gelombang elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik

1. Penemuan gelombang elektromagnetik 

          

        Pada zaman Newton,orang telah mengetahui bahwa cahaya merambat lurus.orang juga telah mengetahui bahwa ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua mediumtembus cahaya,cahaya tersebur di biaskan (di belokkan)untuk menjelaskan kedua fenomina ini,Newton menganggap bahwa benda-benda bercahaya menembakkan sejumlah partikel ke segala arah.partike-partikel ini tidak bermassa,sehinga tidak di pengaruhi oleh gaya gravitasi.sesuai dengan hokum Newton 1,partikel-partikel cahaya ini akan bergerak lurus dengan kecepatan tetep.ketika-ketika partikel cahaya ini di hentikan oleh sebuah penghalang tak tembus cahaya,suatu bayangan tajam akan di bentuk pada penghalang trsebut.

        Thomas Young (1773-1829)ia berhasil mendemonstrasikan interferensi cahaya,yaitu fenomena dimana dua sumber cahaya koheren yang di hasilkan oleh celah ganda membentuk pita terang dan pita gelap secara bergantian pada layar. Fenomena ini tidak dapat di jelaskan oleh tori partikel cahaya Newton. Jika cahaya di susun oleh partikel-partkel,layarakan menerima partikel dari kedua celah.daerah mana partikel saling bertumpukan di sekitar daerah-daerah pusat,seharusnya lebih terang dari pada disekitar daerah pinggiran.

          Fakta ini tidak terjadi.sehingga di amati hanya pitanya saja .

         Menurut Agustin Frensel (1788-1827) ia melakukan percobaan yang mirip dengan percobaan interferensi Young.bahkan,frensel lah yang berjasa dalam memebertikan teori matematika tentang interferensi dan difraksi cahaya.

        Kegagalan teori partikel ini,Young dan Frensel mengemukakan teori gelombang transversal cahaya.keduanya memendang cahaya sebagai gelombang tranversal yang merambat melalui suatu medium.pada saat itu orang pun sudah tau cepat rambat cahaya dalam vakum adalah c= 3 X 10⁸ m/s.

        James Clerk Maxwell (1831-1879) yang telah mengetahiu listrik dan magnet selama bertahu-tahun,kemudian ia mengajuka teorinya yaitu teori gelombang elekromagnetik.

        Berdasarkan fenomena ini ,Maxwell menyatakan bahwa suatu medan listrik yang berubah-ubah menginduksikan kembali.dan demikian seterusnya sehingga di peroleh proses berantai dari mepbentukan medan listrik dan medan magnetik yang merambat ke segala arah ,kini hasilnya adalah kehadiran gelombang elektromagnetik.

        Jadi gelombang elektromagnetik terbagi sama dengan medan magnet dan medan listrik.kesimpulannya adalah medan listrik dan medan magnetik selalu saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang.

Jadi gelombang elektomagnetik merupak gelombang transversal.

Jadi Maxwell menemukan bahwa cepat rambat gelombang elkromagnetik ,c,dapat di nyataka sebagai:

                                      

Cepat rambat                                                            C =      1

                                                                                    √ μ₀ε₀

Jenis jenis gelombang elektromagnetik:

·        Teleskop Satelit Inframerah

·        Diagnosa Menggunakan sinar X

·        Teleskop Radio

·        Pemanfaatan Solar Sel Untuk Menangkap Energi Cahaya Matahari

·        Oscilator Penghasil Gelombang Elektromagnetik

2.2 Electromagnetic spectrum

The range of wavelengths for electromagnetic waves--from the very long to the very short--is called the Electromagnetic Spectrum:

• Radio and TV waves are the longest usable waves, having a wavelength of 1 mile (1.5 kilometer) or more.
• Microwaves are used in telecommunication as well as for cooking food.
• Infrared waves are barely visible. They are the deep red rays you get from a heat lamp.
• Visible light waves are the radiation you can see with your eyes. Their wavelengths are in the range of 1/1000 centimeter.
• Ultraviolet rays are what give you sunburn and are used in "black lights" that make object glow.
• X-rays go through the body and are used for medical purposes.
• Gamma rays are dangerous rays coming from nuclear reactors and atomic bombs. They have the shortest wavelength in the electromagnetic spectrum of about 1/10,000,000 centimeter.

Kuantitas gelombang elektromagnetik

2.3 Rumus rumus yang lazim digunakan dalam gelombang elektromagnetik

Hubungan antara kuat medan listrik dg medan magnetik :

Dimana:

                                                                                            

Dengan :

E_m, B_m = nilai max amplitudo medan listrik dan magnetik

c = cepat rambat cahaya

Rapat energi listrik dan magnetik dinyatakan dengan :

                                                                                                                          

Dengan :

u_e = rapat energi listrik (J/m³)

ε₀ = 8,85 x 10^-12 C² N^-1m^-2

E = kuat medan listrik (N/C)

u_B = rapat energi magnetik (J/m³)

B = besar induksi magnetik (Wb/m²)

μ₀ = 4π x 10^-7 Wb/A

Intensitas GEM atau laju energi yg dipindahkan melalui GEM disebut pointing (S).

Dengan intensitas rata-rata :

2.4 Hubungan Intensitas Gelombang dengan Energi Rata-rata

dan

Dengan menggunakan hubungan

rapat energi magnetik adalah

                                                                                                  

Rapat energi total adalah

Rapat energi total rata-rata adalah

Intensitas gelombang (laju energi rata2 per m²) yg dipindahkan melalui GEM sama dg rapat enrgi rata2 dikalikan dengan cepat rambat cahaya.

Dengan :

I = intensitas radiasi (W/m²)

S = intensitas gelombang = laju energi rata2 per m² (W/m²)

P = daya radiasi (W)

A = luas permukaan (m²)

Jika mediumnya adalah ruang hampa  maka cepat rambat gelombang elektromagnetik memenuhi persamaan:

                                                 

	c  =  ¦  l

                                      

Keterangan:  c= cepat rambat gelombang (3 X 108 m/s) ¦= frekuensi gelombang  (Hz) l= panjang gelombang (m)

                                                

D

I

S

U

S

U

N

OLEH: NURHASANAH

     KELAS X 5

     SMA N 1 SIAK

   TAHUN AJARAN 2011 / 2012