Pengertian Gelombang Elektromagnetik : Sifat, Rumus, Jenis, Spektrum, Manfaat dan Contoh Soal – Gelombang adalah suatu bentuk getaran yang merambat pada suatu medium. Satu gelombang bisa dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menghitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah suatu jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.
Ada beberapa jenis gelombang, salah satunya adalah gelombang elektromagnetik. Apa itu gelombang elektomagnetik? Agar lebih memahaminya, kali ini kita akan membahas materi gelombang elektromagnetik secara rinci.
Pengertian Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang memancar tanpa media rambat yang membawa muatan energi listrik dan magnet (elektromagnetik). Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan media rambat, tidak seperti halnya jenis gelombang yang lain. Karena tidak membutuhkan media perambatan, gelombang elektromagnetik sering disebut dengan radiasi elektromagnetik.
Pengertian gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium.
Ada 4 (empat) teori yang mendasari adanya gelombang elektromagnetik diantaranya yaitu:
- Muatan listrik menimbulkan medan listrik (dikemukakan oleh Coulomb).
- Di sekitar arus listrik terdapat medan magnet (dikemukakan oleh Oersted).
- Perubahan fluks magnet/medan magnet dapat menimbulkan medan magnet listrik (dikemukakan oleh Faraday).
- Perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet (dikemukakan oleh Maxwell).
Sifat Gelombang Elektromagnetik
Berdasarkan percobaan Hertz dapat diketahui bahwa gelombang elektromagnetik memiliki sifat sebagai berikut.
- Arah medan listrik dan medan magnetnya saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
- Merupakan gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya.
Baca Juga : Gelombang Mekanik
- Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi bersamaan sehingga keduanya memiliki harga maksimum dan minimum pada waktu dan tempat yang sama.
- Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat listrik dan magnet medium yang ditempuh. Cepat rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa nilainya ( 3.108 m/s)
- Besar medan magnet dan medan listrik berbanding lurus satu sama lain, yakni E = c x B. (E = medan listrik, B = medan magnet, c = kecepatan gelombang elektromagnetik).
- Tidak disimpangkan oleh medan magnet atau pun medan listrik.
- Mengalami pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Panjang gelombang dan frekuensi dihubungkan melalui persamaan :
C = λ . f
Keterangan:
c = cepat rambat cahaya ( 3.108 m/s)
λ = panjang gelombang (m)
f = frekuesni (Hz)
7. Tidak bermuatan listrik.
Rumus Gelombang Elektromagnetik
Cepat rambat gelombang elektromagnetik oleh Maxwell dihitung dengan persamaan berikut ini:
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Jenis gelombang elektromagnetik diantaranya gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro, sinar inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar x, sinar gamma. Berbagai jenis gelombang elektromagnetik tersebut memiliki panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda.
Baca Juga : Pengertian Cahaya
Mata manusia peka terhadap radiasi atau gelombang elektromagnetik dari kira-kira 400-700 nm (nanometer), suatu jangka yang disebut cahaya tampak. Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sedikit kurang dari gelombang cahaya tampak disebut sinar ultraviolet yang umumnya berasal dari matahari, dan gelombang dengan panjang gelombang yang sedikit lebih panjang daripada gelombang cahaya tampak disebut gelombang inframerah. Tidak ada batas pada panjang gelombang elektromagnetik; dengan kata lain, semua panjang gelombang atau frekuensi secara teoritis mungkin.
Manfaat Gelombang Elektromagnetik
Manfaat gelombang elektromagnetik diantaranya yaitu:
a. Sinar X memiliki panjang gelombang yang sangat pendek dan frekuensi yang tinggi, sehingga mudah menembus banyak bahan yang tak tertembus gelombang cahaya dengan frekuensi lebih rendah yang diserap bahan tersebut. Sinar X digunakan dokter untuk melihat organ dalam tubuh seperti tulang untuk mendiagnosa pasien. Selain itu, sinar X juga digunakan di Bandara penerbangan untuk melihat isi tas/koper penumpang tanpa harus membukanya sehingga antrian berlangsung dengan cepat.
Baca Juga : Sinar Gamma
b. Gelombang radio memiliki rentang yang cukup besar. Gelombang radio dimanfaatkan untuk mentransmisikan sinyal dengan jarak yang yang tidak bisa dicapai oleh gelombang inframerah, namun besar energi yang ditransmisikan tidak sebesar yang bisa ditransmisikan oleh gelombang inframerah. Gelombang radio digunakan oleh stasiun TV, Radio dan lain sebagainya untuk mentransmisikan sinyal komunikasi. Selain itu, gelombang radio digunakan oleh radar untuk memberitahu posisi benda di atas permukaan bumi dan juga digunakan untuk pencitraan satelit ke bumi untuk membuat peta 3 dimensi.
c. Sinar inframerah tidak bisa dilihat namun bisa dideteksi diatas spektrum cahaya merah yang biasa digunakan untuk memindahkan satu bentuk energi yang tidak terlalu besar. Sinar inframerah digunakan pada konsol gim atau berbagai jenis remote sehingga pengguna tidak membutuhkan media kabel untuk mentransmisikan data dalam bentuk energi.
d. Gelombang mikro memiliki panjang gelombang yang berorde beberapa cm dan frekuensi yang mendekati frekuensi resonansi alami molekul air dalam zat padat dan cairan. Sehingga, gelombang mikro mudah diserap oleh molekul air dalam makanan seperti mekanisme pemanasan dalam pemanggang gelombang mikro, contohnya oven microwave.
Contoh Soal Gelombang Elektromagnetik
1. Gelombang elektromagnetik dalam suatu medium memiliki kelajuan 2,8 x 108m/s. Jika permitivitas medium 12,76 x 10–7wb/Am. Tentukanlah permeabilitas medium tersebut.
Cara penyelesaian:
Diketahui:
c = 2,8 x 108m/s
ε = 12,76 x 10–7wb/Am
Jawab:
2. Gelombang manakah yang memiliki energi lebih besar, sinar gamma atau sinar X?
Jawab :
Sinar gamma memiliki frekuensi hingga 1022, sedangkan sinar X memiliki frekuensi 1020. Oleh karena besar energi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi suatu gelombang (E = hf), maka sinar gamma memiliki energi yang lebih besar dibandingkan sinar X. Oleh sebab itulah sinar gamma sangat berbahaya bagi makhluk hidup karena dapat merusak objek yang dilaluinya.
Baca Juga : Manfaat dan Dampak Radioaktif
3. Jenis gelombang apakah yang memiliki panjang gelombang dengan orde beberapa meter?
Jawab:
Jenis gelombang yang memiliki panjang gelombang dalam orde beberapa meter adalah gelombang TV dan gelombang radio FM. Kedua gelombang ini termasuk sebagai gelombang radio pendek.
4. Gelombang elektromagnetik apakah yang memiliki periode 10-16 sekon?
Jawab:
T = 10-16 sekon
Gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi 10-16 Hz adalah cahaya ultraviolet. Cahaya ultraviolet berbahaya bagi makhluk hidup, khususnya bagi manusia dan dianggap sebagai penyebab utama terjadinya kanker kulit.
Demikian pembahasan materi tentang pengertian gelombang elektromagnetik dan contoh soalnya lengkap, semoga bermanfaat dan jangan lupa ikuti postingan kami berikutnya.