ELECTROMAGNETIC WAVES

Magnetic field

variation

Electric field variation

A single-frequency electromagnetic wave exhibits a sinusoidal variation of electric and magnetic fields in space

Source : HyperPhysics/Hyperphysics/Hyperphysics/hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/waves/emwavecon.html#c1

Electromagnetic waves transport energy through empty space, stored in the propagating electric and magnetic fileds

Magnetic field variation is perpendicular to electric field

PENGERTIAN GEM

• Gelombang elektromagnetik (GEM) adalah gelombang yang terjadi akibat interaksi/perpaduan antara medan magnet dan medan listrik

• Medan magnet dan medan listrik merambat saling tegak lurus

Ciri-ciri GEM1. Tidak membutuhkan medium dalam perambatannya2. Merambat menurut garis lurus3. Tidak menyimpang dalam medan magnet dan medan

listrik4. Merambat ke segala arah dengan kecepatan yang sama5. Kecepatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa

dirumuskan oleh persamaan :

c= 3 x 108 m/s sbg cepat rambat GEMµo=4π x 10-7 Wb/(A.m) permeabilitas ruang hampa (vakum)εo =permitivitas ruang hampa (vakum) = 8,85 x 10-12 C2/(N.m2)

oo 1

c

6. Merupakan gelombang transversal, karena simpangannya tegak lurus arah rambatannya

7. Mengalami pemantulan (refleksi)8. Mengalami pembiasan (refraksi)9. Mengalami perpaduan (interferensi)10.Mengalami lenturan (difraksi)11.Mengalami pengkutuban (polarisasi)

Diffraksi gelombang yang melewati suatu penghalang, misalnya celah maka gelombang itu akan dilenturkan. Semakin sempit celah, maka pola diffraksi yang dihasilkan akan mudah diamati

Interferensi dua gelombang atau lebih saling berpadu / bersuposisi sehingga menghasilkan pola interferensi maksimum dan minimum

Polarisasi cahaya alami (misalnya dari matahari) dimana arah getarannya ke segala arah, setelah melewati filter polarisasi (palaroid) maka arah getarnya menjadi ke satu arah/bidang/kutub saja

Skema Polarisasi

Two polarizing sheets whose transmission axes make an angle θ with each other. Only a fraction of the polarized light incident on the analyzer is transmitted through it.

Spektrum GEM

fc fhE

chE

c : cepat rambat GEMf : frekuensi λ : panjang gelombangh : 6,6x10-34 J .s tetapan PlanckE : energi

1. gelombang radio karena mempunyai panjang gelombang yang cukup panjang maka dapat dimanfaatkan untuk membawa isyarat bunyi dan gambar melalui jarak jauh

2. gelombang televisi karena tidak dapat dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi maka diperlukan sebuah stasiun penghubung (relay) untuk menangkap siaran televisi yang dikirim dari jarak jauh.

3. gelombang mikro digunakan untuk radar (Radio detection and ranging)

4. sinar inframerah karena tidak banyak dihamburkan oleh partikel-partikel udara maka dengan menggunakan pelat film yang peka terhadap gelombang inframerah, pesawat udara yang terbang tinggi ataupun satelit dapat membuat foto / potret-potret permukaan bumi dengan gelombang inframerah.

Manfaat GEM

5. cahaya tampak membantu penglihatan mata manusia

6. sinar ultraviolet memungkinkan manusia untuk mendeteksi unsur-unsur dalam suatu bahan dengan tehnik spektroskopi.

7. sinar X dapat dipakai dalam bidang kedokteran untuk mendeteksi keadaan organ-organ dalam tubuh misalnya menentukan tulang tubuh yang patah.

8. sinar gamma karena memiliki daya tembus yang besar dapat digunakan untuk menembus pelat besi, dimanfaatkan dalam bidang kedokteran untuk membunuh sel kanker, sterilasasi alat-alat kedokteran, dalam industri sinar gamma dimanfaatkan untuk mendeteksi retakan pada pipa baja.

RADAR ( Radio Detection and Ranging)

2tc

s

s : jarak benda yang terdeksi radarc : cepat rambat GEMΔt : selang waktu yang dibutuhkan oleh pulsa gelombang dari pemancar ke benda yg terdeteksi dan dipantulkan benda shg kembali diterima pemancar

MATERI TAMBAHAN / PENDALAMAN

Gelombang radio

Gelombang Radio terbagi atas Sistem modulasi :

1. AM (Amplitudo Modulasi)o Memiliki jangkauan yang luas karena dipantulkan

oleh lapisan ionosfer, o terpengaruh oleh gejala kelistrikan dan kemagnetan

di udara sehingga menimbulkan derau

2. FM (Frekuensi Modulasi)o Memiliki jangkauan yang sempit karena tidak dapat

dipantulkan oleh lapisan ionosfer, o Tidak terpengaruh oleh gejala kelistrikan dan

kemagnetan di udara sehingga menghasilkan suara yang jernih

Spektrum gelombang radio

Spektrum gelombang radio

Gelombang Mikro dan Inframerah

Gelombang mikro dihasilkan oleh alat-alat seperti :

1. Alat komunikasi 2. Alat memasak

Apabila benda menyerap gelombang mikro maka akan timbul efek panas pada benda tersebut. Proses ini digunakan sebagai prinsip kerja oven gelombang mikro (microwave oven)

3. Radar (Radio Detection and Ranging)apabila selang waktu pengiriman pulsa ke sasaran dan penerimaan pantulan dari sasaran t maka jarak sasaran

2tc

s

Sinar inframerah• Dihasilkan oleh molekul-molekul dan benda panas

yang dapat dimanfaatkan dalam bidang industri, medis, dan astronomi.

• Sinar merah dapat dibedakan ke dalam 3 daerah:1. Inframerah dekat (3x10–6 m – 3x10–7 m)2. Inframerah sedang (3x10–5 m – 3x10–6 m)3. Inframerah jauh (3x10–3 m – 3x10–5 m)

Sinar Tampak• Sinar tampak atau cahaya adalah sinar yang dapat

membantu penglihatan kita.• Perbedaaan sensasi pada mata akibat cahaya yang

berbeda fekuensi atau panjang gelombangnya akan menimbulkan warna yang berbeda.

• Spektrum warna berdasarkan kenaikan panjang gelombang1. Ungu (390 nm – 455 nm)2. Biru (455 nm – 492 nm)3. Hijau (492 nm – 557 nm)4. Kuning (557 nm – 597 nm)5. Jingga (597 nm – 622 nm)6. Merah (622 nm – 780 nm)

Sinar Ultraviolet• Dihasilkan oleh atom-atom dan molekul-molekul

dalam loncatan listrik• Matahari sumber utama ultraviolet• Lapisan ozon (O3) di atmosfer dapat menyerap sinar

ultraviolet. Berlubanngnya lapisan ozon dapat meningkatkan sinat ultraviolet di Bumi sehingga mengancam makhluk hidup

• Dapat dimanfaatkan dalam bidang industri terutama dalam proses sentrilisasi

Sinar-X• Sinar X sering disebut sinar Rontgen• Dihasilkan antara tumbukan elektron berkecepatan

tinggi pada permukaan logam• Memiliki daya tembus yang kuat karena panjang

gelombangnya pendek (10–9 m– 10–12 m )• Dalam bidang kedokteran untuk diagnosis dan terapi

medis• Dalam bidang industri digunakan untuk analisis

struktur bahan

Sinar Gamma• Merupakan gelombang elektromagnetik yang

memiliki panjang gelombang terpendek atau frekuensi tertinggi

• Dihasilkan oleh inti-inti atom yang tidak stabil maupun sinar kosmis.

• Memiliki daya tembus yang sangat besar sehingga dapat menembus pelat timbal dengan ketebalan bebrapa cm

• Keberadaan sinar gamma dapat dideteksi dengan detektor Geiger-Muller.