Hai teman-teman, apa kalian menggunakan teknologi dalam kehidupan sehari-hari? Di zaman sekarang ini teknologi adalah bagian hidup dari manusia. Kemajuan teknologi begitu pesat. Kemajuan ini merupakan salah satu dampak adanya kemajuan penelitian fisika yang akhirnya melahirkan berbagai teknologi canggih. Salah satu penelitian fisikan yang berperan penting dalam kehidupan sehari-hari adalah penelitian tentang gelombang elektromagnetik.
Teknologi yang menggunakan gelombang elektromagnetik seperti di bidang telekomunikasi telepon seluler. Sebenarnya apa itu gelombang elektromagnetik?. Kita akan membahas mengenai gelombang elektromagnetik. Yuk langsung aja ke materinya di bawah ini.
Hipotesis Maxwell
Maxwell adalah seorang ilmuan. Nama lengkapnya adalah James Clerk Maxwell, ia merupakan orang yang mengemukakan pertama kali tentang gelombang elektromagnetik. Ia mengemukakan jika perubahan medan magnetic menghasilkan medan listrik. Hal ini didasari oleh hukum-hukum sebelumnya yaitu hukum columb, hukum biot-savart, dan hukum faraday. Hukum Columb memperlihatkan muatan listrik yang dapat menghasilkan medan listrik.Hukum Bio-Savart atau kita mengenalnya dengan hukum ampere menjelaskan tentang arus listrik yang dapat menghasilkan medan magnet, dan hukum faraday menjelaskan tentang perubahan medan listrik yang dapat menghasilkan gaya gerak listrik (GGL) induksi. Maxwell melihat adanya keterkaitan dalam hukum-hukum tersebut.
Menurut Maxwell, ketika terjadi perubahan medan listrik yang dilambangkan dengan huruf E, akan menimbulkan perubahan medan magnetic yang disimbolkan dengan huruf B. Perubahan medan magnetic ini akan menimbulkan kembali perubahan medan listrik dan berulang seterusnya. Perubahan medan listrik dan perubahan medan magnetic menghasilkan gelombang medan listrik dan gelombang medan magnetic yang dapat merambat di ruang hampa. Gelombang medan listrik dan medan magnetic ini lah yang disebut dengan nama gelombang elektromagnetik.
Dalam menghitung kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik Maxwell bergantung pada dua besaran yaitu permitivitas listrik dan permitivitas magnet. Dalam ruang hampa kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik memenuhi persamaan berikut.
Heinrich Rudolph Hertz melakukan percobaan yaitu dengan membangkitkan dan mendeteksi gelombang elektromagnetik dengan menggunakan sumber-sumber listrik. Hasil percobaannya mendukung hipotesis dari Maxwell. Dalam percobaanya hertz membuktikan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, gelombang elektromagnetik memiliki sifat cahaya seperti pemantulan, pembiasan, polarisasi, difraksi, dan mermbat pada ruang hampa.
Panjang gelombang elektromagnetik berbanding terbalik dengan frekuensinya. Semakin besar frekuensinya maka semakin kecil panjang gelombangnya. Sebaliknya semakin kecil frekuensinya maka semakin besar panjang gelombangnya. Hubungan frekuensi dan panjang gelombang yaitu
Contoh Soal
Gelombang Elektromagnetik marambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x 108ms-1. Apabila frekuensi gelombang elektromagnetik tersebut adalah 20 MHz. Berapa panjang gelombangnya?
Jawab:
Diketahui :
Penyelesaian :
Jadi panjang gelombang adalah 15m.
Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik ini di dapatkan berdasarkan percobaan Heinrich Hertz. Sifat- sifat gelombang elektromagnetik adalh sebagai berikut
- Merupakan perambatan medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus terhadap arah rambatnya dan termasuk gelombang tranversal.
- Tidak bermmuatan listrik
- Tidak bermassa dan tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi.
- Dapat merambat di ruang hampa.
- Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, interfensi, difraksi, Polarisasi,
- Cepat rambat pada ruang hampa adalah 3 x 108ms-1
Sumber Gelombang Elektromagnetik
- Osilasi Listrik
- Sinar Ultraviolet yang dihasilkan oleh matahari
- Infra Merah yang dihasilkan oleh lampu merkuri
- Sinar X biasa digunakan untuk rontgen dihasilkan oleh penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam.
- Sinar Gamma akibat inti atom yang tidak stabil
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Spectrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Berikut adalh contoh gambar spectrum elektromagnetik. Contoh gambar spectrum elektromagnetik di bawah ini disusun berdasarkan panjang gelombang, kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah.
Dari gambar di atas kita dapat mengidentifikasi tentang frekuensi, panjang gelombang dari gelombang radio, radar da televise, gelombang inframerah, cahaya, sinar ultraungu, sinar x, dan sinar gamma.
Sekian materi kali ini, semoga sekarang teman-teman sudah mengerti ya apa itu gelombang elektromagnetik, sifat-sifatnya dan sumber gelombang elektromagnetik.