Edutafsi.com - Gelombang Elektromagnetik. Gelombang merupakan getaran yang merambat. Berdasarkan zat perantara atau medium rambatnya, gelombang secara garis besar dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik membutuhkan medium perantara untuk merambat sedangkan gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan medium untuk merambat. Pada rangkuman ini akan dibahas beberapa subtopik mengenai gelombang elektromagnetik, yaitu besaran gelombang elektromagnetik, spektrum GEM, karakterstik dan penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari.
Seperti topik fisika lainnya, dalam bab gelombang elektromagnetik (GEM) juga terdapat beberapa besaran fisika yang harus dipahami agar proses belajar menjadi lebih praktis dan mudah. Besaran yang paling umum dibahas sebagai dasar pembelajaran gelombang antaralain laju, frekuensi, dan panjang gelombang.
#1 Laju Perambatan
Laju perambatan adalah besaran yang menyatakan kelajuan suatu gelombang elektromagnetik saat merambat. Laju ini biasanya disimbolkan dengan huruf c kecil. Dalam ruang hampa, laju perambatan gelombang elektromagnetik merupakan laju maksimum yang terdapat di alam semesta. Saat gelombang elektromagnetik merambat melalui medium, maka laju perambatannya akan berkurang.
Dengan c adalah cepat rambat gelombang elektromagnetik (m/s), μo permeabilitas vakum (4π x 10-7 Wb/A.m), dan εo menyatakan permitivitas vakum (8,8 x 10-12 C2/N.m2). Untuk semua gelombang elektromagnetik, cepat rambat pada vakum adalah 3 x 108 m/s.
#2 Frekuensi
Frekuensi adalah besaran yang menyatakan banyaknya gelombang tiap satuan waktu. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang dengan frekuensi yang paling luas, yaitu tersebar mulai 102 Hz sampai di atas 1023 Hz. Nilai frekuensi tersebut berbeda-beda sesuai dengan bentuk gelombang elektromagnetiknya.
#3 Panjang Gelombang
Panjang gelombang adalah besaran yang menyatakan jarak antara satuan berulang dari suatu pola gelombang. Panjang gelombang juga dapat didefenisikan sebagai jarak antara dua titik yang berdekatan secara identik dalam gelombang. Panjang gelombang gelombang elektromagnetik bervariasi sesuai jenisnya.
Hubungan antara laju perambatan, frekuensi, dan panjang gelombang dinyatakan dalam persamaan umum gelombang sebagai berikut:
Keterangan :
c = cepata rambat gelombang elektromagnetik (m/s)
f = frekuensi gelombang (Hz)
λ = panjang gelombang (m).
Karakteristik gelombang elektromagnetik memang bervariasi bergantung pada jenis atau spektrumnya, namun secara umum gelombang elektromagnetik menunjukkan beberapa sifat yang sama. Beberapa sifat gelombang elektromagnetik antaralain:
1). Termasuk gelombang transversal
2). Dapat merambat dalam vakum, tidak memerlukan medium rambat
3). Bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik
4). Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan
5). Medan listrik dan medan magnet selalu tegak lurus dan sefase
6). Dapat mengalami refleksi, refraksi, interferensi, difraksi, dan polarisasi
7). Tidak membawa massa melainkan energi
8). Energi sebanding dengan besar frekuensi gelombang.
Dalam rentang spektrum gelombang elektromagnetik, yang memiliki frekuensi terendah atau panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio. Sedangkan yang memiliki frekuensi tertinggi atau panjang gelombang terkecil adalah sinar gamma.
Jika diurutkan berdasarkan tingkat energi dari yang paling tinggi ke energi paling rendah (atau dari frekuensi tertinggi ke frekuensi terendah), maka urutan spektrum gelombang elektromagnetik adalah : sinar gamma (γ), sinar-X, ultraviolet, cahaya tampak, inframerah, radar mikro, gelombang televisi, dan gelombang radio.
Gelombang radio umumnya digmanfaatkan untuk mentransmisikan sinyal untuk jarak yang relatif sangat jauh. Gelombang radio dipancarlan dari staisun radio dan televisi untuk mengirimka informasi ke penonton atau pendengar.
#2 Gelombang Mikro
Gelombang mikro digunakan dalam produk oven microwave yang d berfungsi untuk memanaskan, menghangatkan atau memasak makanan secara cepat dan praktis. Selain diterapkan pada microwave, gelombang mikro juga dimanfaatkan untuk memancarkan sinyal televisi dan telepon melalui pemancar-pemancar.
#3 Gelombang Inframerah
Gelombang inframerah atau infrared diaplikasikan sebagai alat detektor yan dimanfaatkan untuk mendeteksi korban yang tertimbun tanah atau reruntuhan, dan digunakan untuk mendeteksi benda di lokasi atau tempat yang berasap. Inframerah juga dipakai pada konsol gim atau berbagai jenis remote kontrol untuk mentransmisikan data dalam bentuk energi.
#4 Cahaya Tampak
Cahaya tampak merupakan gelombang elektromagnetik yang bermanfaat bagi makhluk hidup karena keberadaan cahaya tampak memungkinkan manusia atau hewan untuk melihat benda-benda di sekelilingnya. Cahaya tampak juga membantu untuk melihat citra atau gambaran galaksi.
#5 Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet digunakan untuk memendarkan bahan fosfor sehingga menghasilkan warna tertentu. Hal ini diterapkan pada beberapam produk bola lampu. Pada beberapa produk lampu, terdapat lapisan fosfor yang jika terkena sinar ultraviolet akan terjadi perpendaran dan memancarkan warna tertentu.
#6 Sinar-X
Sinar-X sudah umum diterpakan dalam dunia medis, yaitu penggunaan rontgen untuk melihat organ tubuh bagian dalam. Sinar-X dimanfaatkan dalam dunia kedokteran untuk mengamati kerusakan pada tulang misalnya bila ada retakan atau patah. Sinar-X juga dipakai sebagai detektor benda di Bandara untuk memeriksa isi tas penumpang tanpa harus membukanya.
#7 Sinar Gamma
Sinar gamma memiliki kemampuan yang sangat baik untuk menembus suatu bahan dan dapat merusak sel-sel hidup, sehingga diamanfaatkan dalam dunia medis untuk membunuh sel kanker dan mikroorganisme pada makanan. Sinar gamma juga dimanfaatkan dalam teknik pengawetan buah.
Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori fisika tentang gelombang elektromagnetik yang dapat edutafsi bagikan, semoga membantu untuk proses belajar siswa. Jika rangkuman dan rumus gelombang elektromagnetik ini bermanfaat, bantuk kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
A. Besaran Gelombang Elektromagnetik
Kata elektromagnetik terdiri dari dua kata elektro dan magnetik, hal ini merujuk pada bagaimana gelombang elektromagnetik terbentuk. Gelombang elektromagnetik merupakan perambatan osilasi medan listrik dan medan magnet. Gelombang ini dapat merambat dalam ruang hampa atau medium tertentu. Prediksi tentang gelombang elektromagnetik berlandaskan pada teori mengenai kelistrikan dan kemagnetan yang sebelumnya sudah diketahui.Seperti topik fisika lainnya, dalam bab gelombang elektromagnetik (GEM) juga terdapat beberapa besaran fisika yang harus dipahami agar proses belajar menjadi lebih praktis dan mudah. Besaran yang paling umum dibahas sebagai dasar pembelajaran gelombang antaralain laju, frekuensi, dan panjang gelombang.
#1 Laju Perambatan
Laju perambatan adalah besaran yang menyatakan kelajuan suatu gelombang elektromagnetik saat merambat. Laju ini biasanya disimbolkan dengan huruf c kecil. Dalam ruang hampa, laju perambatan gelombang elektromagnetik merupakan laju maksimum yang terdapat di alam semesta. Saat gelombang elektromagnetik merambat melalui medium, maka laju perambatannya akan berkurang.
|
Dengan c adalah cepat rambat gelombang elektromagnetik (m/s), μo permeabilitas vakum (4π x 10-7 Wb/A.m), dan εo menyatakan permitivitas vakum (8,8 x 10-12 C2/N.m2). Untuk semua gelombang elektromagnetik, cepat rambat pada vakum adalah 3 x 108 m/s.
#2 Frekuensi
Frekuensi adalah besaran yang menyatakan banyaknya gelombang tiap satuan waktu. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang dengan frekuensi yang paling luas, yaitu tersebar mulai 102 Hz sampai di atas 1023 Hz. Nilai frekuensi tersebut berbeda-beda sesuai dengan bentuk gelombang elektromagnetiknya.
#3 Panjang Gelombang
Panjang gelombang adalah besaran yang menyatakan jarak antara satuan berulang dari suatu pola gelombang. Panjang gelombang juga dapat didefenisikan sebagai jarak antara dua titik yang berdekatan secara identik dalam gelombang. Panjang gelombang gelombang elektromagnetik bervariasi sesuai jenisnya.
Hubungan antara laju perambatan, frekuensi, dan panjang gelombang dinyatakan dalam persamaan umum gelombang sebagai berikut:
| c = λ . f |
Keterangan :
c = cepata rambat gelombang elektromagnetik (m/s)
f = frekuensi gelombang (Hz)
λ = panjang gelombang (m).
B. Sifat Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal sehingga memiliki bentuk yang mirip dengan gelombang transversal lainnya. Hanya saja, pada gelombang elektromagnetik terdapat energi listrik dan magentik yang terbagi sama. Medan listrik dan medan mengnatik selalu tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.Karakteristik gelombang elektromagnetik memang bervariasi bergantung pada jenis atau spektrumnya, namun secara umum gelombang elektromagnetik menunjukkan beberapa sifat yang sama. Beberapa sifat gelombang elektromagnetik antaralain:
1). Termasuk gelombang transversal
2). Dapat merambat dalam vakum, tidak memerlukan medium rambat
3). Bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik
4). Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan
5). Medan listrik dan medan magnet selalu tegak lurus dan sefase
6). Dapat mengalami refleksi, refraksi, interferensi, difraksi, dan polarisasi
7). Tidak membawa massa melainkan energi
8). Energi sebanding dengan besar frekuensi gelombang.
C. Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Karena memiliki jangkauan frekuensi yang lebar, gelombang elektromagnetik kemudian dikelompokkan menjadi beberapa spektrum yang dibagi berdasarkan jangakaun frekuensinya. Selain itu, klasifikasi berdasarkan jangkauan frekuensi dan panjang gelombang ini juga menunjukkan bidang aplikasi yang berbeda-beda dari tiap-tiap spektrumnya.Dalam rentang spektrum gelombang elektromagnetik, yang memiliki frekuensi terendah atau panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio. Sedangkan yang memiliki frekuensi tertinggi atau panjang gelombang terkecil adalah sinar gamma.
Jika diurutkan berdasarkan tingkat energi dari yang paling tinggi ke energi paling rendah (atau dari frekuensi tertinggi ke frekuensi terendah), maka urutan spektrum gelombang elektromagnetik adalah : sinar gamma (γ), sinar-X, ultraviolet, cahaya tampak, inframerah, radar mikro, gelombang televisi, dan gelombang radio.
D. Penerapan Gelombang Elektromagnetik
#1 Gelombang RadioGelombang radio umumnya digmanfaatkan untuk mentransmisikan sinyal untuk jarak yang relatif sangat jauh. Gelombang radio dipancarlan dari staisun radio dan televisi untuk mengirimka informasi ke penonton atau pendengar.
#2 Gelombang Mikro
Gelombang mikro digunakan dalam produk oven microwave yang d berfungsi untuk memanaskan, menghangatkan atau memasak makanan secara cepat dan praktis. Selain diterapkan pada microwave, gelombang mikro juga dimanfaatkan untuk memancarkan sinyal televisi dan telepon melalui pemancar-pemancar.
#3 Gelombang Inframerah
Gelombang inframerah atau infrared diaplikasikan sebagai alat detektor yan dimanfaatkan untuk mendeteksi korban yang tertimbun tanah atau reruntuhan, dan digunakan untuk mendeteksi benda di lokasi atau tempat yang berasap. Inframerah juga dipakai pada konsol gim atau berbagai jenis remote kontrol untuk mentransmisikan data dalam bentuk energi.
#4 Cahaya Tampak
Cahaya tampak merupakan gelombang elektromagnetik yang bermanfaat bagi makhluk hidup karena keberadaan cahaya tampak memungkinkan manusia atau hewan untuk melihat benda-benda di sekelilingnya. Cahaya tampak juga membantu untuk melihat citra atau gambaran galaksi.
#5 Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet digunakan untuk memendarkan bahan fosfor sehingga menghasilkan warna tertentu. Hal ini diterapkan pada beberapam produk bola lampu. Pada beberapa produk lampu, terdapat lapisan fosfor yang jika terkena sinar ultraviolet akan terjadi perpendaran dan memancarkan warna tertentu.
#6 Sinar-X
Sinar-X sudah umum diterpakan dalam dunia medis, yaitu penggunaan rontgen untuk melihat organ tubuh bagian dalam. Sinar-X dimanfaatkan dalam dunia kedokteran untuk mengamati kerusakan pada tulang misalnya bila ada retakan atau patah. Sinar-X juga dipakai sebagai detektor benda di Bandara untuk memeriksa isi tas penumpang tanpa harus membukanya.
#7 Sinar Gamma
Sinar gamma memiliki kemampuan yang sangat baik untuk menembus suatu bahan dan dapat merusak sel-sel hidup, sehingga diamanfaatkan dalam dunia medis untuk membunuh sel kanker dan mikroorganisme pada makanan. Sinar gamma juga dimanfaatkan dalam teknik pengawetan buah.
Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori fisika tentang gelombang elektromagnetik yang dapat edutafsi bagikan, semoga membantu untuk proses belajar siswa. Jika rangkuman dan rumus gelombang elektromagnetik ini bermanfaat, bantuk kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.