai urutan frekensi terbesar ke Frekuensi kecil atau dari panjang gelombang terkecil kepanjang gelombang terbesar antara lain:

Sinar gamma(γ )

 Frekuensi sinar gamma antara 10 Hz - 10 Hz dengan panjang gelombang anatara 10 cm – 10 cm, sehingga mempunyai daya tembus paling besar dan akan menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh.

Sinar Rontgen atau Sinar x

Frekuensi sinar X berkisar antara 10 Hz – 10 Hz dengan panjang gelombang 10 cm – 10 cm, kemampuannya bisa menembus buku tebal. 

Sinar ultraungu atau sinar ultraviolet

Frekuensi Sinar Ultraviolet (UV) antara 〖10〗^15 - 〖10〗^16 Hz dengan panjang gelombang 〖10〗^(-8) m - 〖10〗^(-7) m. Gelombang sinar ultraviolet dihasilkan oleh molekul dan nyala listrik

Sinar tampak

Sinar tampak serngdigunakan dalam penggunaan laser pada serat optic dibidang telekomunikasi dan bidang kedokteran yang mempunyai panjang gelombang berkisar antara 4 x 〖10〗^(-7) m untuk cahaya violet - 7 x 〖10〗^(-7) m pada cahaya merah.

Sinar inframerah Atau IR

Frekuensi Sinar Infrared (IR) antara 〖10〗^11 - 〖10〗^14 Hz dengan panjang gelombang 〖10〗^(-4) - 〖10〗^(-1) m. Sinar inframerah akan dihasilkan oleh electron dalam molekul yang bergetar disebabkan oleh benda yang dipanaskan, sehingga benda panas akan memancarkan sinar inframerah adapun jumlah sinar inframerah yang dipancarkan akan bergantung terhadap suhu dan warna benda

Gelombang RADAR

Gelombang Radar mempunyai frekuensi berkisar 〖10〗^10 Hz

Gelombang Radio

Gelombang radio memiliki frekuensi yang paling kecil dengan panjang gelombang yang paling panjang. Pada gelombang radio memiliki rentang frekuensi yang luas yakni beberapa Hz sampai gigahertz. Gelombang radio dihasilkan oleh alat elektronik seperti rangkaian osilator sehinggan gelombang radio banyak dimanfatkan dalam system komunikasi seperti siaran tv, radio dan lain

Penerapan Spectrum Gelombang Eletromagnetik

Sinar X

Sinar X dapat digunakan pada bidang kedokteran untuk memotrek bagian tubuh khususnya pada bagian tubuh yang patah, paru-paru dan bagian tubuh yang lain. Penggunaan sinar X harus berhati-hati karena dapat merusak sel-sel jaringan manuasia jika digunakan terlalu lama

Sinar Ultraviolet

Radiasi Ultraviolet yang diserap dapat menghancurkan mikroorganisme

Sinar Inframerah

Sinar Inframerah digunakan pada bidang kesehatan, industry, astronomi. Pada bidang kedokeran sinar inframerah dimanfaatkan untuk mengurangi rasa sakit pada penyakit rematik. Dibidang Astronomi digunakan untuk pemo tretan permukaan bumi oleh pelat-pelat film.

Gelombang Mikro

Gelombang Mikro dimanfaatkan pada analisis struktur atom dan molekul, serta digunakan pada komunikasi jarak jauh dengan bantuan satelit sehingga komunikasi jarak jauh dapat dilakukan.

Gelombang Radio

Geelombang radio digunakan pada bidang komunikasi yakni sebagai alat pembawa informasi atau alat komunikasi dari suatu tempat ketempat yang berbeda. seperti pada siaran TV, radio dan lain-lain

Demikian uraian mengenai Gelombang Elektromaknetik dan Penerapannya, semoga bermanfaat. Terimakasih telah berkunjung ke portal kami.