Rumus Gelombang Elektromagnetik – Makalah, Spektrum Dan Contoh Soalnya Lengkap
Rumus Gelombang Elektromagnetik – Gelombang elektromagnetik adalah jenis gelombang yang memancar tapi tidak menggunakan media rambat, yang membawa muatan energi listrik serta muatan magnet atau elektromagnetik. Gelombang ini tidak seperti gelombang pada umumnya, yang memerlukan media sebagai media rambatnya. Gelombang elektromagnetik juga tak membutuhkan media rambat sama seperti radiasi. Oleh karena itu gelombang tersebut tidak membutuhkan media rambat. Gelombang ini juga sering disebut dengan gelombang radiasi elektromagnetik.
Rumus
Rumus kecepatan dari gelombang elektromagnetik :
Dari rumus itu bisa diketahui bahwa kecepatan perambatan gelombang elektromegnetik itu, bergantung pada permitivitas listrik dan permeabilitas magnetik mediumnya. Sehingga pada umumnya persamaan dari kecepatan percepatan gelombang elektromagnetik untuk berbagai mediumnya adalah :
Sifat
Bentuk dari gelombang elektromagnetik hampir sama dengan bentuk gelombang tranversal secara umum. Namun pada gelombang ini ada juga muatan listrik dan magnetik, yang dimana pada medan listrik E selalu tegak lurus terhadap medan magnet (B). keduanya sama-sama menuju ke arah gelombang seperti pada gambar berikut :
Kesimpulannya sifat dari gelombang elektromagnetik adalah :
- Tidak membutuhkan media rambat.
- Gelombang elektromagnetik termasuk pada gelombang transversal yang sifatnya sama seperti gelombang transversal.
- Gelombang elektromagnetik tidak membawa massa tetapi membawa energi.
- Pada energi yang dibawa itu, sebanding dengan besar frekuensi pada gelombang.
- Medan listrik (E) pada gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus pada medan magnet (B) dan sefase.
- Gelombang elektromagnetik juga mempunyai momentum.
- Gelombang elektromagnetik dibagi menjadi beberapa jenis yang bergantung pada frekuensinya atau pada panjang gelombangnya.
Spektrum
Spektrum pada gelombang elektromagnetik dimulai dengan urutan dari panjang gelombang yang paling besar, atau frekuensi yang paling kecil sampai ke panjang gelombang yang paling kecil atau frekuensi paling besar. Seperti pada gambar di bawah ini :
Keterangan :
- Gelombang Radio. Dapat dimanfaatkan untuk menstranmisikan sinyal pada jarak yang sangat jauh. Contohnya gelombang radio yang digunakan untuk stasiun TV dan radio untuk menstransmisikan sinyal komunikasi. dan juga digunakan oleh radar dan untuk pencitraan satelit ke bumi dalam pembuatan peta 3 dimensi.
- Gelombang Mikro. Dimanfaatkan saat gelombang mikro yang diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan di benda itu. Contohnya gelombang mikro digunakan pada alat microwave dan pada pesawat radar.
- Sinar Inframerah. Bentuk dari sinar inframerah tidak bisa dilihat tetapi bisa dideteksi di atas spektrum cahaya merah, yang bisa digunakan untuk memindahkan energi yang tak terlalu besar. Contohnya pada remote dalam mentransmisi data dalam bentuk energi.
- Cahaya Tampak. Yang juga mempunyai spektrum elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Contohnya penggunaan laser dalam serat optik, pada bidang kedokteran dan telekomunikasi.
- Sinar Ultraviolet. Sumber utama yang bisa memancarkan sinar ultraviolet adalah matahari.
- Sinar X. bisa digunakan di dalam bidang kedokteran dalam melihat organ di dalam tubuh seperti misalnya tulang.
- Sinar Gamma. Dalam sinar ini terdapat frekuensi yang paling tinggi dan daya tembus yang paling besar. Contoh dari penggunaan sinar gamma adalah untuk mensterilkan peralatan medis.
Manfaat
Perbedaan pada panjang gelombang dan beragam jenis gelombang elektromagnetik yang penting. Perilaku gelombang ini bergantung pada ukuran relative suatu gelombang. Sehingga perbedaan dari panjang gelombang yang menyebabkan perilaku di setiap jenis gelombang, bisa dimanfaatkan secara luas dan dengan tujuan pemanfaatan yang berbeda-beda. yang bergantung pada jenis gelombangnya. panjang gelombang dan frekuensinya juga penting untuk menentukan jenis interaksi diantara gelombang elektromagnetik dengan materinya.
Berikut ini manfaat dari gelombang elektromagnetik :
- Sinar X mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek dan frekuensinya sangat tinggi. Sinar X juga bisa dengan mudah menembus banyak bahan yang tidak dapat ditembus oleh gelombang cahaya, dengan frekuensi yang lebih rendah yang diserap oleh bahan tersebut. sinar X biasanya digunakan di dalam dunia dokter untuk melihat organ pada tubuh, seperti tulang dalam mendiagnosa pasien. Berkat sinar X ini para dokter tak perlu melihat organ dalam tubuh pasien dengan pembedahan. Sinar X juga bisa digunakan di bandara untuk melihat isi tas/koper dari penumpang pesawat terbang, tanpa harus membuka tas/koper tersebut sehingga proses antrian bisa berlangsung cepat.
- Gelombang mikro mempunyai panjang gelombang yang berorde beberapa cm dan frekuensi yang mendekati frekuensi resonansi alami, yang terdapat pada molekul air di dalam zat padat dan juga cairan. Sehingga gelombang mikro bisa dengan mudah diserap oleh molekul air dalam makanan, yang menjadi mekanisme dari pemanasan di dalam pemanggangan gelombang mikro contohnya oven microwave.
- Sinar inframerah bentuknya tidak bisa dilihat tapi bisa dideteksi di atas spektrum cahaya merah, yang biasanya digunakan untuk memindahkan satu bentuk energi yang tidak terlalu besar. Sinar inframerah juga digunakan pada konsol gim atau beragam jenis remote sehingga pengguna tidak membutuhkan media kabel apapun, untuk menstransmisikan data dalam bentuk energi.
- Gelombang radio mempunyai rentang ukuran yang cukup besar. Gelombang radio ini dimanfaatkan untuk menstransmisikan sinyal dalam jarak yang sangat jauh, yang tak dapat dicapai oleh gelombang inframerah tersebut. namun besar energi yang ditransmisikan oleh gelombang inframerahnya. Gelombang radio biasanya digunakan pada stasiun TV, radio, dan lain sebagainya. Untuk menstranmisikan sinyal komunikasi. Gelombang radio juga digunakan untuk memberitahu posisi dari benda yang ada di atas permukaan bumi.
Contoh Soal
- Tentukanlah Gelombang manakah yang memiliki energi lebih besar, sinar gamma atau sinar X?
- Pada Jenis gelombang apakah yang memiliki panjang gelombang dengan orde beberapa meter?
- Pada Gelombang elektromagnetik apakah yang memiliki periode 10-16 sekon?
Pembahasan :
- Perbedaannya:Sinar gamma memiliki frekuensi hingga 1022, sedangkan sinar X memiliki frekuensi 1020. Karena lebih besar energi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi suatu gelombang (E = hf), maka sinar gamma memiliki energi yang lebih besar dibandingkan sinar X. Olehkarena itulah sinar gamma sangat berbahaya bagi makhluk hidup karena dapat merusak objek yang dilaluinya.
- Jenis dari gelombang yang memiliki panjang gelombang dalam orde beberapa meter ialah gelombang TV dan gelombang radio FM. Kedua gelombang ini juga termasuk sebagai gelombang radio pendek.
T = 10-16 sekon - Gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi 1016 Hz ialah cahaya ultraviolet. Cahaya ultraviolet sangat berbahaya bagi makhluk hidup, khususnya bagi manusia dan dapat dianggap sebagai penyebab utama terjadinya kanker kulit.
Demikian pembahasan dan penjelasan lengkap mengenai rumus gelombang elektromagnetik. Disertai pengertian dan contoh soalnya. Semoga bisa memberi manfaat pada anda semua.
Baca Juga :
