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.