Pengertian Konsep Radiasi Elektromagnetik

Pengertian Konsep Radiasi Elektromagnetik - Perkembangan berbagai teknologi dalam kehidupan kita pada saat ini seperti sistem komunikasi, pemancar radio, televisi, sistem antena, radar pada teknologi penerbangan, sinar X dan internet merupakan pengembangan dari persamaan-persamaan Maxwell seorang fisikawan yang mengkaji tentang teori elektromagnetik.

Pengertian Konsep Radiasi Elektromagnetik

Ingin tahu informasi yang lebih menarik lagi dari radiasi gelombang elektromagnetik? Mari kita simak uraian berikut ini. James Clerk Maxwell adalah seorang fisikawan yang pertama kali mengemukakan prinsip induksi dengan mengkaji tiga aturan dasar kelistrikan dan kemagnetan, yaitu muatan listrik dapat menimbulkan medan listrik disekitarnya, arus listrik atau muatan yang mengalir dapat menimbulkan medan magnet disekitarnya, dan perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik. Ia mengemukakan karyanya dengan judul A Dynamic Theory of Elektromagnetic Field, suatu karya yang menggabungkan hukum-hukum kelistrikan dan kemagnetan menjadi sebuah teori yang revolusioner. Karya itu mempostulatkan arus pergesaran dan meramalkan adanya gelombang elektromagnetik yang merambat sama cepatnya dengan cahaya.

Menurut hipotesis Maxwell, medan listrik yang berubah-ubah akan menimbulkan medan magnet yang berubah-ubah pula. Medan magnet yang berubah-ubah dapat menimbulkan medan listrik berikutnya. Demikian seterusnya sehingga didapatkan proses berantai dari pembentukan medan listrik dan medan magnet yang menjalar ke segala arah. Gejala inilah yang dikenal sebagai gelombang elektromagnetik. Arah medan listrik dan medan magnet dalam gelombang elektromagnetik adalah saling tegak lurus. Medan listrik dan medan magnet kedua-duanya juga tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang elektromagnetik. Sehingga gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal.

Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa. Dalam ruang hampa, gelombang elektromagnetik memiliki kelajuan:

c=1ε0μ0√$c=\frac{1}{\sqrt{{\text{ε}}_0{\text{μ}}_0}}$

Dengan ε_0$\text{ε}\mathrm{\_}0$ permitivitas listrik ruang hampa yaitu nilainya 8,85×10−2C2/Nm2$8,85\times {10}^{-2}{C}^2/N{m}^2$ danμ0${\text{μ}}_0$ permeabilitas magnet ruang hampa yang nilainya 1,26×10−6N/A2$1,26\times {10}^{-6}N/A^2$, jika kedua nilai tetapan terakhir ini dimasukkan ke dalam persamaan didapatkan nilai 3×108m/s$3\times {10}^{8}m/s$yang merupakan cepat rambat cahaya dalam ruang hampa.

Radiasi atau pancaran adalah perpindahan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dimana dalam perambatannya tidak memerlukan medium atau zat perantara sebagai contoh pancaran cahaya matahari ke bumi. Gelombang elektromagnetik menurut teori Maxwell merupakan perambatan medan listrik dan medan magnet ke segala arah yang satu sama lain saling tegak lurus secara periodik.

Panjang gelombang elektromagnetik bervariasi dari yang cukup panjang (dalam ordo 108m${10}^{8}m$) sampai dengan yang sangat pendek (dalam ordo 10−16m${10}^{-16}m$). Panjang gelombang suatu gelombang elektromagnetik menentukan cara gelombang itu berinteraksi dengan bahan-bahan (misalnya menentukan indeks bias). Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi dan cepat rambat gelombang elektromagnetik sesuai persamaan:

c=fλ$c=f\text{λ}$

Dengan:

c = cepat rambat (m/s)

f = frekuensi gelombang (hertz)

λ = panjang gelombang (m)

Dari persamaan di atas nampak bahwa gelombang elektromagnetik dicirikan oleh panjang gelombangnya dan frekuensinya. Panjang gelombang elektromagnetik bervariasi dari yang paling pendek sampai yang paling panjang. Keseluruhan jenis gelombang elektromagnetik yang dibedakan berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya disebut spektrum gelombang elektromagnetik.

Cahaya merupakan contoh gelombang elektromagnetik. Jadi apakah sama sifat-sifat yang dimiliki cahaya dengan gelombang elektromagnetik? Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat yang sama dengan cahaya, yaitu sebagai berikut:

1. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa. Gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan medium untuk merambat berbeda dengan gelombang mekanik.
2. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal. Gelombang tranversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Contohnya adalah gelombang air dan geombang pada tali.
3. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami polarisasi. Polarisasi adalah penapisan arah getar medan listrik atau magnet sehingga hanya satu arah saja yang diloloskan.
4. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami pemantulan (refleksi).
5. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami pembiasan. Indeks bias bergantung pada bahan medium yang dilalui dan panjang gelombangnya.
6. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami interferensi.
7. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami lenturan (difraksi).
8. Arah rambat gelombang elektromagnetik tidak dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet, tetapi dibelokkan oleh medan gravitasi

Contoh Soal

Sebuah stasiun pemancar radio bekerja pada daerah frekuensi 30kHz dan 6MHz. Siaran radio tersebut dapat kita terima melalui pesawat radio dengan panjang gelombang ....

a. 103${10}^3$ m dan 5 m

b. 103${10}^3$ m dan 50 m

c. 104${10}^4$ m dan 5 m

d. 104${10}^4$ m dan 50 m

e. 105${10}^5$ m dan 500 m

Jawab:

Diketahui:

f = 30 kHz dan 6 MHz, c = 3×108$3\times {10}^8$ m/s

Dit: λ = ....

f = 30 kHz

c=fλ→3×108m/s=30×103Hz×λ$c=f\text{λ}\to 3\times {10}^{8}m/s=30\times {10}^{3}Hz\times \text{λ}$

λ=104m$\text{λ}={10}^{4}m$

f = 6 MHz

c=fλ→3×108m/s=6×106Hz×λ$c=f\text{λ}\to 3\times {10}^{8}m/s=6\times {10}^{6}Hz\times \text{λ}$

λ=50m$\text{λ}=50m$

Jawaban: D

Tentang: Fisika

Share:

Artikel Terkait