Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Pengertian Gelombang Elektromagnetik – Pada abad ke- 19, gelombang elektromagnetik banyak dibicarakan oleh para fisikawan, seperti Ampere, Coulomb, Biot Savart, dan Faraday. Mereka telah melakukan penelitian tentang gejala-gejala kelistrikan. Salah satu kesimpulan dan hash penelitian tersebut adalah bahwa listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya, medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Hubungan antara medan listrik dan medan magnet ini merupakan dasar ditemukannya gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1831 James Clerk Maxwell melakukan penelitian tentang medan listrik dan medan magnet. Dan hasil penelitiannya, ia mengemukakan hipotesis yang berbunyi “Jika perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka perubahan medan listrik juga dapat menimbulkan medan magnet”. Hipotesis ini mengacu pada tiga aturan dasar listrik-magnet, yaitu:

a. Hukum Coulomb yang menyatakan bahwa muatan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya.

b. Hukum Biot-Savart yang menyatakan bahwa arus listrik atau muatan listrik yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di sekitarnya.

c. Hukum Faraday yang menyatakan bahwa perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik.

Untuk membuktikan hipotesisnya, Maxwell kemudian melakukan percobaan dengan skema peralatan seperti Gambar Skema Perconaan Maxwell.

 Gambar Skema Percobaan Maxwell

Gambar Skema Percobaan Maxwell

Maxwell melakukan percobaan menggunakan dua isolator yang diberi muatan berlawanan (positif dan negati) yang masing-masing diikat pada ujung pegas. Jika kedua pegas digetarkan, maka jarak antara kedua muatan akan berubah-ubah. Akibatnva, medan listrik di antara keduanya juga berubah-ubah. Perubahan medan listrik ini akan menimbulkan perubahan medan magnet. Perubahan medan magnet ini menyebabkan timbulnya medan listik. Ini terjadi secara terus-menerus. Perubahan medan listrik dan medan magnet ini menjalar atau merambat ke segala arah. Perambatan medan listrik E dan medan magnet B yang tegak lurus satu sama lain secara bersamaan disebut gelombang elektromagnetik. Jadi:

Gelombang elektromagnetik didefinisikan sebagai gelombang yang terjadi karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik yang saling tegak lurus serta keduanya tegak lurus pula dengan arah rambatnya.

Perhatikan Gambar Gelombang elektromagnetik.

Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik terbentuk dari medan listri E dan medan magnet B yang saling tegak lurus. Pada saat bersamaan kedua medan magnet ini merambat pada arah yang tegak lurus keduanya.

Karena vektor perubahan medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatnya, maka gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. Cepat rambat gelombang elektromagnetik ini hanya bergantung pada permitivitas listrik di udara μo dan permeabilitas magnet di udara  Cepat rambat gelombang elektromagnetik dirumuskan dengan:

Cepat rambat gelombang elektromagnetik

Keterangan:

c = cepat rambar gelombang elektrornagnetik (m/s)

εo = permitivitas listrik di udara = 8,85 X 10-12 C/Nm2

μo= permeabiliras magnet di udara

μo =4π x lO-7Wb/Am

Berdasarkan nilai permitivitas vakum clan nilai permeabilitas vakum tersebut, diperoleh cepat rambat gelombang elektromagnetik sebesar 2,998 x 108 m/s atau 3 x 108 m/s. Cepat rambat gelombang elektromagnetik ini sama dengan kecepatan cahaya, sehingga Maxwell menganggap bahwa cahaya juga merupakan gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1887, Heinrich Hertz berusaha untuk membuktikan kebenaran hipotesis Maxwell. ia mengukur radiasi gelombang magnetik yang mempunyai kecepatan sesuai dengan nilai yang diduga oleh Maxwell.

Perhatikan Gambar Skema Percobaan Heartz

 Skema Percobaan Heartz

Skema Percobaan Heartz

Dengan memberikan arus listrik, kumparan Ruhrnkorf akan menginduksikan tegangan pada kedua elektroda di sisi A. Karena adanya pelepasan muatan, pada elektroda akan terjadi percikan api.

Kemudian, diikuti elektroda di sisi B yang juga terjadi percikan api. Ini menandakan jika dalarn rangkaian terjadi perpindahan energi gelombang elektromagnetik dan sisi A ke sisi B. Selain ini, Hertz juga melakukan percobaan yang menunjukkan sifat-sifat gelombang cahaya, seperti pemantulan, pembiasan, Interferensi, difraksi, dan polarisasi. Jadi, eksperimen yang dilakukan Herzt sudah cukup untuk membuktikan hipotesis Maxwell. Untuk menghargai jasanya, hertz ditetapkan sebagai satuan frekuensi dalam SI dengan simbol Hz.

Nah, berdasarkan eksperimen yang dilakukan Herzt, beberapa sifat gelombang elektrornagnetik, yaitu:

a. dapat merambat dengan atau tanpa zat perantara/medium,

b. termasuk gelombang transversal,

c. merambat dalarn arus lurus,

d. dapat mengalami interferensi, difraksi, dan polarisasi,

e. dapat dipantulkan atau dibiaskan.

Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :

Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.

Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.

Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.

Artikel Terkait

Updated: 17 November 2014 — 02:04

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014 Frontier Theme