Gelombang Elektromagnetik. Physics 102: Lecture 14, Slide 1

Gelombang

Elektromagnetik

Apa itu gelombang?

Di dunia ini objek fisis terbagi menjadi dua,

Partikel dan Gelombang

Gelombang adalah pola getaran dalam ruang dan waktu, menyebar dalam suatu ruang dan

berbeda dengan partikel yang mempunyai lokasi

persis/ tertentu setiap saat.

Dalam gelombang air,

partikel-partikel air TIDAK bergerak bersama dengan gelombang tetapi

BERGERAK dalam lingkaran- lingkaran seiring gelombang yang melewatinya

Begitu juga partikel udara dalam gelombang suara

hanya berosilasi maju-mundur , Tetapi TIDAK ikut

Yang terbawa sepanjang gelombang adalah

“gangguan”(Transfer Energi) yang menyebabkan

fenomena gelombang, namun tak ada satupun partikel

material ikut berpindah.

Anda sudah mengetahui sekilas mengenai gelombang air ataupun

gelombang suara, bagaimana dengan gelombang

elektromagnetik?

Gelombang elektromagnetik (EM) UNIK!

tidak memerlukan medium untuk merambat dan dapat merambat dalam ruang hampa

Tidak seperti gelombang air ataupun suara.

Gelombang EM tidak memerlukan MATERI untuk

transfer

energi/merambat!

 Gelombang Elektromagnetik

 Tidak memerlukan medium untuk menjalar

 Persamaan Maxwell

 Gelombang transversal

 Gelombang Mekanik

 Memerlukan medium untuk menjalar

 Persamaan Newton

 Gelombang longitudinal dan

Kita sudah memulai mempelajari medan yang

tidak berubah seiring berjalannya waktu yaitu medan

listrik akibat muatan statis, dan medan magnet akibat

arus konstan(muatan yang bergerak).

James Clerk Maxwell

1. Medan lsitrik dihasilkan oleh muatan listrik

Hukum Gauss

2. Tidak ada muatan magnetik

3. Medan listrik dihasilkan oleh perubahan medan magnet

Hukum Faraday

4. Medan magnet dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak

& perubahan fluks listrik!

4 hukum yang menggabungkan listrik dan magnet

(1831-1879)

Note: Anda tidak perlu menghafal rumus diatas, tidak perlu pula

memaksakan untuk memahami simbol-simbol segtiga diatas untuk sekarang Setidaknya sekarang anda cukup tahu atau lihat

perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik, begitu juga

perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet

Gelombang Elektromagnetik

Saat muatan listrik berosilasi ^{, medan}

listrik di sekitarnya akan berubah kemudian akan menciptakan medan magnet yang berubah-ubah pula

Medan magnet dan listrik terus menerus berosilasi

satu sama lain.

Kebenaran Hipotesa Maxwell tentang

adanya gelombang

elektromagnetik pada akhirnya dibuktikan oleh “Heinrich Hertz”

Heinrich menemukan ^cara

menghasilkan gelombang radio dan menentukan

kelajuannya

Sekarang apa hubungannya

cahaya

dengan

gelombang

elektromagnetik?

𝜇 ₀ = 4𝜋 × 10 ⁻⁷ 𝑇𝑚/𝐴 Konstanta fundamental di listrik dan magnet:

“Permeabilitas ruang hampa (magnetism)

𝜀 ₀ = 8.85 × 10 ⁻¹² 𝐶 ² /𝑁𝑚 ²

“Permitivitas ruang hampa (electricity)

Singkat cerita akan

ditemukan hasil akhir sebagai berikut

Yang mana C adalah nilai kecepatan cahaya!

Jika anda ingin tahu mengapa bisa seperti itu, ada di slide

berikutnya.

J=0J=0 and ρ=0ρ=0

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Rentang semua radiasi elektromagnetik yang dapat diukur dari frekuensi, panjang gelombang dan energi yang

terkandung.

Bertualang di cahaya tampak

Cahaya tampak/ Visible light adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata

manusia.

400nm-700nm kita sebut sebagai visible light , karena

Kenapa Kita Bisa Melihat ?

Gelombang Elektromagnetik  MASUK KE MATA  MENGENAI

FOTORESEPTOR DI RETINA  DIUBAH JADI SINYAL  MASUK KE OTAK

DITERJEMAHKAN

Manusia pada umumnya memliki 3 jenis sel kerucut di retina untuk mendeteksi gelombang

elektromagnetik

Ketiga kombinasi inilah yang menyebabkan kita dapat melihat segala sesuatu penuh dengan

WARNA. Warna-warna yang kita lihat merupakan

Biru Hijau Merah

PUTIH merupakan gabungan seluruh warna.

GABUNGAN SEMUA SPEKTRUM TAMPAK, DENGAN INTENSITAS

RELATIF SAMA

DUA MACAM PENGKOMBINASIAN WARNA : ADITIF, SUBSTRAKTIF

R , G, B (Red, Green, Blue) = Layar Handphone, TV C, M, Y, K (Cyan, Magenta, Yellow, Black ) = Printer

Sekarang anda tahu kenapa tidak ada yang menjual tinta

ADITIF : PENJUMLAHAN, CAHAYA YANG DIPANCARKAN  SEMUA

WARNA dikombinasikan JADI PUTIH SUBSTRAKTIF : PENGURANGAN, CAHAYA YANG DIPANTULKAN 

SEMUA WARNA dikombinasikan, JADI

HITAM

• Cahaya putih  dibiaskan  beda panjang gelombang, beda sudut bias  TERPISAH

• Cara 1 : pembiasan lewat prisma

RAINBOW

Refraction: Pembiasan

ketiga warna tersebut, merah, biru dan hijau.

Sekarang, apabila lingkaran 3 warna diatas diputar sangat cepat, Lingkaran tersebut akan menjadi warna PUTIH .

Tidak Percaya?

INI BUKAN MAGIC, INI Fisika!

COLOR WHEEL

COLORS

OF

TV

ZOOM + SLOW MOTION

Red Green Blue

Sebagai contoh, jika disinari dengan sinar

berwarna putih, APEL akan memantulkan spektrum

warna MERAH

Apel menyerap cahaya selain spektrum warna MERAH sehingga APEL terlihat berwarna MERAH

Kenapa Benda Terlihat Berwarna?

Setiap benda tersusun atom dan molekulnya masing- masing, perbedaan susunan atom/molekul inilah yang menyebabkan setiap benda meberikan spektrum warna yang berbeda-beda.

Susunan atom/molekul ini akan menentukan spektrum

Color Only

Exists In Your Brain!

Color Perception

JADI APAKAH DI

“LUAR SANA”

BENAR-BENAR ADA WARNA?

Kita sudah tahu bawa setiap benda tersusun atas atom, dan atom

terususun atas proton, elektron serta neutron.

Proton, elektron dan neutron itu

sendiri pada dasarnya TIDAK

memiliki warna

Mata kita telah berevolusi untuk melihat hanya sebagian kecil dari spektrum gelombang

elektromagnetik.

Spesies lain telah mengembangkan sistem penglihatan yang berbeda.

Beberapa ikan dan burung, misalnya, dapat melihat sinar ultraviolet (Panjang gelombang yang tidak dapat kita lihat secara alami). Bagi spesies ini, dunia akan terlihat sangat berbeda.

Mereka akan dapat melihat detail di

beberapa objek yang tidak terlihat

oleh kita...

menggaris

bawahi bahwa warna

sebenarnya

tidak ada di

dunia nyata,

itu adalah ilusi

yang tercipta

di dalam otak

kita

Inframerah, Gelombang Mikro,

Gelombang Radio

Radiasi inframerah atau cahaya inframerah adalah tipe radiasi energi yang tak tampak oleh mata manusia, namun dapat kita rasakan panasnya.

Sinar inframerah punya panjang gelombang yang lebih panjang daripada panjang gelombang cahaya tampak.

Pemanfaatan antara lain : terapi ( physical therapy ),

fotografi inframerah untuk keperluan pemetaan sumber alam dan diagnosa penyakit

Inframerah

Gelombang Mikro

Gelombang mikro (bahasa Inggris: microwave) adalah gelombang

elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu berada di atas 3 GHz (3x109 Hz)

Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.

Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada radar. radar digunakan

untuk mencari dan menentukan jejak suatu benda dengan gelombang

mikro dengan frekuensi sekitar 1010 Hz.

Gelombang Radio

Radio adalah bentuk level

energi elektromagnetik

terendah, dengan kisaran

panjang gelombang dari

ribuan kilometer sampai

kurang dari satu meter.

Gamma rays, X-rays, Ultraviolet

Gamma rays

Sinar gamma (seringkali

dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi

elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron- positron.

Daya tembusnya yang sangat besar dapat menyebabkan efek yang

serius jika diserap oleh jaringan

hidup. Dengan pengontrolan, sinar

ini digunakan untuk membunuh sel-

Sinar – X dihasilkan oleh elektron-elektron yang

berada dibagian dalam kulit elektron atom, atau pancaran yang terjadi karena elektron dengan kelajuan besar

menumbuk logam. Sinar – x dapat digunakan untuk

memotret kedudukan tulang- tulang dalam badan,

khususnya untuk

menentukan tulang yang

Ultraviolet

Istilah ultraviolet berarti

"melebihi ungu" (dari bahasa Latin ultra,

"melebihi"), sedangkan kata ungu merupakan warna panjang

gelombang paling

pendek dari cahaya dari

sinar tampak

Gelombang ini dihasilkan

oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Sinar UV

diperlukan dalam asimilasi

tumbuh-tumbuhan, dan dapat

membunuh kuman penyakit.