1. Gelombang elektromagnetik terdiri atas getaran medan listrik dan medan magnetik yang terjadi bersamaan dan dapat merambat melalui ruang hampa.

1. Nama Kelompok :
1. Ardabellaviescha P.Ay (03)
2. Oktarjivika Pidie K (20)
3. Teddy Senatria Y (29)
SMA N 1 RANDUBLATUNG
Tahun Pelajaran 2016/2017
GELOMBANG
ELEKTROMAGNE
TIK

2. A. Konsep Gelombang Elektromagnetik
Muatan listrik yang diam hanya menghasilkan medan
listrik. Muatan listrik yang bergerak dengan kecepatan
konstan menimbulkan medan listrik dengan medan
magnetik. Muatan-muatan padaa keadaan diam atau
bergerak dengan kecepatan konstan tidak dapat
membangkitkan gelombang elektromagnetik.
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang
terdiri atas getaran medan magnetik dan medan listrik.
Gelombang elektromagnetik juga dapat disebut sebagai
radiasi elektromagnetik.
1. Pembentukan Gelombang Elektromagnetik

3. Cara kerja antena dipol listrik sebagai pengirim
sinyal (transmitter) . Antena dipol listrik terdiri atas 2
batang logam yang sebaris seperti sebuah batang
yang panjang. Batang disuplay dari pusatnya oleh
arus bolak-balik. Dalam setengah siklis arus
mengalir keatas. Bagian atasa antena mendapat
muatan positif dan bagian bawah mendapat muatan
yang besarnya sama tapi negatif. Ketika arus
berbalik arah ,kumpulan muatan ini berkurang
kemudian muatanya berbalik.
2.Antena Dipol Listrik

4. Tegangan bolak-balik menghasilkan muatan yang
bergetar secara sinusoidal pada dipol listrik. Teori
terbentuknya gelombang elektromagnetik ini
dikemukakan oleh Maxwell. Untuk mendukung teori
ini, Maxwell mengemukakan 4 prinsip
elektromagnetik yang prinsipnya kebalikan dari
hukum Faraday.
Teori Maxwell:
“ Jika perubahan medan magnetik dapat
menghasilkan medan listrik, maka sebaliknya
perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan
magnet “
(James Clerk Maxwell)
3. Hipotesis Maxwell

5. 4 Prinsip Maxwell :
1.Arus listrik pada suatu konduktor menimbulkan
medan magnetik yang arahnya melingkari
kondut=ktor tersebut. (hukum Ampere)
2.Konduktor yang bergerak memotong medan
magnetik menimbulkan GGL induksi pada ujung-
ujung konduktor itu.
3.Perubahan fluks magnetik yang menembus bidang
kumparan kawat menimbulkan arus induksi pada
kumparan kawat ( hukum faraday ).
4.Perubahan fluks listrik menimbulkan medan
magnetik ( hukum maxwell ).

6. Maxwell kemudian mengungkapkan 4 prinsip
dasar ini kedalam 4 persamaan dasar. Berdasarkan
persamaan ini Maxwell mencoba untuk menurunkan
cepat rambat gelombanh elektromagnetik , c , yaitu
sbb
dengan
μ0 = permeabilitas vakum ( 4 x Wb/A m)
ԑ0 = permitivitas vakum ( 8,85 x )
C = cepat rambat gelombang magnetik ( m/s)

1
c

7
10
12
10 22
/ NmC
8
103

7. Permitivitas vakum berkaitan dengan sifat
kelistrikan, sedangkan permeabilitas vakum
berkaitan dengan sifat kemagnetan. Nilai c tepat
sama dengan cepat rambat cahaya yang telah
diketahui oleh orang pada saat itu. Maxwell tidak
percaya hasil hitunganya ini adalah kebetulan
belaka. Oleh karena itu , dengan yakin ia
mengajukan hipotetis adanya gelombang
elektromahnetik dan bahwa cahaya termasuk salah
satu tipe gelombang elektromagnetik.

8. Menurut Maxwell, gelombang elektromagnetik yang
dibentuk oleh getaran arus listrik dalam kawat akan
memiliki, frekuensi sama dengan frekuensi arus bolak-
balik. Teori maxwell memprediksi bahwa gelombang
yang diradiasikan akan berlaku seperti cahaya, yaitu
dibiaskan oleh medium seperti kaca,mengalami
polarisasi dan interferensi, serta menjauh dari kawat
melalui vakum dengan kelajuan 3x10⁸ m/s. Hal ini
mengarah pada penyederhanaan postulat bahwa
cahaya termasuk salahsatu tipe gelombang
elektromagnetik,yang dibentuk oleh frekuensi sangat
tinggi dari penggetar elektrik dalam zat. Abad ke -19
penggetar elektrik yang membangkitkan frekuensi
sangat tinggi ini belum dikenal (Planck menyebut
resenator ),tetapi fisikawan menganggap mereka
4. Pembuktian hipotesis maxwell dengan percobaan Hertz

9. Lanjutan.
Jelas bahwa model pancaran cahaya ini tidak dapat
dibuktikan dengan eksperimen langsung. Hal ini karena
frekuensi listrik tinggi yang dapat dicapai pada saat itu kira-
kira 10⁹ Hz,sedangkan cahaya tampak dikenal memilki
frekuensi sekitar sejuta kali lebih tinggi. Akan tetapi,
Heinrich hertz dengan percobaannya yang cerdas dan
saksama secara kebetulan berhasil membuktikan hipotesis
Maxwell. Peralatan yang digunakan untuk percobaanya
terdiri atas sebuah kumparan (induktor) Ruhmkorff yang
kumparan sekundernya dihubungkan ke dua buah
elektrode bola yang terpisah oleh celah sempit AB
(sebagai pengirim). Didekatnya dengan jarak beberapa
meter terdapat seutas kawat yang dibentuk loop cincin
dengan kedua ujungnya terpisah oleh kawat CD (sebagai
penerima ). Cincin kawat tidak terhubung dengan sumber

10. Spektrum gelombang terdiri atas berbagai gelombang
lainnya,yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau
panjang gelombangnya. Rentang spektrum gelombang
elektromagnetik selengkapnya ditunjukkan gambar
dibawah ini.
5. Spektrum Gelombang Elektromagnetik

11. Tampak bahwa frekuensi yang terendah atau penajang
gelombang terkecil adalah sinar gamma. dapat dilihat
bahwa panjang gelombang cahaya tampak mulai dari 4 x
10⁻⁷ m (violet) sampai dengan 7 x 10 ⁻⁷ m (merah). Lebar
spektrum ini sangat sempit jika dibandingkan dengan
rentang spektrum gelombang elektromagnetik. Semua
gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa
dengan cepat yang sama, yaitu c = 3 x 10⁸ m/s. Untuk
semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam
vakum berlaku persamaan dasar gelombag
elektomagnetik .

12. Persamaan dasar gelombag elektomagnetik
berikut :
Dengan
λ = panjangn gelombang (m) dan
f = frekuensi delombang (Hz).
c = λf

13. 1. Merupaka getaran medan listrik dan medan magnetik
yang terjadi bersamaan.
2. Dapat merambat melalui ruang hampa karena
getarannya adalah medan listrik dan medan magnetik
yang tidak memerlukan medium.
3. Merupakan gelombang transversal karena getaran
medan listrik tegak lurus terhadap medan magnetik
dan keduanya tegak lurus terhadap arah
perambatnya. Energi gelombang terbagi sama pada
medan listrik dan medan magnetik tetapi medan listrik
jauh lebih besar dibanding medan magnetik karena E
= cB.
Sifat – Sifat Gelombang Elektromagnetik

14. 4. Cepat rambat gelombang elektromagnet dalam vakum
merupakan tetapan umum dan nilainya c = 3 x 10⁸
m/s .
5. Seperti gelombang lainnya, gelombang
elektromagnetik dapat mengalami pemantulan
(refleksi),pembiasan (refraksi), interferensi,dan
difraksi (lenturan), serta polarisasi.
6. Gelombang elektromagnetik tidak disampingkan baik
oleh medan listrik maupun medan magnetik , sebab
tidak memiliki muatan listrik.
7. Seperti cahaya,gelombang elektromagnetik disebut
foton (paket energi) karena tidak bermassa dan tidak
bermuatan,tetapi memiliki energi.

15. B. Penerapan Gelombang
Elektromagneti
1.Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang
gelombang atau frekuensinya. Jika panjang
gelombangnya tinggi maka frekuensinya rendah begitu
juga sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari
30kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar
frekuensinya.

16. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan
listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat
penghantar. Muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian
elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini
dipancarkan dan diterima oleh antena. Luas daerah
yang hendak dicakup dan panjang gelombang yang
akan dihasilkan dapat ditentukan dengan tinggi
rendahnya antena. Gelombang radio dapat diterima
secara langsung jika energi gelombang telah dirubah
menjadi energi bunyi. Ukuran pemancar radio dan
penerima berbeda. Sebuah pemancar radio
berukuran kecil sehingga radio dapat ditanam dalam
seekor binatang. Sebuah antena penerima dapat
berukuran besar (kira-kira sepanjang 400m) sehingga
mampu mendeteksi gelombang-gelombang radio dari
jarak yang sangat jauh. Gelombang radio juga dapat

17. Gelombang radio dengan frekuensi sekitar 1 MHz
(1.000.000 Hz) disebut gelombang medium.
Gelombang dapat digunakan sebagai alat
komunikasi yang dapat membawa informasi dari satu
tempat ke tempat lain. Gelombang ini mudah
dipantulkan oleh lapisan atmosfer Bumi (ionosfer)
sehingga tempat-tempat yang jauh dari pemancar
dapat dicapai. Informasi bunyi yang dibawa oleh
gelombang medium adalah dalam bentuk perubahan
amplitudo atau modulasi amplitudo.
a. Perbandingan antara gelombang medium dengan gelombang
VHF dan UHF

18. Gelombang TV (UHF) dan radio (VHF) tidak dapat
dipantulkan oleh lapisan atmosfer sehingga luas
daerah jangkauannya sempit. Gelombang ini dapat
membus lapisan atmosfer (ionosfer) sehingga sering
digunakan sebagai alat komunikasi dengan satelit-
satelit. Pesawat TV dan radio FM menggunakan
gelombang ini sebagai pembawa informasi.
Informasi bunyi dibawa dalam bentuk perubahan
frekuensi atau modulasi frekuensi.

19. Dalam modulator pemancaran radio terjadi
penggabungan antara getaran listrik suara dengan
getaran gelombang pembawa frekuensi radio
sehingga menghasilkan gelombang radio
termodulasi.
Jika yang diproses modulator adalah amplitudo
dari getaran-getaran pembawa dan getaran listrik
suara,gelombang radio yang dihasilkan disebut
gelombang AM (amplitude modulation).
b. Modulasi Ampitudo dan Modulasi Frekuensi

20. Gelombang AM memiliki amplitudo yang berubah-
ubah sesuai dengan amplitudo getaran listrik suara,
sedangkan frekuensinya tetap.
Jika yang diproses dalam modulator adalah
frekuensi dari getaran-getaran gelombang
pemabawa dan getaran listrik suara,gelombang radio
yang dihasilkan disebut gelombang FM (Frequency
Modulation). Gelombang FM memiliki frekuensi yang
berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran listrik
suara,sedangkan amplitudonya tetap.

21. Pemancar gelombang AM digunakan dalam penyiaran
dengan gelombang medium dan gelombang panjang.
Suara yang dibawa oleh gelombang medium dalam
bentuk gelombang AM dapat mencapai tempat yang
jauh,hal ini terjadi karena gelombang medium mudah
dipantulkan oleh lapisan ionosfer.
Pemancar gelombang FM digunakan dalam penyiaran
dengan gelombang VHF. Keunggulan gelombang FM
adalah bebas dari interferensi listrik sehingga suara
musik yang dibawanya terdengar lebih merdu. Suara
yang dibawa oleh gelombang VHF dalam bentuk
gelombang FM tidak dapat mencapai tempat yang jauh
karena gelombang VHF tidak dipantulkan oleh lapisan
ionosfer.
Keunggulan gelombang AM adalah dapat mencapai
tempat yang jauh,sedangkan keunggulan gelombang FM
adalah dapat menghasilkan suara musik yang lebih

22. Gelombang mikro (microwaves) adalah gelombang
radio dengan frekuensi paling tinggi (super frequency =
SHF ), yaitu diatas 3 GHz (3 x 10⁹ Hz). Jika
gelombang mikro diserap oleh sebuah benda,akan
muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan
menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi
panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses
inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven (oven
microwave) untuk memasak makanan dengan cepat
dan ekonomis.
c. Gelombang MIkro

23. Gelombang mikro juga digunakan pad pesawat radar (radar
detection and ranging ). Radar berarti mencari dan menentukan jejak
sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro (gelombang
dengan frekuensi sekitar 10¹⁰ Hz). Pesawat radar memanfaatkan sifat
pemantulan gelombang mikro. Sebuah antena memancarkan seberkas
sinar tipis gelombang mikro dalam bentuk pulsa-pulsa pendek.
Panjang gelombangnya hanya beberapa sentimeter sehingga
gelombang dengan mudah dapat dipantulkan oleh benda-benda
dengan ukuran beberapa meter, seperti mobil dan pesawat terbang.
Jika pulsa tadi mengenai benda (misal pesawat terbang) sebagian
pulsa pantulan akan diterima kembali oleh antena radar.
Cepat rambat gelombang elektromagnetik c = 3 x 10⁸ m/s,dengan
mengamati selang waktu antara pemancaran dan
penerimaan,semisal ∆t,kita dapat mengetahui jarak bena yang
ditangkap oleh radar s yang diberikan oleh persamaan sbb:
s =
Pada persamaan tersebut angka 2 timbul karena pulsa gelombang harus
menempuh jaraj s pergi-pulang.
2
c t

24. 2. Sinar Inframerah
Sinar inframerah memiliki jangkauan frekuensi 10¹¹-
10¹⁴ Hertz atau daerah panjang gelombang 10⁻⁴ - 10⁻¹
cm. Jika memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh
sebuah lampu pijar dengan detektor yang
dihubungkan pada miliampere, jarum ampere sedikit
di atas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dapat
dilihat,tetapi dapat terdeteksi diatas spektrun merah
ini disebut radiasi inframerah. Sinar ini dihasilkan oleh
elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena
benda dipanaskan. Jadi , setiap benda yang
dipanaskan pasti memancarkan sinar inframerah.
Setiap benda yang suhunya diatas 0(nol) K pasti
memancarkan radiasi inframerah. Jumlah sinar yang
dipancarkan tergantung pada suhu dan warna benda.

25. Kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki
pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah kusus
disebut termogram yang digunakan untuk mendeteksi masalah
sirkulasi darah,radang sendi,dan kanker.
Sinar inframerah dihasilkan oleh getaran atom-atom dalam
suatu molekul. Getaran atom dalam suatu molekul
memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi-
frekuensi yang khas dalam inframerah. Salah satu cara untuk
mempelajari struktur molekul adalah spektroskopi nframerah.
Energi yang terkandung dalam sinar ini tampil sebagai
energi panas dan mempunyai daya untuk menyembuhkan
penyakit cacar dan encok. Cahaya yang kita terima dari
mataharo sebagian besar mengandung sinar ini.
Dari radiasi inframerah pada saat ini digunakan untuk
remote control dan peralatan listrik lainnya.

26. 3. Cahaya Tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang
paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai
bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang
dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang
cahaya tampak bervariasi bergantung pada warnanya,
mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10⁻⁷ m
untuk cahaya ungu hingga 7 x 10⁻⁷ m untuk cahaya
merah. Beberapa penggunaan cahaya telah
didiskusikan sebelumnya. Salah satunya adalah
pengggunaan cahaya (sinar laser) dalam serat
optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.

27. 4. Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet memiliki jangkauan antara 10¹⁵ - 10¹⁶ Hz atau
dalam daerah panjang gelombang 10⁻⁸ - 10⁻⁷ m. Sinar ini
dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Energi
sinar ultraviolet kira-kira sama dengan energi yang diperlukan
untuk reaksi kimia. Sinar ultraviolet dapat memendarkan barium
platina sianida dan menghitamkan pelat foto yang berlapis perak
bromida,jika sinar ini dari Matahari juga merangsang badan kita
untuk menghasilkan vitamin D yang kita perlukan untuk tulang
yang sehat. Sinar ini juga dibutuhkan dalam proses fotosintesis
tumbuh – tumbuhan dan juga dapat membunuh bakteri dan
virus. Oleh karena itu,sinar ini digunakan untuk mensterilkan
ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen untuk
pembedahan.Matahari merupakan sumber sinar ultraviolet.
Sinar ultraviolet dapat mengakibatkan perubahan warna kulit
menjadi kehitam-hitaman,bahkan menyebabkan kanker kulit,jika
mendapatkan sinar ini secara berlebihan akan menjadikan mata
katarak.

28. 5. Sinar –X
Sinar-X memiliki jangkauan frekuensi antara 10¹⁶-
10²⁰ Hz. Panjang gelombangnya sangat pendek,yaitu
10⁻¹⁰ - 10⁻⁶ cm. Sinar – X memiliki daya tembus yang
kuat karena panjang gelombangnya sangat pendek.
Daya tembusnya bergantung pada frekuensi. Semakin
tinggi frekuensi, semakin kuat daya tembusnya. Daya
tembus sinar –X dapat juga bergantung pada jenis
bahan yang ditembusnya. Sinar-X menembus buku
tebal,kayu setebal beberapa sentimeter,dan pelat
aluminium setebal 1 cm. Tetapi, lapisan
besi,tembaga,dan terutama timbel dengan ketebalan
beberapa milimeter tidak dapat ditembus sama sekali.

29. 6. Sinar Gamma
Sinar gamma memiliki jangkauan frekuensi antara 10²⁰ - 10²⁵
Hz atau panjang gelombang antara 10⁻¹⁵ - 10⁻¹⁰ . Daya
tembusnya besar sekali sehingga dapat menembus pelat timbel
atau pelat besi yang tebalnya beberapa sentimeter. Daya tembus
yang sangat besar ini memiliki efek yang sangat serius jika
diserap oleh jaringan hidup. Dengan pengontrolan, sinar ini
digunakan untuk membunuh sel-sel kanker dan mensterilkan
peralatan rumah sakit. Sinar gamma juga dapat digunakan untuk
memeriksa cacat-cacat pada logam.
Sinar gamma dihasilkan dari peristiwa peluruhan inti
radioaktif, yaitu keadaan saat inti atom unsur yang tidak stabil
dengan memancarkan sinar radioaktif, yaitu sinar alfa, sinar
beta, dan sinar gamma. Sinar gamma ini tidak memiliki massa
maupun muatan listrik sehingga digolongkan sebagai gelombang
elektromagnetik. Dua sinar lainnya memiliki massa dan muatan
listrik sehingga merupakan partikel. Tingkat radiasinya dipantau
oleh tabung Geiger Muller sebagai detektor sinar gamma.