Gelombang elektromagnetik merupakan getaran yang merambat dalam ruang kosong tanpa memerlukan medium. Gelombang ini terjadi akibat perubahan medan listrik dan magnet yang saling mempengaruhi secara bersamaan sesuai dengan hipotesis Maxwell. Spektrum gelombang elektromagnetik meliputi gelombang radio, mikro, inframerah, cahaya tampak, UV, sinar-X, dan sinar gamma yang berbeda panjang gelombangnya. Intensitas gelombang menyata

1. GELOMBANGGELOMBANG
ELEKTROMAGNETIKELEKTROMAGNETIK

2. Apa itu Gelombang ?Apa itu Gelombang ?
 Gelombang adalah getaran yang merambatGelombang adalah getaran yang merambat
 Apakah dalam perambatannya perluApakah dalam perambatannya perlu
medium/zat perantara ?medium/zat perantara ?
Tidak harus !Tidak harus !
 Berdasarkan ada/tidak adanya medium :Berdasarkan ada/tidak adanya medium :
1. Gelombang Mekanik perlu medium1. Gelombang Mekanik perlu medium
2. Gelombang Elektromagnetik2. Gelombang Elektromagnetik

5. Apakah GelombangApakah Gelombang
Elektromagnetik ??Elektromagnetik ??
Gelombang ElektromagnetikGelombang Elektromagnetik
adalah gelombang yang dapatadalah gelombang yang dapat
merambat walau tidak adamerambat walau tidak ada
mediummedium

6. Bagaimana alat-alat
berikut bekerja

12. BAGAIMANA “GEM”BAGAIMANA “GEM”
TERJADI ????TERJADI ????
Keberadaan gelombangKeberadaan gelombang
elektromagnetik didasarkanelektromagnetik didasarkan
pada hipotesis Maxwellpada hipotesis Maxwell ““
James Clark MaxwellJames Clark Maxwell
”” dengan mengacu pada 3 fakta relasidengan mengacu pada 3 fakta relasi
antara listrik dan magnet yang sudahantara listrik dan magnet yang sudah
ditemukan :ditemukan :

13. a. percobaan Oersted yang berhasil membuktikan :
arus listrik dalam konduktor menghasilkan medan
magnet disekitarnya (jarum kompas menyimpang
bila di dekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik)
b. percobaan Faraday yang berhasil mebuktikan batang
konduktor yang menghasilkan GGL induksi pada
kedua ujungnya bila memotong medan magnet
c. percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan
fluks magnetik pada kumparan menghasilkan arus
induksi dalam kuparan tersebut

14. Didasarkan pada penemuan Faraday
“Perubahan Fluks magnetik dapat
menimbulkan medan listrik” dan arus
pergeseran yang sudah dihipotesakan Maxwell
sebelumnya, maka Maxwell mengajukan suatu
hipotesa baru : “Jika perubahan fluks magnet
dapat menimbulkan medan listrik maka
perubahan Fluks listrik juga harus dapat
menimbulkan medan magnet” Hipotesa ini
dikenal dengan sifat simetri medan listrik
dengan medan magnet.

15. Bila Hipotesa Maxwell benar, konsekuensinya
perubahan medan listrik akan mengakibatkan medan
magnet yang juga berubah serta sebaliknya dan
keadaan ini akan terus berulang. Medan magnet atau
medan listrik yang muncul akibat perubahan medan
listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak
(merambat) menjauhi tempat awal kejadian.
Perambatan medan listrik dan medan magnet inilah
yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik.
E E E E
B B B B
Ilustrasi perambatan gem
Arah rambatan

16. Kebenaran Hipotesa Maxwell
tentang adanya gelombang
elektromagnetik pada
akhirnya dibuktikan oleh “
Heinrich Hertz”

17. Sketsa gelombang elektromagnetik

18. Sifat-sifat gelombang elektromagnetik
1. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam
ruang tanpa medium
2. merupakan gelombang transversal
3. tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak
lurus dalam medan magnet maupun medan listrik
4. dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan
(refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan
(difraksi), pengutuban (polarisasi)
5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi
secara bersamaan, sehingga medan listrik dan
medan magnet sefase dan berbanding lurus

19. 1.1. Spektrum ElektromagnetikSpektrum Elektromagnetik
 Gel. Radio : Panjang gel. lebih besar dari 1 mGel. Radio : Panjang gel. lebih besar dari 1 m
 Gel. Mikro : Panjang gel. antara 1 mm sampai 1 mGel. Mikro : Panjang gel. antara 1 mm sampai 1 m
 Gel. Inframerah : Panjang gel. 700 nm sampai 1000Gel. Inframerah : Panjang gel. 700 nm sampai 1000
nmnm
(Radiasi termal) suhu 3 K – 3000 K(Radiasi termal) suhu 3 K – 3000 K  atom/molatom/mol
berubah energi dalam (vibrasi dan rotasinya)berubah energi dalam (vibrasi dan rotasinya)
 Cahaya tampak : Panjang gel. 400 nm – 700 nm, atomCahaya tampak : Panjang gel. 400 nm – 700 nm, atom
transisi dari energi tinggi ke rendah.transisi dari energi tinggi ke rendah.
 Gel. UV : Panjang gel. 1 nm-400 nm, transisi elektronGel. UV : Panjang gel. 1 nm-400 nm, transisi elektron
terluar atau dari termal matahari dgn suhu > 6000 Kterluar atau dari termal matahari dgn suhu > 6000 K
 Sinar-X : Panjang gel. 0,01 nm-10nm, transisi elektronSinar-X : Panjang gel. 0,01 nm-10nm, transisi elektron
yang lebih dalam atau partikel diperlambatyang lebih dalam atau partikel diperlambat
 Sinar Gamma : Panjang gel < 10pm, transisi inti atomSinar Gamma : Panjang gel < 10pm, transisi inti atom
atau peluruhan radioaktifatau peluruhan radioaktif

20. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

21. 1. Spektrum Elektromagnetik1. Spektrum Elektromagnetik
 Gel. RadioGel. Radio
 Gel. MikroGel. Mikro
 Gel. InframerahGel. Inframerah
 Cahaya tampakCahaya tampak
 Gel. UVGel. UV
 Sinar-XSinar-X
 Sinar GammaSinar Gamma

22. 2. Energi dalam GEM2. Energi dalam GEM
Hubungan antara kuat medan listrik dg medan magnetik :Hubungan antara kuat medan listrik dg medan magnetik :
Dimana :Dimana :
Dengan :Dengan :
EEmm, B, Bmm = nilai max amplitudo medan listrik dan magnetik= nilai max amplitudo medan listrik dan magnetik
c = cepat rambat cahayac = cepat rambat cahaya
c
B
E
B
E
m
m
=−=
t)-(kxcos
t)-(kxcos
ω
ω
mx
my
BB
EE
=
=

23. 3. Rapat Energi Listrik dan Magnetik3. Rapat Energi Listrik dan Magnetik
Rapat energi listrik dan magnetik dinyatakan dengan :Rapat energi listrik dan magnetik dinyatakan dengan :
Dengan :Dengan :
uuee = rapat energi listrik (J/m= rapat energi listrik (J/m33
))
εε00 = 8,85 x 10= 8,85 x 10-12-12
CC22
NN-1-1
mm-2-2
E = kuat medan listrik (N/C)E = kuat medan listrik (N/C)
uuBB = rapat energi magnetik (J/m= rapat energi magnetik (J/m33
))
B = besar induksi magnetik (Wb/mB = besar induksi magnetik (Wb/m22
))
μμ00 = 4= 4ππ x 10x 10-7-7
Wb/AWb/A
2
02
1
Eue ε=
0
2
2µ
B
uB =

24. 4. Intensitas GEM4. Intensitas GEM
Intensitas GEM atau laju energi yg dipindahkan melalui GEMIntensitas GEM atau laju energi yg dipindahkan melalui GEM
disebutdisebut pointingpointing (S).(S).
Dengan intensitas rata-rata :Dengan intensitas rata-rata :
BxES

0
1
µ
=
0
2
0
)(cos
µ
ω
µ
tkxBEEB
S mm −
==
0µ
mm BE
S =

25. Hubungan Intensitas Gelombang dengan Energi Rata-rataHubungan Intensitas Gelombang dengan Energi Rata-rata
Dengan menggunakan hubungan danDengan menggunakan hubungan dan
rapat energi magnetik adalahrapat energi magnetik adalah
Rapat energi total adalahRapat energi total adalah
c
E
B =
00
1
εµ
=c
eB uE
EcEB
u ===== 2
0
0
00
2
0
22
0
2
2
1
22
/
2
ε
µ
εµ
µµ
0
2
2
µ
B
uuuu BeB ==+=

26. Rapat energi total rata-rata adalahRapat energi total rata-rata adalah
Intensitas gelombang (laju energi rata2 per mIntensitas gelombang (laju energi rata2 per m22
) yg dipindahkan) yg dipindahkan
melalui GEM sama dg rapat enrgi rata2 dikalikan denganmelalui GEM sama dg rapat enrgi rata2 dikalikan dengan
cepat rambat cahaya.cepat rambat cahaya.
Dengan :Dengan :
I = intensitas radiasi (W/mI = intensitas radiasi (W/m22
))
S = intensitas gelombang = laju energi rata2 per mS = intensitas gelombang = laju energi rata2 per m22
(W/m(W/m22
))
P = daya radiasi (W)P = daya radiasi (W)
A = luas permukaan (mA = luas permukaan (m22
))
c
BE
u mm
02µ
=

ucS =
0
2
0
2
0 222 µµµ
mmmm cB
c
EBE
A
P
IS =====

27. Contoh :Contoh :
1.1. Suatu GEM dalam vakum memiliki amplitudo medan listrikSuatu GEM dalam vakum memiliki amplitudo medan listrik
360 V/m. Hitunglah amplitudo medan magnetiknya?360 V/m. Hitunglah amplitudo medan magnetiknya?
2.2. Sebuah sumber titik dari radiasi EM memiliki daya rata2Sebuah sumber titik dari radiasi EM memiliki daya rata2
keluaran P = 1000 W. Tentukan :keluaran P = 1000 W. Tentukan :
a.a. Amplitudo max medan listrik EAmplitudo max medan listrik Emm dan medan magnetik Bdan medan magnetik Bmm padapada
titik yg berjarak r = 4 m dari sumber radiasititik yg berjarak r = 4 m dari sumber radiasi
b.b. Rapat energi rata-rata pada titik yg berjarak r = 4 m dariRapat energi rata-rata pada titik yg berjarak r = 4 m dari
sumber radiasisumber radiasi
3.3. Sebuah sumber cahaya monokromatik memancarkan dayaSebuah sumber cahaya monokromatik memancarkan daya
EM 250 W merata ke segala arah.EM 250 W merata ke segala arah.
a.a. Hitung rapat energi listrik rata-rata pada jarak 1 m dariHitung rapat energi listrik rata-rata pada jarak 1 m dari
sumbersumber
b.b. Hitung rapat energi magnetik rata-rata pada jarak 1 m dariHitung rapat energi magnetik rata-rata pada jarak 1 m dari
sumbersumber
c.c. Tentukan intensitas gelombang pada lokasi tsbTentukan intensitas gelombang pada lokasi tsb