View
224
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Fisika Umum (MA 301)
Cahaya
Topik hari ini (minggu 11)
Cahaya adalah
Gelombang Elektromagnetik
Apa itu Gelombang Elektromagnetik!!!
Pendahuluan:
Persamaan Maxwell
Listrik dan magnet awalnya dianggap sebagai sesuatu yang terpisah
Pada tahun 1865, James Clerk Maxwell menyampaikan teori matematik yang menunjukkan hubungan antara semua fenomena
listrik dan magnet
Prediksi MaxwellGaris Medan listrik berawal dari muatan positif dan berakhir di muatan negatif
Medan listrik dihasilkan oleh muatan
Garis Medan magnet selalu dalam bentuk loop tertutup-tidak berawal dan tidak berujung dimanapun
Medan magnet dihasilkan oleh arus (muatan yang bergerak)
Perubahan Medan magnet menyebabkan ggl dan medan listrik (Hukum Faraday)
Medan listrik juga dihasilkan oleh perubahan medan magnet
Medan magnet juga dihasilkan oleh perubahan medan listrik
Pertanyaan: apakah ada kesimetrian antara medan listrik dan
medan magnet, misalnya medan magnet dapat dihasilkan oleh
perubahan medan listrik???
Maxwell: YA!!!
Prediksi Maxwell (lanjutan)
Jika medan magnet dapat menghasilkan medan listrik dan sebaliknya,
ada fenomena sangat menarik untuk diamati
Perubahan medan listrik menghasilkan medan magnet …
… yang kembali menghasilkan perubahan medan listrik (tapi: energi kekal)
… yang kembali menghasilkan perubahan medan magnet…
Maxwell menyimpulkan bahwa cahaya tampak dan semua gelombang
elektromagnetik lain terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang
saling berfluktiasi, dengan tiap medan mengiduksi medan yang lain
Maxwell memperoleh nilai kecepatan cahaya yaitu 3x108 m/s
Catatan: Muatan dan Medan
Muatan diam hanya menghasilkan medan listrik
Muatan yang bergerak GLB (kecepatan konstan)menghasilkan medan listrik dan medan magnet
Muatan yang dipercepat menghasilkan medan listrik dan medan magnet serta gelombang elektromagnetik
Medan-medan ini sefasa Pada tiap titik, kedua medan berharga maksimum atau minimum
pada saat yang bersamaan
Gelombang ElektromagnetikGelombang EM dapat dihasilkan oleh sebuah antena, kawat yang dihubungkan
dengan sumber ac. Sumber ac menghasilkan osolasi muatan positif dan negatif
yang menghasilkan medan listrik (karena pemisahan muatan) dan medan
magnet ( karena arus dalam kawat).
Catatan: medan listrik dan magnet saling tegak lurus satu sama lain.
Gelombang Elektromagnetik adalah
Gelombang Transversal
Medan E dan B saling
tegak lurus satu sama
lain
Kedua medan tegak
lurus dengan arah
gerak, Oleh karena itu,
gelombang EM adalah
gelombang
transversal
Sifat dari Gelombang EM
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang transfersal
Gelombang elektromagnet merambat dengan kecepatan cahaya
Karena gelombang em merambat dengan kecepatan yang sama persis dengan kecepatan cahaya, maka cahaya adalah gelombang elekrtromagnet.
812.99792 10
o o
c m s
Jarak matahari dari bumi sekitar 1.5x1011 m. Berapa waktu yang
dibutuhkan oleh cahaya untuk sampai ke bumi?
Pertanyaan
menit8.3s500m/s10x3
m10x5.1
kecepatan
jarakt
8
11
Sifat dari Gelombang EM, 2
Perbandingan besar medan listrik terhadap medan
magnet sama dengan kecepatan cahaya
Gelombang elektromagnetik membawa energi ketika
melintas melewati ruang, dan energi ini dapat ditransfer
kepada benda yang berada dalam lintasannya
B
Ec
Sifat dari Gelombang EM, 3
Energi yang dibawa oleh gelombang em dibagi rata oleh
medan listrik dan medan magnet
o2
2Bc
co2
2E
o2
BE
luassatuanperdayarataRata
maxmaxmaxmax
Sifat dari Gelombang EM, terakhir
Gelombang elektromagnetik membawa momentum
seperti halnya energi
Untuk penyerapan sempurna dari energi U,
p=U/c
Untuk pemantulan sempurna dari energi U,
p=(2U)/c
Tekanan radiasi dapat ditentukan dari eksperimen
Spektrum Gelombang EM
Bentuk dari gelombang elektromagnetik dapat dibedakan menurut frekuensi dan panjang gelombangnya
c = ƒλ
Panjang gelombang untuk cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 700 nm
Spektrum
Gelombang
EM
Catatan tentang Spektrum Gelombang EM
Gelombang Radio
Digunakan dalam sistem komunikasi radio dan televisi
Gelombang Mikro (Microwaves)
Panjang gelombang berkisar antara 1 mm sampai 30 cm
Cocok digunakan untuk sistem radar
Oven Microwave adalah salah satu aplikasinya
Catatan tentang Spektrum EM, 2
Gelombang infra merah
Tidak tepat dikatakan sebagai gelombang panas
Dihasilkan oleh benda-benda dan molekul panas molecules
Mudah diserap oleh kebanyakan material
Cahaya tampak
Bagian dari spektrum yang masih bisa dideteksi oleh mata manusia
Lebih sensitif pada sekitar 560 nm (kuning-hijau)
Catatan tentang Spektrum EM, 3
Cahaya Ultraviolet
Panjang gelombang berkisar antara 400 nm sampai 0.6 nm
Matahari adalah sumber utama cahaya UV
Kebanyakan UV dari matahari diserap oleh ozon di lapisan stratosfir
Sinar-X
Sumbernya biasanya adalah elektron yang memiliki energi tinggi karena
dipercepat, menumbuk target logam
Biasa digunakan sebagai alat pengdiagnosa dalam kedokteran
Catatan tentang Spektrum EM, terakhir
Sinar Gamma
Diemisikan oleh inti radioaktif
Daya tembus besar dan menyebabkan kerusakan serius ketika
diserap oleh jaringan tubuh
Recommended