Penemuan Gelombang Elektromagnetik
-Thomas Young (1773-1829)
Ilmuwan Inggris, pada tahun 1804, ia berhasil mendemonstrasikan interferensi cahaya, yaitu fenomena di mana dua sumber cahaya koheren yang dihasilkan oleh celah ganda membentuk pita terang dan pita gelap secara bergantian pada layar.
-Augustin Fresnel (1788-1827)
Ilmuwan Perancis, berjasa dalam memberikan teori matematika tentang interferensi dan difraksi cahaya.
-James Clerk Maxwell (1831-1879)
Ilmuwan Skotlandia, yang mengajukan teori gelombang elektromagnetik.
Hipotesisnya : cahaya adalah suatu gelombang elektromagnetik.
Cepat rambat gelombang elektromagnetik
-Heinrich Hertz (1857-1894)
Fisikawan Jerman, pada tahun 1888 berhasil membuktikan hipotesis Maxwell secara eksperimen.
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Semua gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan cepat rambat sama, yaitu: c = 3 × 108 m/s
Kemudian, untuk semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam vakum,
Persamaan dasar gelombang elektromagnetik
c = λf
λ = panjang gelombang (m)
f = frekuensi gelombang (Hz)
B. KARAKTERISTIK DAN PENERAPAN TIAP GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
1. Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka frekuensinya rendah atau sebaliknya.
Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar dan dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator.
Lebar frekuensi
|
Panjang gelombang tertentu
|
Beberapa penggunaan
|
Low (LF)
30 kHz – 300 kHz
|
Long wave
1500 m
|
Radio gelombang panjang dan komunikasi melalui jarak jauh
|
Medium (MF)
300 kHz – 3 MHz
|
Medium wave
300 m
|
Gelombang medium lokal dan jarak jauh
|
High (HF)
3 MHz – 30 MHz
|
Short wave
30 m
|
Radio gelombang pendek dan komunikasi, radio amatir, dan CB
|
Very high (VHF)
30 MHz – 300 MHz
|
Very short wave
3 m
|
Radio FM, polisi, dan pelayanan darurat
|
Ultrahigh (UHF)
300 MHz – 3 GHz
|
Ultra short wave
30 cm
|
TV (jalur 4, 5)
|
Super high (SHF)
Di atas 3 GHz
|
Microwaves
3 cm
|
Radar, komunikasi satelit, telepon, dan saluran TV
|
· Gelombang medium, digunakan sebagai alat komunikasi, mudah dipantulkan oleh ionosfer sehingga pemancar dapat mencapai tempat jauh. Informasi bunyi yang dibawa adalah dalam bentuk perubahan amplitudo atau modulasi amplitudo.
· Gelombang televisi (UHF) dan radio (VHF) tidak dipantulkan oleh ionosfer, tapi menembusnya sehingga luas daerah jangkauannya sempit, dan digunakan sebagai alat komunikasi dengan satelit-satelit.
· Jika yang diproses dalam modulator adalah amplitudo dari getaran-getaran pembawa dan getaran listrik suara, gelombang radio yang dihasilkan disebut gelombang AM (Amplitude Modulation). Amplitudo berubah-ubah, frekuensi tetap. Gelombang AM dapat mencapai tempat yang jauh.
· Jika yang diproses dalam modulator adalah frekuensi dari getaran-getaran gelombang pembawa dan getaran listrik suara, gelombang radio yang dihasilkan disebut gelombang FM (Frequency Modulation). Frekuensi berubah-ubah, amplitudo tetap. Gelombang FM dapat menghasilkan suara musik yang lebih merdu (bebas dari interfensi listrik).
· Gelombang mikro (microwaves) => gelombang radio dengan frekuensi tertinggi (SHF). Co: microwave oven, RADAR, closed-circuit television.
RADAR ( Radio Detection and Ranging )
s = jarak benda yang ditangkap radar
c = cepat rambat gelombang elektromagnetik
∆t = selang waktu antara pemancaran dan penerimaan
2. Sinar Inframerah
· Adalah sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah.
· Dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan.
· Frekuensi 1011 Hz – 1014 Hz, panjang gelombang 10-6 m – 10-3 m
· Pemanfaatan: menyembuhkan cacar dan encok, remote control, alarm pencuri
· Pemanfaatan dengan deteksi inframerah: satelit pengamat sumber Bumi, termogram,, pemanas listrik rumah tangga (pemantulan inframerah)
3. Cahaya Tampak
· Bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi (dikenal) mata manusia.
· Panjang gelombang cahaya bervariasi, 4 × 10-7 m (violet/ungu) – 7 × 10-7 m (merah)
· Co: penggunaan cahaya (sinar laser) dalam serat optic pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
4. Sinar Ultraviolet
· Frekuensi 1015 Hz – 1016 Hz, panjang gelombang 10-8 m – 10-7 m.
· Dihasilkan oleh atom dalam molekul nyala listrik.
· Kegunaan: merangsang badan untuk menghasilkan vitamin D (dari matahari), membunuh bakteri dan virus, menyucihamakan ruangan operasi dan instrumen-instrumen pembedahan.
5. Sinar-X
· Frekuensi 1016 Hz – 1020 Hz, panjang gelombang 10-10 m – 10-6 m.
· Daya tembus kuat, makin tinggi frekuensi makin kuat daya tembusnya
· Ditemukan oleh Wilhelm K. Rontgen pada November 1895
· Dihasilkan oleh elektron-elektron yang terletak di dalam kulit elektron atom, sumber lainnya adalah pancaran yang keluar karena elektron dengan kecepatan tinggi ditumbukkan pada logam.
· Penggunaan: memotret kedudukan tulang-tulang dalam badan, analisis struktur bahan, menyingkap cacat dan retak tersembunyi dari bagian-bagian logam (industri)
6. Sinar Gamma
· Frekuensi 1020 Hz – 1025 Hz, panjang gelombang 10-15 m – 10-10 m
· Daya tembus sangat besar
· Penggunaan: membunuh sel kanker, menyeterilkan peralatan rumah sakit, memeriksa cacat-cacat pada logam.
