Pengertian Gelombang Elektromagnetik
– Pada abad ke- 19, gelombang elektromagnetik banyak dibicarakan oleh
para fisikawan, seperti Ampere, Coulomb, Biot Savart, dan Faraday.
Mereka telah melakukan penelitian tentang gejala-gejala kelistrikan.
Salah satu kesimpulan dan hash penelitian tersebut adalah bahwa listrik
dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya, medan magnet dapat
menimbulkan arus listrik. Hubungan antara medan listrik dan medan magnet
ini merupakan dasar ditemukannya gelombang elektromagnetik.
Pada tahun 1831 James Clerk Maxwell melakukan penelitian tentang medan listrik dan medan magnet. Dan hasil penelitiannya, ia mengemukakan hipotesis yang berbunyi “Jika perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka perubahan medan listrik juga dapat menimbulkan medan magnet”. Hipotesis ini mengacu pada tiga aturan dasar listrik-magnet, yaitu:
a. Hukum Coulomb yang menyatakan bahwa muatan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya.
b. Hukum Biot-Savart yang menyatakan bahwa arus listrik
atau muatan listrik yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di
sekitarnya.
c. Hukum Faraday yang menyatakan bahwa perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik.
Untuk membuktikan hipotesisnya, Maxwell kemudian
melakukan percobaan dengan skema peralatan seperti Gambar Skema
Perconaan Maxwell.
Gambar Skema Percobaan Maxwell
Maxwell melakukan percobaan menggunakan dua isolator
yang diberi muatan berlawanan (positif dan negati) yang masing-masing
diikat pada ujung pegas. Jika kedua pegas digetarkan, maka jarak antara
kedua muatan akan berubah-ubah. Akibatnva, medan listrik di antara
keduanya juga berubah-ubah. Perubahan medan listrik ini akan menimbulkan
perubahan medan magnet. Perubahan medan magnet ini menyebabkan
timbulnya medan listik. Ini terjadi secara terus-menerus. Perubahan
medan listrik dan medan magnet ini menjalar atau merambat ke segala
arah. Perambatan medan listrik E dan medan magnet B yang tegak lurus
satu sama lain secara bersamaan disebut gelombang elektromagnetik. Jadi:
Gelombang elektromagnetik didefinisikan sebagai
gelombang yang terjadi karena adanya perubahan medan magnet dan medan
listrik yang saling tegak lurus serta keduanya tegak lurus pula dengan
arah rambatnya.
Perhatikan Gambar Gelombang elektromagnetik.
Gelombang elektromagnetik
terbentuk dari medan listri E dan medan magnet B yang saling tegak
lurus. Pada saat bersamaan kedua medan magnet ini merambat pada arah
yang tegak lurus keduanya.
Karena vektor perubahan medan listrik dan medan magnet
saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatnya,
maka gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. Cepat
rambat gelombang elektromagnetik ini hanya bergantung pada permitivitas
listrik di udara μo dan permeabilitas magnet di udara Cepat rambat gelombang elektromagnetik dirumuskan dengan:
Keterangan:
c = cepat rambar gelombang elektrornagnetik (m/s)
εo = permitivitas listrik di udara = 8,85 X 10-12 C/Nm2
μo= permeabiliras magnet di udara
μo =4π x lO-7Wb/Am
Berdasarkan nilai permitivitas vakum clan nilai
permeabilitas vakum tersebut, diperoleh cepat rambat gelombang
elektromagnetik sebesar 2,998 x 108 m/s atau 3 x 108
m/s. Cepat rambat gelombang elektromagnetik ini sama dengan kecepatan
cahaya, sehingga Maxwell menganggap bahwa cahaya juga merupakan
gelombang elektromagnetik.
Pada tahun 1887, Heinrich Hertz berusaha untuk
membuktikan kebenaran hipotesis Maxwell. ia mengukur radiasi gelombang
magnetik yang mempunyai kecepatan sesuai dengan nilai yang diduga oleh
Maxwell.
Perhatikan Gambar Skema Percobaan Heartz
Skema Percobaan Heartz
Dengan memberikan arus listrik, kumparan Ruhrnkorf akan
menginduksikan tegangan pada kedua elektroda di sisi A. Karena adanya
pelepasan muatan, pada elektroda akan terjadi percikan api.
Kemudian, diikuti elektroda di sisi B yang juga terjadi
percikan api. Ini menandakan jika dalarn rangkaian terjadi perpindahan
energi gelombang elektromagnetik dan sisi A ke sisi B. Selain ini, Hertz
juga melakukan percobaan yang menunjukkan sifat-sifat gelombang cahaya,
seperti pemantulan, pembiasan, Interferensi, difraksi, dan polarisasi.
Jadi, eksperimen yang dilakukan Herzt sudah cukup untuk membuktikan
hipotesis Maxwell. Untuk menghargai jasanya, hertz ditetapkan sebagai satuan frekuensi dalam SI dengan simbol Hz.
Nah, berdasarkan eksperimen yang dilakukan Herzt, beberapa sifat gelombang elektrornagnetik, yaitu:
a. dapat merambat dengan atau tanpa zat perantara/medium,
b. termasuk gelombang transversal,
c. merambat dalarn arus lurus,
d. dapat mengalami interferensi, difraksi, dan polarisasi,
e. dapat dipantulkan atau dibiaskan.
0 komentar:
Posting Komentar