Gelombang Elektromagnetik

A. Indikator Pencapaian Kompetensi

Mencari dan menelusuri literatur tentang gelombang elektromagnetik.
Mengelompokkan berbagai gelombang elektromagnetik dalam spektrum.
Menjelaskan karakteristik khusus masing-masing Gelombang Elektromagnetik di dalam spektrum tersebut.
Menjelaskan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

B. Pengenalan Gelombang Elektromagnetik

GIF 1.1 Visualisasi Gelombang Elektromagnetik

Ditinjau dari segi etimologi Gelombang Elektromagnetik merupakan gelombang yang terkait dengan elektro atau listrik dan magnet. Gelombang Elektromagnetik adalah jenis gelombang yang dikelompokkan berdasarkan medium rambatnya. Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan media sebagai medium rambatnya/ perantaranya. Contohnya adalah :

· Gelombang cahaya

· Gelmbang radio

1. Hipotesis Maxwell (James Clark Maxwell)

Jika medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka sebaliknya, perubahan medan listrik dapat menyebabkan medan magnet. Kebenaran Hipotesa Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik pada akhirnya dibuktikan oleh “Heinrich Hertz”.Heinrich Hertz menemukan cara menghasilkan gelombang radio dan menentukan kelajuannya.

2. Percobaan Oersted

Arus listrik dalam konduktor menghasilkan medan magnet disekitarnya.

3. Percobaan Faraday

Batang konduktor yang menghasilkan GGL induksi pada kedua ujungnya bila memotong medan magnet perubahan fluks magnetik pada kumparan menghasilkan arus induksi dalam kumparan tersebut . Didasarkan pada penemuan Faraday “Perubahan Fluks magnetik dapat menimbulkan medan listrik” dan arus pergeseran yang sudah dihipotesakan Maxwell sebelumnya, maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru :

“Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan Fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet”Hipotesa ini dikenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet

Beberapa sifat Gelombang Elektromagnetik antara lain:

Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium
Merupakan gelombang transversal. Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Bentuk Getarannya berupa lembah dan bukit (dapat dilihat pada gambar di bawah).

GIF 1.2 Visualisasi Gelombang Elektromagnetik

Tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik.
Dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi).
Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan saling tegak lurus

GIF 1.3 Visualisasi Gelombang Elektromagnetik

C. Spektrum dan Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik

GIF 1.4 Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Jenis-Jenis spektrum gelombang elektromagnetik ada 7 macam. Jenis tersebut dikategorikan berdasarkan besar frekuensi gelombangnya. Jika diurutkan dari frekuensinya yang paling besar ke yang paling kecil adalah :

Gelombang Radio

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 103 meter dengan frekuensi sekitar 104 Hertz. Sumber gelombang ini berasal dari rangkaian oscillator elektronik yang bergetar. Rangkaian oscillator tersebut terdiri dari komponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). Spektrum gelombang radio dimanfaatkan manusia untuk teknologi radio, televisi, dan telepon.

Gelombang Mikro

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10-2 meter dengan frekuensi sekitar 108 hertz. Gelombang ini dihasilkan oleh tabung klystron, kegunaanya sebagai penghantar energy panas. Salah satu contoh penggunaan gelombang micro yaitu pada oven microwave yang berupa efek panas untuk memasak. Gelombang micro dapat mudah diserap oleh suatu benda dan juga menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Selain itu, gelombang micro juga dapat digunakan untuk mesin radar.

Gelombang Infra Merah

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10-5 meter dengan frekuensi sekitar 1012 hertz. Gelombang infra merah dihasilka ketika molekul electron bergetar karena panas, contohnya tubuh manusia dan bara api. Manfaat kegunaan lain yaitu untuk remote TV dan transfer data di ponsel.

Grafik 1.5 Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Cahaya Tampak

Sesuai namanya, spketrum ini berupa cahaya yang dapat ditangkap langsung oleh mata manusia. Gelombang ini memiliki panjang 0.5x10-6 meter dengan frekuensi 1015 hertz. Dan gelombang cahaya tampak sendiri terdiri dari 7 macam yang disebut warna. Jika diurutkan dari yang paling besar frekuensinya adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Gelombang Ultra Violet

Gelombang UV memiliki panjang 10-8 meter dengan frekuensi 1016 hertz. Gelombang ini berasal dari matahari dan juga dapat dihasilkan oleh transisi elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Funsi UV dapat bermanfaat dan dapat berbahaya bagi manusia. Salah satu contoh fungsi sinar UV adalah sebagai detector untuk membedakan uang asli dan uang palsu.

Gelombang Sinar X

Gelombang ini memiliki panjang 10-10 meter dan memiliki frekuensi 1018 hertz. Gelombang sinar X sering disebut juga dengan sinar rontgen, karena gelombang ini banyak dimanfaatkan untuk kegiatan rontgen di rumah sakit.

Gelombang Sinar Gamma

Gelombang ini memilik panjang 10-12 meter dengan frekuensi 1020 hertz. Dihasilkan dari peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tidak stabil.Gelombang sinar gamma merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling besar dan serta panjang gelombang terkecil. Sehingga daya tembusnya sangat besar, bahkan bisa menembus plat besi. Salah satu fungsi dari sinar gamma yaitu dapat digunakan dalam kedokteran sebagai pembunuh sel kanker dan sterilisasi alat – alat kedokteran.