KATA
PENGANTAR
Alhamdulillah
hirabbil a’alamin dengan rasa syukur kehadirat allah swt. Berkat
rahmat dan karunia beliaulah . Makalah tentang gelombang
elektromagnetik ini telah selesai saya susun.
Sebulumnya saya mahon maaf, jika makalah ini banyak kekurangan dan kesalahan karena kami baru pada tahab pembelajaran. Terlepas dari keyakinan kuat yang kami miliki,sebagai makhluk yang lemah kami tetap mohon kritik dan saran yang membangun.
makalah ini disusun dengan maksud untuk dapat menambah pengetahuan kita tentang gelombang elektromagnetik.
Kepada allah SWT. Saya memohon taufik dan hidayahnya semoga makalah ini bermanfaat dan menghasilkan dampak yang positif dalam pembelajaran fisika yang lebih baik, Amin.
Terima kasih
Sebulumnya saya mahon maaf, jika makalah ini banyak kekurangan dan kesalahan karena kami baru pada tahab pembelajaran. Terlepas dari keyakinan kuat yang kami miliki,sebagai makhluk yang lemah kami tetap mohon kritik dan saran yang membangun.
makalah ini disusun dengan maksud untuk dapat menambah pengetahuan kita tentang gelombang elektromagnetik.
Kepada allah SWT. Saya memohon taufik dan hidayahnya semoga makalah ini bermanfaat dan menghasilkan dampak yang positif dalam pembelajaran fisika yang lebih baik, Amin.
Terima kasih
Pngandaran,31 Mei 2012
PEMBAHASAN
- Teori Gelmbang Elektromagnetik
Cahaya
merupakan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dalam berbagai
panjang gelombang dan frekuensi. Cahaya yang terdiri dari berbagai
panjang gelombang dan frekuensi tersebut dinamakan cahaya
polikromatik, salah satu contohnya adalah cahaya matahari. Sedangkan
cahaya yang hanya terdiri dari satu panjang gelombang dan frekuensi
dinamakan cahaya monokromatik, contoh cahaya monokromatik adalah
laser.
Teori
gelombang elektromagnetik diajukan oleh seorang ahli fisika Inggris,
James Clerk Maxwell (1831 -1879). Hipotesis Maxwell yang
melahirkan/memunculkan gagasan baru tentang gelombang
elektromagnetik. Keberhasilan Maxwell dalam menentukan teori
gelombang elektromagnetik membuka cakrawala baru di dunia komunikasi.
Gejala-gejala
kelistrikan dan kemagnetan erat hubungannya satu sama lain. Hal ini
nampak pada gejala-gejala sebagai berikut.
1. Hipotesis
Maxwell
a. Muatan
medan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya, yang
besarnya diperlihatkan oleh hukum Coulomb
b. Arus
listrik atau muatan yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di
sekitarnya yang besar dan arahnya ditunjukan oleh hukum Bio-Savart
atau hukum Ampere
c. Perubahan
medan magnetik dapat menimbulkan GGL induksi yang dapat menghasilkan
medan listrik dengan aturan yang diberikan oleh hukum Induksi
Faraday.
Pada
ketiga teori ini terdapat hubungan antara listrik dengan medan
magnet. Muatan listrik yang diam menghasilkan medan magnet. Muatan
listrik yang bergerak dapat menghasilkan medan magnetik. Perubahan
medan magnetik akan menghasilkan medan listrik.
Gelombang
elektromagnetik tersusun atas perambatan medan listrik E dan medan
magnet B yang saling tegak lurus satu sama lain. Perhatikan gambar
berikut.
Menurut
Maxwell kecepatan merambat gelombang elektromagnetik bergantung dari
listrik kemagnetan dan kelistrikan medium atau tidak bergantung
dari amplitudo getaran medannya.
Maxwell
berhasil menunjukan bahwa cahaya tampak merupakan bagian dari
spektrum gelombang elektromagnetik dan juga berhasil memprediksi
kelajuan cahaya denga menggunakan persamaan sebagai berikut :
Teori gelombang
elektromagnetik Maxwell didukung oleh Heinrich Hertz yang berhasil
membangkitkan dan mendeteksi adanya gelombang elektromagnetik dari
sebuah percobaan dengan menggunakan listrik.
2. Spektrum
Gelombang Elektromagnetik
Pada
dasarnya radiasi gelombang elektromagnetik terdiri dari beberapa
gelombang dengan frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda, tetapi
mempunyai laju yang sama, yaitu kira-kira 3 x 108 m/s.
Gelombang-gelombang elektromagnetik dengan frekuensi dan panjang
gelombang yang berbeda tersebut disebut dengan “spektrum”, yang
terdiri dari gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro,
inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma.
Rentang spektrum gelombang elaktromagnetik ditunjukan oleh gambar
sebagai berikut
Gelombang-gelombang
elektromagnetik yang berjalan di ruang hampa memiliki laju yang sama
dengan laju cahaya 
,
dan berlaku persamaan berikut ini.
,
dan berlaku persamaan berikut ini.
2.1
Cahaya Tampak
Cahaya
tampak yang mempunyai frekuensi 1015Hzdibamgkitkan
oleh molekul dan atom-atom karena electron-elektron luasnya mengalami
perpindahan energi. Cahaya tampak berfungsi sebagai alat bantu
untuk penglihatan mata. Cahaya tampak terdiri dari warna, jingga,
kuning, hijau, biru dan ungu. 2.2Gelombang
Radio
Suatau
rangkaian elektronika yang biasanya disebut dengan osilator dapat
membangkitkan gelombang radio yang dapat dipancarkan dan diterima
dengan menggunakan alat yang disebut antena. Gelombang radio dapat
dibedakan berdasarkan rentang frekuensi dan panjang gelombang
Berdasarkan
rentang frekuensi, gelombang radio dibedakan menjadi :
- Frekuensi
rendah (30 kHz - 300 kHz)
- Frekuensi
sedang (300 kHz - 3 MHz)
- Frekuensi
tinggi (3 MHz - 30 MHz )
- Frekuensi
sangat tinggi (30 MHz - 300 MHz)
- Frekuensi
ultra tinggi (300 MHz – 3 GHz)
- Frekuensi
super tinggi (lebih dari 3 GHz)
Sedangkan,
berdasarkan panjang gelombangnya, gelombang radio dibedakan menjadi :
- Gelombang
panjang (1500 m)
- Gelombang
sedang (300 m)
- Gelombang
pendek (30 m)
- Gelombang
sangat pendek (3 m)
- Gelombang
ultra pendek (30 cm)
- Gelombang
mikro (3 cm)
Gelombang
radio banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, seperti
komunikasi jarak jauh, radar, satelit komunikasi, dan telepon.
Gelombang radio yang digunakan dalam komunikasi adalah gelombang
sedang (frekuensinya sekitar 1 MHz).
Gelombang
sedang dapat dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi yaitu pada
lapisan ionosfer, sehingga informasi yang dibawa oleh gelombang
medium dapat mencapai tempat-tempat yang jauh dari pemancar.
a. Gelombang
radio Amplitude Modulation (AM)
Pada
sistem ini gelombang suara dipancarkan oleh gelombang radio, dengan
gelombang radio mengalami perubahan amplitudo sesuai dengan amplitude
suara, gelombang AM mempunyai frekuensi antara 104 Hz sampai
109 Hz.
Keuntungan
radio AM adalah sebagai berikut :
1) Sangat
baik untuk membawa informasi berita
2) Dapat
menjaga seluruh tempat di permukaan bumi, hal ini disebabkan energi
gelombang yang dipancarakan tidak mampu menembus lapisan ionosfer dan
dipantulkan kembali ke perukaan bumi.
Kelemahannya
: mudah di pengaruhi oleh gejala kelistrikan di udara, akibatnya
terdengar suara brisik.
b. Gelombang
radio Frequency Modultion (FM)
Pada
gelmbang FM, frekuensi gelombang radio mengalami gangguan pada
rapatannya sesuai dengan amplitudo gelombang suara.
Keunggulan
system FM antara laian sebagai berikut :
1) Digunakan
untuk komunikasi antarsatelit, karena mampu menembus lapsan ionosfer
2) Kualitas
suara lebih bagus, karena bebas dari gangguan kelistrikan
Kelemahannya
: tidak dapat menjangkau tempat yang jauh, karena tidak dapat
dipantulkan ionosfer bumi
2.3
Gelombang Televisi
emancar
televisi bekerja dengan menggunakan perubahan frekuensi dalam
pengiriman informasi yang digabung denga sinyal audio (suara) audio
(gambar). Frekuensi yang digunakan dibedakan atas Ultra
High Frekuency (UHF)
atau Very
High Frekuency (VHF).
2.4
Gelombang Mikro
Gelombang
mikro dibangkitkan oleh rangkaian elektrode seperti
rangkaianosilasi listrik. Alat-alat klyson, magketron, dan Travelling
Wave Tube (TMT).
Gelombang mikro adalah gelombang pendek (1 mm – 30 cm) dengan
frekuensi sekitar 1010 Hz,
sehingga dapat digunakan pada system radar yang difungsikan untuk
navigasi pertahanan udara, untuk mempelajarai sifat atom dan molekul
dari suatu zat dan untuk mengukur kedalaman laut.
2.5
Sinar Infra Merah
Sinar
inframerah dibangkitkan oleh electron dalam molekul yang digetarkan,
misalnya jika benda dipanaskan. Rentang panjang gelombang
antara 7,8x10-4m
- 103m.
Frekuensi anatara 3
x 10-11m -4 x 1-43Hz.
Dengan energi yang tinggi mampu menembus kabut dan awan tebal
sehingga dapat digunakan untuk membuat foto jarak jauh. Dalam bidang
kedokteran digunakan untuk penyianaran pada proses penyembuhan
penyakit encok, dan cacar. \
2.6
Sinar Ultraviolet
Cahaya
ultraviolet yang mempunyai frekuensi 1015 Hzsampai
1016 Hz memiliki panjang gelombang 6 x
10-8msampai 3,6x10-7m. Matahari merupakan sumber
dari gelombang ultraviolet.
Kegunaannya
antara lain sebagai berikut :
a. Menghitamkan
plat foto
b. Membunuh
kuman-kuman
c. Digunakan
untuk pembuatan IC
2.7
Sinar X
Sinar
X memiliki panjang gelombang antara 10-18 msampai 10-8 m.
sinar X memiliki daya tembus yang kuat karena memiliki energy yang
besar. Sinar X dapat diperoleh dengan cara menmbak inti atom. Sinar X
digunakan sebagai lat diagnosa kesehatan, misalnya untuk Rontgen,
sinar X juga digunakan untuk menganalisis struktur atom dan Kristal.
Sinar X memiliki frekuensi 1016 Hz sampai 1020Hz.
Kelemahannya
: pemeriksaan anggota tubuh dengan sinar tidak boleh terlalu lama,
karena membahayakan.
2.8
Sinar Gamma
Sinar
gamma dihasilkan oleh bahan-bahan radioaktif karena aktivitas inti
atomnya. Sinar gamma memiliki frekuensi terbesar dalam spekrum
gelombang elektromagnetik, yaitu 1020 Hz –
1025 Hz dengan panjang gelombang atom 1A0 –
10-4 A0. Sinar ini memiliki daya tembus yang sangat besar,
mampu menembus timah besi. Sinar ini dihasilkan oleh atom-atom yang
tidak stabil.
Kelemahannya
; jika diserap pada jaringan hidup sinar gamma akan menyebabkan efek
yang serius seperti mandul dan kanker
CONTOH
SOAL
I.
Pilihan ganda
1.Pernyataan
berikut yang bukan termasuk sifat gelombang elektromagnetik adalah ….
a.
merupakan gelombang transversal
b.
dapat merambat diruang hampa
c.
arah perambatannya tegak lurus
d.
dapat mengalami pembiasan
e.
dapat mengalami polalisasi
2.
Gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan
3×108 ms-1. Apabila frekuensi gelombang
tersebut 20MHz, maka panajang gelombangnya adalah ….
a.
5m
b.
10m
c.
15m
d.
20m
e.
25m
3.
Gelombang elektromagnetik yang mempunyai daerah frekuensi 104 sampai
107Hz adalah ….
a.
gelombang mikro
b.
gelombang radio
c.
gelombang tampak
d.
sinar inframerah
e.
sinar gamma
4.
Rentang frekuensi medium wave pada gelombang radio adalah ….
a.
30MHz – 300HHz
b.
300MHz – 3GHz
c.
30kHZ – 300kHz
d.
300kHz – 3MHz
e.
13MHz – 30MHz
5.
Rentang panjang gelombang radio VHF adalah ….
a.
30.000m – 3.000m
b.
3.000m – 300m
c.
300m – 30 m
d.
3m – 0,3m
e.
30m – 3m
6.
Gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi paling tinggi
adalah ….a. gelombang mikro
b.
gelombang radio
c.
cahaya tampak
d.
sinar inframerah
e.
sinar gamma
7.
Spektrum elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10-3 m
sampai 10-6m adalah ….
a.
gelombang mikro
b.
gelombang radio
c.
cahaya tampak
d.
sinar inframerah
d.
sinar gamma
8.
Sinar yang dapat membantu penglihatan kita adalah ….
a.
gelombang mikro
b.
gelombang radio
c.
cahaya tampak
d.
sinar inframerah
e.
sinar gamma
9.
Spektrum warna sinar tampak yang memiliki panjang gelombang terpendek
adalah ….
a.
kuning
b.
merah
c.
ungu
d.
hijau
e.
biru
10.
Matahari merupakan sumber utama dari ….
a.
gelombang radio
b.
sinar ultraviolet
c.
cahaya tampak
d.
sinar inframerah
e.
sinar gamma
Jawaban
I.
Pilihan Ganda
1.D
6.E
2.C
7.D
3.A
8.C
4.B
9.C
5.E
10.B
7
Kesimpulan
Dari
pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa begitu besar peranan
gelombang elektromagnetik yang bermanfaat dalam kehidupan kita
sehari-hari, tanpa kita sadari keberadaannya. Spektrum
elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang
mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang
gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara
langsung berkaitan:
- Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 m/s, yaitu 300 MHz
- Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1µeV/GHz
- Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 µeV B.