Gelombang Elektromagnetik

Kami sampaikan tentang Gelombang Elektromagnetik dengan detail dari Materi Fisika Kelas 12 Sekolah Menengah Atas Kurikulum Merdeka.

Ringkasan Materi Fisika Kelas 12 Bab 5 Kurikulum Merdeka – Gelombang Elektromagnetik

Berdasarkan arah perambatan, gelombang terbagi menjadi gelombang tranversal dan longitudinal. Arah rambat gelombang transversal tegal lurus pada arah getar. Sedang arah rambat gelombang longitudinal sejajar bersama arah getarnya. 

Perambatan Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik dihasilkan dari suatu perambatan medan listrik serta medan magnet saling tegak lurus melalui ruang.

Teori gelombang elektromagnetik pertama nya dikemukakan James Clark Maxwell tahun 1865 dengan hipotesisnya, “perubahan medan magnet bisa menimbulkan medan listrik, sebaliknya perubahan medan listrik bisa menimbulkan perubahan medan magnet.”

Hipotesis satu ini adalah penggabungan teori kelistrikan serta kemagnetan dikemukakan Haris Christian Oersted, Michael Faraday, serta Andre Marie Ampere. 

Besar medan listrik serta medan magnet dihasilkan dipengaruhi besar arus listrik dari tegangan. Demikian, arahnya dipengaruhi arus terhadap kawat tersebut. Apabila tiang emncar diberikan arus bolak bali dengan persamaan sinusoidal. Maka, besar medan listrik serta medan magnet pun berupa fungsi sinusoidal. 

Laju rambat gelombang elektromagnetik bisa dinyatakan oleh persamaan, :

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik mempunyai rentang frekuensi sangat lebar. Urutan rentang frekuensi maupun panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik disebut dengan spektrum elektromagnetik. 

Spektrum elektromagnetik sesuai dengan frekuensinya dengan berurutan terdiri dari Sinar Gamma, Sinar UV, Sinar X, Inframerah, Cahaya Tampak, Gelombang Radio, dan Gelombang Mikro. 

Gelombang elektromagnetik dihasilkan banyak sumber. Seperti, siar gamma dihasilkan peluruhan zat radioaktif serta radiasi kosmik. Sinar x dihasilkan perlambatan elektron kecepatan tinggi tiba-tiba pada tabung ruang hampa, sedang gelombang mikro dihasilkan tabung elektron. 

Cahaya tampak adalah spektrum gelombang elektromagnetik yang bisa dilihat oleh mata. Cahaya tampak ini diemisikan benda padas, misalnya matahari serta filamen lampu.

Sinar matahari adalah cahaya polikromatik merupakan cahaya bisa diuraikan menjadi spektrum cahaya monokromatik. Misalnya terjadi peristiwa pembentukan pelangi serta penguraian cahaya matahari oleh prisma kaca. Hasil penguraian cahaya matahari terhadap prisma tidak hanya hasilkan cahaya tampak, tetapi gelombang elektromagnetik lain yang tidak terlihat seperti inframerah. 

Energi Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik sama halnya dengan gelombang yang lain, merambat bersama membawa energi. Energinya dibawa medan listrik serta medan magnet biasa dinyatakan pada rapat energi. Rapat energi merupakan besar energi setiap satuan volume ruang yang mana energi merambat. Jumlah rapat energi gelombang elektromagnetik besaran nya bisa dinyatakan:

Bagi gelombang elektromagnetik merambat di udara maupun ruang hampa, hubungan medan listrik maksimum serta medan magnet maksimum bisa dinyatakan sebagai, :

Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik

Sinar Gamma serta Sinar X

Gelombang elektromagnetik tidak sedikit dimanfaatkan pada kehidupan sehari-hari berdasarkan tingkat energinya. Seperti, gamma, bersama tingkat energi tinggi mampu mengionisasi sel sapai dimanfaatkan agar dapat bunuh sel kanker, stersiliasi alat kedokteran serta bedah saraf otak. 

Sinar Ultraviolet

Sinar Ultraviolet (UV) mempuyai panjang gelombang lebih pendek dari sinar ungu tetapi lebih panjang dari sinar x, antara 40 sampai 400 mm. Sinar ultraviolet tidak sedikit ada di sinar matahari. Kisaran 10% spektrum dihasilkan dari cahaya matahari yaitu ultraviolet. Selain itu, ultraviolet pun dihasilkan lampu-lampu khusus seperti halnya lampu uap merkuri serta lampu fluorescent. 

Cahaya Tampak

Penggunaan cahaya tampak pada kehidupan sehari-hari selain agar dapat bantu melihat pun banyak diaplikasikan pada bidang kedokteran, kecantikan serta industri. Salah satu paling populer yaitu sinar laser. Sinar laser digunakan pada bidang kecantikan agar dapat meratakan kulit, hilangkan tato, serta bekas jerawat, dan bagi terapi lasik terhadap mata minus. 

Inframerah

Sekarang ini pemanfaatan sinar inframerah selain digunakan terhadap remote control pun digunakan terhadap alat pendeteksi suhu tanpa menyentuh yang akan diukur suhunya. 

Gelombang Mikro

A. Telepon Seluler

Gelombang mikro tidak sedikit dimanfaatkan pada kehidupan sehari-hari seperti di microwave oven. Frekuensi digunakan lebih rendah, antara gelombang mikro serta gelombang radio adalah di frekuensi 450 sampai 1800 mhz. 

B. Radar

Radio detection and ranging (radar) adalah salah satu aplikasi gelombang mikro umumnya digunakan untuk ukur jarak, kecepatan objek, dan sudut. Radar biasanya digunakan untuk deteksi pesawat ukur kedalaman lalu bahkan digunakan sebagai alat agar dapat mendeteksi laju mobil sedang bergerak. 

Gelombang Radio

Gelombang radio selain digunakan sebagai suatu media komunikasi dimanfaatkan pada teleskop radio. Grote Reber temukan bahwa matahari pancar kan gelombang radio seperti bintang lainnya. Spektrum satu ini tidak bisa dilihat bersama Teleskop Optik. Reber membuat teleskop radio pertama digunakan untuk amati spektrum satu ini. 

Pemanasan Global

Radiasi elektromagnetik dipancarkan matahari yaitu terdiri dari ultraviolet antara 7 sampai 8%, cahaya tampak 43%, serta inframerah 49 sampai 50%. Adanya atmosfer bumi, radiasi dipancarkan matahari sebagian besaran dipantulkan lagi pada ruang angkasa hingga tidak sampai pada permukaan bumi 100%.