GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

   A.    PENGERTIAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

               Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang / wavelength, frekuensi, amplitude / amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.

               Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.

             Apabila penjalaran medan listrik dan medan magnetik tersebut ditinjau pada satu arah tertentu maka dapat dilukiskan seperti pada gambar dibawah ini.

        Keterangan gambar:

B = Medan Magnet

E = Medan Listrik      

Z = Arah Perambatan

          Vektor medan listrik dan magnetic pada gelombang elektromagnetik memilih ke yang sama dan tegak lurus satu sama lain terhadap arah perambatan gelombangnya.

Menurut perhitugan Maxwell, kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik hanya tergantung pada dua besaran, yaitu:

   Ø  Permitivitas listrik (Ɛ₀), dan

   Ø  Permeabilitas magnetic (µ₀).

Sehingga dirumukan dengan: 

          Apabila nilai permitivitas listrik Ɛ₀ =8,85 x ^10-12C/Nm² dan nilai permeabilitas magnetic µ₀ =12,60 x 10^-4Wb/Am, diperoleh nilai kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik c =3 x 10⁸m/s. karena cepat rambat gelombang elektromagnetik ini tepat sama dengan cepat rambat cahaya di ruang hampa maka dapat disimpulkan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

          Hipotesis yang dikemukakan oleh Maxwell dibuktikan kebenarannya oleh Heinrich Rudolfh Hertz (1857-1894), beberapa tahun setelah Maxwell meninggal dunia. Hertz berhasil melakukan eksperimen yang menunjukkan gejala perambatan gelombang elektromagnetik, menggunakan alat yang serupa dengan Ruhrnkorf seperti pada rangkaian dibawah ini.

                  

          Dengan menghidupkan saklar, kumparan pada rangkaian Ruhmkorf akan member induksi berupa pulsa tegangan pada kedua elektroda di sisi A sehingga terjadi loncatan bunga api di sisi A karena adanya pelepasan muatan. Sesaat setelahnya, loop kawat kedua  di sisi B juga menampakkan percikan buga api. Hal ini berarti menunjukkan bahwa energy eleektromagnetik mengalami perpindahan dari kumparan ke kawat melingkar, meskipun terpisah. Disamping itu, Hertz juga berhasil mengukur kecepatan perambatan energy tersebut, yang sesuai dengan nilai yang di ramalkan Maxwell.

                                                                                                           

   B.    JENIS-JENIS GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

              Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

   1.      Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.

   2.      Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

   3.      Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

  4.      Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.

  5.      Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.

 

    C.    SIFAT-SIFAT GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat tertentu, di antaranya adalah:

   1.      Dapat merambat dalam ruang hampa;

   2.      Merupakan gelombang transversal;

   3.      Dapat mengalami pemantulan (refleksi);

   4.      Dapat mengalami pembiasan (refraksi);

   5.      Dapat mengalami penggabungan dua gelombang (interferensi);

   6.      Dapat mengalami lenturan (difraksi);

   7.      Dapat mengalami polarisasi;

   8.      Arah perambatannya tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnetic.