2. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang
dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan listrik secara
berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan
medan magnet saling tegak lurus.
PENDAHULUAN
5. Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik
adalah:
Perubahan medan listrik (E) dapat menghasilkan medan
magnet (B) dan sebaliknya dan akan berlanjut terus
Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Cepat
rambat gelombang elektromagnetik (c) tergantung dari
permitivitas () dan permeabilitas () zat.
HIPOTESIS MAXWELL
6. Kecepatan gelombang elektromagnetik
sama dengan kecepatan cahaya yang
dirumuskan :
oo
c
.
1
o = 8.85 x 10-12 C2/Nm2
o = 12.56 x 10-7 wb/amp.m
C = 3 . 108 m/s
o = permitivitas ruang hampa
o = perbeabilitas ruang hampa
C = cepat rambat cahaya
7. Cepat rambat gelombang elektromagnetik
dinyatakan dengan panjang gelombang dan
frekwensi :
c = .f
c = cepat rambat gelombang elektromagnetik
(3.108 m/s)
= panjang gelombang (m)
f = frekwensi (Hz)
8. Sifat-Sifat Gelombang
Elektromagnetik
Merupakan Getaran medan listrik dan medan magnet yang
saling tegak lurus terhadap arah rambatnya
Tidak bermuatan listrik sehingga tidak dipengaruhi atau
tidak dibelokkan oleh medan listrik atau medan magnet
Tidak bermassa dan tidak dipengaruhi medan gravitasi
Merambat dalam lintasan garis lurus
Dapat merambat di ruang hampa
Dapat mengalami pemantulan, pembiasan,
interferensi, difraksi, serta polarisasi
Kecepatannya di ruang hampa sebesar 3 × 108 m/s.
9. SPEKTRUM GELOMBANG
ELEKTROMAGNET
Gelombang elektromagnetik telah dibangkitkan atau dideteksi pada
jangkauan frekuensi yang lebar. Jika diurut dari frekuensi terbesar
hingga frekuensi terkecil, berikut susunan spektrum gelombang
elektromagnetik
Sinar
Gamma
Sinar-X
Sinar
Ultraviolet
Cahaya
tampak
Sinar
Infrared
Gel.
Mikro
Gel.
Televisi
Gel.
Radio
13. Gelombang Sinar Gamma ( γ )
Sinar gamma merupakan gelombang elek-tromagnetik
yang mempunyai frekuensi tertinggi dalam
spektrum gelombang elektro-magnetik, yaitu antara
1020 Hz sampai 1025 Hz. Panjang gelombangnya
berkisar antara 10-5 nm sampai 0,1 nm
Sifat Sinar Gamma :
Berasal dari radioaktivitas nuklir atau atom-atom
yang tidak stabil dalam waktu reaksi inti
Memiliki daya tembus yang sangat kuat
Memiliki efek berbahaya jika diserap oleh jaringan
hidup
14. Sinar - X
Sinar-X adalah salah satu bentuk dari radiasi
elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar
antara 10 nm ke 100 pm (mirip dengan frekuensi
dalam jangka 1016 Hz sampai1020 Hz). Sinar-X
umumnya digunakan dalam diagnosis gambar
medical dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah
bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.
16. Sinar Ultraviolet (UV)
Radiasi ultraungu (ultraviolet) adalah radiasi
gelombang elektromaknetik terhadap panjang gelombang
yang lebih pendek dari sinar tampak, namun lebih panjang
dari sinar-x.
Sinar UV mempunyai frekwensi antara 1015 Hz hingga 1016 Hz
juga disebut "Gelombang Pendek" (Short Wave).
17. Cahaya Tampak
Spektrum optik (cahaya atau spektrum terlihat)
adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang
terlihat bagi mata manusia. Tidak ada batasan yang
tepat dari spektrum optik; mata normal manusia akan
dapat menerima panjang gelombang dari 400 nm
sampai 700 nm meskipun beberapa orang dapat
menerima panjang gelombang dari 380 sampai
780 nm. Sebuah mata yang telah beradatasi-cahaya
biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar
555 nm, di wilayah kuning dari spektrum optik.
19. Sinar Inframerah
Sinar inframerah mempunyai range frekwensi
antara 1011Hz – 1014 Hz. Sinar ini dihasilkan oleh
getaran-getaran elektron dalam bahan yang dapat
memancarkan gelombang elektromagnetik pada
frekuensi khas
20. Gelombang RADAR/Mikro
Gelombang radar disebut juga gelombang mikro
termasuk dalam gelombang radio dengan frekwensi
paling tinggi bisa mencapai 3.109 Hz.
Fungsi gel. radar :
Mendeteksi suatu objek
Memandu pendaratan pesawat terbang
Membantu pengamatan di kapal laut
dan pesawat terbang pada malam hari
atau kabut
21. Gelombang Radio dihasilkan oleh muatan-
muatan listrik yang dipercepat melalui kawat
penghantar
Gelombang Radio mempunyai frekwensi berkisar
antara 10 kHz sampai dengan 1 GHz
GELOMBANG RADIO/TV
22. GELOMBANG RADIO/TV
Gel. Radio AM -- > memiliki sifat mudah dipantulkan oleh lapisan
ionosfer bumi, sehingga mampu mencapai jangkauan yang sangat jauh dari
stasiun pemancar radio. Kelemahan gelombang radio AM adalah sering
terganggu oleh gejala kelistrikan di udara, sehingga gelombang yang
ditangkap pesawat radio kadang terdengar berisik.
Gel Radio FM -- > Radio FM menggunakan gelombang ini
sebagai pembawa berita/informasi. Informasi dibawa dengan cara
frekuensi modulasi (FM). Gelombang radio FM tidak dapat
dipantulkan oleh ionosfer bumi, sehingga tidak dapat menjangkau
tempat-tempat yang jauh di permukaan bumi
23.
24. • Hubungan kuat medan listrik dan kuat
medan magnetik
• Rapat energi rata-rata ( 𝒖)
• Intensitas Gelombang Elektromagnetik
• Hubungan Intensitas Radiasi Rata-rata
dengan Rapat Energi Rata-rata
25. HUBUNGAN KUAT MEDAN
LISTRIK
DAN KUAT MEDAN
MAGNETIKBerdasarkan persamaan Maxwell,
diperoleh bahwa gelombang
elektromagnetik adalah suatu
gelombang sinusoida dengan
medan listrik E dan medan
magnet B berubah terhadap jarak
x dan waktu t menurut persamaan:
Em dan Bm adalah nilai
maksimum amplitudo medan
26. Turunan parsial
𝜕𝐸
𝜕𝑥
dari persamaan (2.2), berarti t dianggap bilangan
tetap, dan turunan parsial
𝜕𝐵
𝜕𝑡
dari persamaan (2.3), berarti x
dianggap tetap, sehingga:
Persamaan gelombang elektromagnetik seperti persamaan
(2.2) dan (2.3) harus memenuhi hubungan:
27. Dari persamaan (2.5) dan (2.6), maka:
karena
𝝎
𝒌
= c, dari persamaan (2.4) maka:
-
-
28. Keterangan:
𝐸 𝑚 = amplitudo kuat medan
listrik / kuat medan listrik
maksimum (N𝐶−1)
𝐵 𝑚 = Amplitudo kuat medan
magnetik / kuat medan
magnetik maksimum
(Wb.𝑚−2
𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑡𝑒𝑠𝑙𝑎 )
𝑬 𝒎 = 𝑩 𝒎 𝒄
Sehingga,
29. Energi yang tersimpan dalam sebuah kapasitor
merupakan usaha untuk muatan listrik. Demikian pula
untuk mengisi kapasitor dari keadaan kosong (nol) sampai
bermuatan q diperlukan sejumlah energi.
Apabila kapasitor keping
sejajar mempunyai luas
penampang A dan jarak antara
kedua keping adalah d, maka
kapasitasnya dinyatakan:
30. Sementara itu, medan listrik E dinyatakan dengan:
V = E.d
Dengan demikian,
Karena A.d = Volume kapasitor V
Rapat energi listrik (ue )adalah energi per satuan
volume, maka:
31. Rapat energi magnetik atau energi magnetik per
satuan volume (um ), merupakan perbandingan
antara energi yang tersimpan dalam solenoida
dengan volumenya.
32. Rapat energi rata-rata ( 𝒖)
Keterangan :
Rapat energi per
satuan volume disebut
rapat energi
𝑢 = rapat energi rata-
rata (𝐽𝑚−3
)
𝒖 =
𝑬 𝒎 𝑩 𝒎
𝟐 𝝁 𝟎 𝒄
33. Intensitas Gelombang
Elektromagnetik
Disebut juga laju energi rata-rata per
satuan waktu atau daya rata-rata
persatuan luas. Yaitu besarnya energi
yang dipancarkan tiap satuan waktu
persatuan luas.
Laju energi yang dpindahkan oleh
GEM disebut vektor pointing (S)
34. Keterangan :
𝑠 = intensitas radiasi rata-rata / laju energi rata-rata / daya radiasi rata-
rata (W𝑚−2)
I = intensitas gelombang rata-rata (W𝑚−2)
P= daya GEM (W)
A= luas daerah yang dirambati GEM (𝑚2)
𝒔 =
𝑬 𝒎 𝑩 𝒎
𝟐 𝝁 𝟎
dengan 𝒔 = 𝐈 =
𝑷
𝑨
35. Hubungan Intensitas Radiasi Rata-rata
dengan Rapat Energi Rata-rata
Keterangan :
𝒔 = intensitas radiasi rata-
rata / laju energi rata-rata /
daya radiasi rata-rata
(W𝑚−2)
𝒖 = rapat energi rata-rata
(𝐽𝑚−3)
𝑺 = 𝒄 𝒖
laju rata-rata per m3
yang dipindahkan melalui
gelombang elektromagnetik
sama dengan rapat energi
rata rata dikalikan dengan
cepat rambat cahaya
