Persamaan Gelombang Elektromagnetik
Persamaan gelombang elektromagnetik adalah persamaan diferensial parsial orde dua yang menjelaskan perambatan gelombang elektromagnetik melalui medium atau dalam hampa udara. Persamaan ini adalah bentuk 3 dimensi dari persamaan gelombang. Bentuk homogen dari persamaan ini, dituliskan dalam medan listrik E atau medan magnetik B, dituliskan sebagai:
dengan
adalah kecepatan cahaya pada medium dengan permeabilitas (μ0) dan permitivitas (ε0). ∇2 adalah operator Laplace. Pada hampa udara, c = 299,792,458 meter per detik, yaitu kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Persamaan gelombang elektromagnetik diturunkan dari Persamaan Maxwell. Perlu diingat bahwa pada sumber-sumber lama, B disebut sebagai densitas fluks magnetik atau induksi magnetik.
Gelombang Elektromagnetik
Yang termasuk gelombang elektromagnetik
| Gelombang | Panjang gelombang λ |
|---|---|
| gelombang radio | 1 mm-10.000 km |
| infra merah | 0,001–1 mm |
| spektrum kasatmata | 400-720 nm |
| ultra violet | 10-400 nm |
| sinar X | 0,01-10 nm |
| sinar gamma | 0,0001-0,1 nm |
Sinar kosmis tidak termasuk gelombang elektromagnetik; panjang gelombang lebih kecil dari 0,0001 nm.
Sinar dengan panjang gelombang besar, yaitu gelombang radio dan infra merah, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih rendah. Sinar dengan panjang gelombang kecil, ultra violet, sinar x atau sinar rontgen, dan sinar gamma, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih tinggi.
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di bawah disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan _m) meliputi kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, menyerupai gelombang radio hingga ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi menyerupai radiasi X-ray dan Gamma Ray.
Spektrum elektromagnetik yaitu rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik sanggup dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Sumber foto: Wikimedia Commons
Contoh Spektrum Elektromagnetik
Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan berdasarkan panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka niscaya frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektro yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak sanggup mendengar radio secara langsung, tetapi akseptor radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi.
Gelombang mikro
Gelombang mikro (mikrowaves) yaitu gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul dampak pemanasan pada benda itu. Jika masakan menyerap radiasi gelombang mikro, maka masakan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave panggangan untuk memasak masakan dengan cepat dan ekonomis.
Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan memilih jejak sebuah benda dengan memakai gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan.
Sinar Inframerah
Sinar inframerah meliputi kawasan frekuensi 1011Hz hingga 1014 Hz atau kawasan panjang gelombang 10-4 cm hingga 10-1 cm. jikalau kau menyidik spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi sanggup dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.
Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar lantaran benda diipanaskan. Kaprikornus setiap benda panas niscaya memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.
Cahaya tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita sanggup didefinisikan sebagai pecahan dari spektrum gelombang elektromagnetik yang sanggup dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) hingga 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
Sinar ultraviolet
Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam kawasan 1015 Hz hingga 1016 Hz atau dalam kawasan panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari yaitu sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.
Sinar X
Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz hingga 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm hingga 10 cm. meskipun menyerupai itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, sanggup menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.
Sinar Gamma
Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz hingga 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm hingga 10 cm. Daya tembus paling besar, yang mengakibatkan dampak yang serius jikalau diserap oleh jaringan tubuh.
Pengertian Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang memancar tanpa media rambat yang membawa muatan energi listrik dan magnet (elektromagnetik). Tidak menyerupai gelombang pada umumnya yang membutuhkan media rambat, gelombang elektromagnetik tidak memerlukan media rambat (sama menyerupai radiasi). Oleh lantaran tidak memerlukan media perambatan, gelombang elektromagnetik sering pula disebut sebagai radiasi eletromagnetik.
Sumber Gelombang Elektromagnetik
Osilasi listrik.
Sinar matahari: menghasilkan sinar infra merah.
Lampu merkuri: menghasilkan ultra violet.
Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam: menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen).
Manfaat Yang Berasal Dari Berbagai Jenis Gelombang Elektromagnetik
Perilaku gelombang sangat bergantung pada ukuran relatif panjang gelombang. Oleh lantaran perbedaan panjang gelombang yang mengakibatkan perbedaan sikap tiap jenis gelombang, gelombang elektromagnetik dimanfaatkan secara luas dengan tujuan pemanfaatan yang berbeda-beda tergantung jenis gelombangnya.
Sinar X mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek dan frekuensi yang tinggi, sanggup dengan gampang menembus banyak materi yang tak tertembus oleh gelombang cahaya dengan frekuensi lebih rendah yang diserap oleh materi tersebut. Sinar X digunakan dokter untuk melihat organ dalam badan menyerupai tulang untuk mendiagnosa pasien. Berkat adanya sinar X, dokter tidak sanggup melihat organ dalam badan pasien tanpa perlu melaksanakan pembedahan. Selain itu, sinar X juga digunakan di Bandara penerbangan untuk melihat isi tas/koper penumpang tanpa harus membukanya sehingga proses antrian sanggup berlangsung dengan cepat.
Gelombang mikro mempunyai panjang gelombang yang berorde beberapa centimeter dan frekuensi yang mendekati frekuensi resonansi alami molekul air dalam zat padat dan cairan. Dengan demikian gelombang mikro sanggup dengan gampang diserap oleh molekul air dalam makaman, yang merupakan prosedur pemanasan dalam pemanggang gelombang mikro, misalnya yaitu panggangan microwave.
Sinar inframerah tidak sanggup dilihat namun sanggup dideteksi diatas spektrum cahaya merah yang biasanya digunakan untuk memindahkan satu bentuk enegi yang tidak terlalu besar. Sinar inframerah digunakan pada konsol gim atau banyak sekali jenis remote sehingga pengguna tidak memerlukan media kabel untuk mentransmisikan data dalam bentuk energi.
Gelombang radio mempunyai rentang yang cukup besar. Gelombang radio dimanfaatkan guna mentransmisikan sinyal untuk jarak yang sangat jauh yang tidak sanggup dicapai oleh gelombang inframerah, akan tetapi besar energi yang ditransmisikan tidak sebesar yang sanggup ditransmisikan oleh gelombang inframerah. Gelombang radio digunakan oleh stasiun TV, Radio, dan lainnya untuk mentransmisikan sinyal komunikasi. Selain itu gelombang radio digunakan oleh radar untuk memberitahu posisi benda-benda di atas permukaan bumi. Gelombang radio juga digunakan untuk pencitraan satelit ke bumi untuk menciptakan peta 3 dimensi.
Gelombang elektromagnetik. Ilustrasi dan sumber foto: Pixabay
Radiasi elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat melewati ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak yaitu salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoretis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.
Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal.
Setiap muatan listrik yang mempunyai percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Ketika kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik sanggup bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi
Jika dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berafiliasi dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hf, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan f adalah frekuensi gelombang.
Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hf.
Contoh Soal dan Jawaban Gelombang Elektromagnetik
1. Gelombang manakah yang mempunyai energi lebih besar, sinar gamma atau sinar X?
Jawaban:
Sinar gamma mempunyai frekuensi hingga 1022, sedangkan sinar X mempunyai frekuensi 1020. Oleh lantaran besar energi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi suatu gelombang (E = hf), maka sinar gamma mempunyai energi yang lebih besar dibandingkan sinar X. Oleh alasannya itulah sinar gamma sangat berbahaya bagi makhluk hidup lantaran sanggup merusak objek yang dilaluinya.
2. Gelombang elektromagnetik apakah yang mempunyai periode 10-16 sekon?
Gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi 1016 Hz yaitu cahaya ultraviolet. Cahaya ultraviolet berbahaya bagi makhluk hidup, khususnya bagi insan dan dianggap sebagai penyebab utama terjadinya kanker kulit.
3. Jenis gelombang apakah yang mempunyai panjang gelombang dengan orde beberapa meter?
Jawaban: Jenis gelombang yang mempunyai panjang gelombang dalam orde beberapa meter yaitu gelombang TV dan gelombang radio FM. Kedua gelombang ini termasuk sebagai gelombang radio pendek.
T = 10-16 sekon
Bacaan Lainnya
- Rumus Gerak Fisika – Gerak Lurus Beraturan, Gerak Lurus Berubah Beraturan, Melingkar, Parabola – Beserta Soal dan Jawaban
- Jenis, Kelas, Klasifikasi – Panjang Gelombang Sinar Laser
- Cara Buat Jeans Belel – 10 Cara Praktis Pasti Berhasil
- Kutipan Quote Terkenal – Kata Bijak, Kata Mutiara
- Cara Menganalisa Saham Seperti Ahli Pasar Saham Profesional
- Pasar Keuangan – Definisi, Pengertian, Jenis dan Contoh
- Uang Rupiah Negara Indonesia – Sejarah Nilai Tukar Rupiah Terhadap USD
- Tempat Wisata Yang Harus Dikunjungi Di Tokyo – Top 10 Obyek Wisata Yang Harus Anda Kunjungi
- Cara Membeli Tiket Pesawat Murah Secara Online Untuk Liburan Atau Bisnis
- Tibet Adalah Provinsi Cina – Sejarah Dan Budaya
- Puncak Gunung Tertinggi Di Dunia dimana?
- TOP 10 Gempa Bumi Terdahsyat Di Dunia
- Apakah Matahari Berputar Mengelilingi Pada Dirinya Sendiri?
- Test IPA: Planet Apa Yang Terdekat Dengan Matahari?
- 10 Cara Belajar Pintar, Efektif, Cepat Dan Praktis Di Ingat – Untuk Ulangan & Ujian Pasti Sukses!
- TOP 10 Virus Paling Mematikan Manusia
Apakah Anda mempunyai sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda kini juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com
3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter
Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai
Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jikalau Anda mengunduh aplikasi kita!
Siapa bilang mau pandai harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang menciptakan Anda menjadi lebih smart!
Sumber bacaan: University of Waterloo
Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya
Sumber aciknadzirah.blogspot.com
EmoticonEmoticon