gelombang elektromagnetik

21
BAB 8

Upload: hasri-sasmita

Post on 30-Jun-2015

9.759 views

Category:

Education


7 download

DESCRIPTION

this ppt about gelombang elektromagnetik

TRANSCRIPT

Page 1: Gelombang Elektromagnetik

BAB 8

Page 2: Gelombang Elektromagnetik

OLEH : AFIFAH NUR AZIZAH

(04) HASRI YULIA SASMITA

(11)

Page 3: Gelombang Elektromagnetik

A) MEDAN LISTRIK

B) MEDAN MAGNET

C) GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Page 4: Gelombang Elektromagnetik

GAMBAR GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Page 5: Gelombang Elektromagnetik

DEFINISI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK (GEM)

• Gelombang Elektromagnetik merupakan :a. Gelombang Transversal.b. Gelombang yang dapat merambat dengan

kecepatan ( 3 x 108 ) m/s.c. Gelombang yang dapat merambat di ruang hampa

tanpa medium, contohnya cahaya matahari.

• Gelombang Elektromagnetik adalah perambatan secara transversal antara medan listrik dan medan magnet ke segala arah yang satu sama lain saling tegak lurus.

Page 6: Gelombang Elektromagnetik

TOKOH-TOKOH GEM

Pada tahun 1804, Thomas Young (1773-1829), ilmuwan Inggris, berhasil mendemonstrasikan interferensi cahaya, yaitu fenomena di mana dua sumber cahaya koheren yang dihasilkan oleh celah ganda membentuk pita terang dan pita gelap secara bergantian pada layar.

Selanjutnya ialah Augustin Fresnel (1778-1827), ilmuwan perancis, melakukan percobaan yang mirip dengan percobaan Young. Bahkan Fresnel-lah yang berjasa dalam memberikan teori matematika tentang interferensi dan difraksi cahaya, dan dia menerima penghargaan dari Paris Academy pada tahun 1818.

Keduanya mengemukakan teori gelombang transversal cahaya. Keduanya memandang cahaya sebagai gelombang transversal cahaya yang merambat melalui suatu medium.

THOMAS YOUNG

AUGUSTIN FRESNEL

Page 7: Gelombang Elektromagnetik

Percobaan James Clerk Maxwell (1831 – 1879) seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris (Scotlandia) menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3 x 108 m/s, oleh karena itu Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik

Maxwell mengemukakan sebuah hipotesis sbb : “karena perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka perubahan medan listrik pun akan menimbulkan perubahan medan magnet.

Hipotesis yang diajukan Maxwell didasarkan pada tiga aturan dasar listrik-magnet:

1. Muatan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya ( Hukum Coulomb)

2. Arus listrik atau muatan listrik yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di sekitarnya (Hukum Biot-Savart)

3. Perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik (Hukum Faraday)

JAMES CLERK MAXWELL

Page 8: Gelombang Elektromagnetik

Heinrich Rudolf

Hertz

Beberapa tahun setelah meninggalnya Maxwell, seorang ilmuwan jerman bernama H. Rudolph Hertz (1857-1894) pada tahun 1887 berhasil melakukan percobaan yang menunjukan gejalaperambatan gelombang elektromagnetik.

Heinrich hertz mulai meneliti pemikiran Maxwell tentang keberadaan gelombang radio. Dia menguji bunga api yang bertegangan yang melompat di antara celah dua batang yang berjauhan. Ini menunjukkan gelombang elektromagnetik bergerak menyeberangi lautan.

Page 9: Gelombang Elektromagnetik

Charles-Augustin de Coulomb yang lahir tahun 1736 adalah seorang ilmuwan Perancis yang diabadikan namanya untuk satuan listrik untuk menghormati penelitian penting yang telah dilakukan oleh ilmuwan ini. Coulomb berasal dari keluarga bangsawan yang berpengaruh hingga pendidikannya terjamin. Ia berbakat besar dalam bidang matematika dan belajar teknik untuk menjadi Korps Ahli Teknik Kerajaan. Setelah bertugas di Martinique selama beberapa tahun, ia kembali ke Paris dan di tahun 1779 terpilih menjadi anggota Akademi Ilmiah di tahun 1781. Dia meninggal tahun 1806.

Pada waktu Revolusi Perancis pecah, ia terpaksa meninggalkan Paris tinggal di Blois dengan sahabatnya yang juga ilmuwan, Jean-Charles de Borda (1733-1799). Ia meneruskan berbagai percobaannya dan akhirnya diangkat menjadi inspektur pendidikan di tahun 1802. Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773) dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda. Karyanya di bidang listrik dan magnet yang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara tahun 1785 dan 1789.

Page 10: Gelombang Elektromagnetik

Hans Christian Ørsted (lahir di Rudkøbing, 14 Agustus 1777 – meninggal di Kopenhagen, Denmark, 9 Maret 1851 pada umur 73 tahun) adalah seorang ahli fisika dan kimia Denmark, yang dipengaruhi pemikiran Immanuel Kant. Pada 1820 ia menemukan hubungan antara listrik dan magnetisme dalam eksperimen yang sangat sederhana. Ia menunjukkan bahwa kawat yang dialiri arus listrik dapat menolak jarum magnet kompas. Ørsted tidak menawarkan penjelasan yang memuaskan untuk fenomena ini. Ia pun tidak mencoba menghadirkan fenomena tersebut dalam kerangka matematis.Ørsted bukanlah orang pertama yang menemukan bahwa listrik dan magnetisme itu berkaitan. Ia didahului delapan belas tahun sebelumnya oleh Gian Domenico Romagnosi, seorang cendekia hukum Italia. Catatan tentang penemuan Romagnosi diterbitkan pada 1802 di koran Italia, tetapi tak teperhatikan oleh masyarakat ilmiah.Pada 1825 Ørsted memberi sumbangan penting bagi kimia dengan memproduksi aluminium untuk pertama kali.Unit magnetisme Oersted dinamai menurut namanya.

Page 11: Gelombang Elektromagnetik

Ia mempelajari berbagai bidang ilmu pengetahuan, termasuk elektromagnetisme dan elektrokimia. Dia juga menemukan alat yang nantinya menjadi pembakar Bunsen, yang digunakan hampir di seluruh laboratorium sains sebagai sumber panas yang praktis.Efek magnetisme menuntunnya menemukan ide-ide yang menjadi dasar teori medan magnet. Ia banyak memberi ceramah untuk memopulerkan ilmu pengetahuan ilmu pengetahuan pada masyarakat umum. Pendekatan rasionalnya dalam mengembangkan teori dan menganalisis hasilnya amat mengagumkan.

Penemu generator ( dinamo ) dan salah seorang fisikawan besar dunia, Michael Faraday adalah anak dari keluarga tak mampu. Ia tidak pernah mengenyam pendidikan formal yang tinggi. Ia hanya mengenyam pendidikan dasar (setingkat SLTP sekarang), Faraday menjadi salah satu ilmuan besar hingga sekarang karena ia tekun membaca buku-buku dari tempatnya bekerja sebagai penjilid buku.

Michael Faraday (22 September 1791-25 Agustus 1867) ialah ilmuwan Inggris yang mendapat julukan "Bapak Listrik", karena berkat usahanya listrik menjadi teknologi yang banyak gunanya.

Page 12: Gelombang Elektromagnetik

SIFAT-SIFAT GEM1. Tidak memerlukan medium rambatan.2. Dapat merambat di ruang hampa.3. tidak bermuatan listrik.4. Merupakan gelombang transversal.5. Tidak bermuatan.6. Arah merambatnya lurus,.7. Arah getar gelombang elektromagnetik dan arah rambatnya

saling tegak lurus.8. Memiliki sifat gelombang, dapat mengalami pemantulan

(refleksi), pembiasan (refraksi), dispersi, interferensi, difraksi (lenturan), polarisasi.

Page 13: Gelombang Elektromagnetik

9. Arah rambat tidak dapat dibelokkan dalam medan listrik dan medan magnet

A. Pembiasan GEM adalah pembelokan arah perambatan GEM pada bidang batas antara dua medium yang memiliki sifat yang berbeda dalam merambatkan gelombang.

B. Interferensi GEM adalah perpaduan antara dua GEM atau lebih yang koheren di suatu tempat pada saat yang bersamaan.

C. Difraksi GEM adalah penghamburan atau pelenturan GEM yang disebabkan adanya penghalang berupa celah sempit.

Page 14: Gelombang Elektromagnetik

SPEKTRUM GEM

1. Gelombang Radio 2. Gelombang Mikro 3. Sinar Inframerah (merah>ungu)4. sinar tampak 5. Ultraviolet 6. Sinar X 7. Sinar Gamma

Panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnetik memiliki rentang yang sangat besar, seluruh rentang panjang gelombang dan frekuensi tersebut dinamakan spektrum gelombang elektromagnetik.

Untuk panjang gelombang makin ke bawah makin kecil, sedangkan untuk frekuensi makin ke bawah makin besar

Page 15: Gelombang Elektromagnetik

1. GELOMBANG RADIOgelombang radio digunakan sebagai alat komunikasi yang memiliki daerah frekuensi antara 104 – 108 Hz. Gelombang tersebut digunakan sebagai pembawa informasi dari suatu tempat ke tempat lain yang berjauhan.Pengelompokan gelombang radio:

• Panjang gelombanga) Gelombang panjang (long wave) : 30.000 m – 3.000 m.b) Gelombang menengah (medium wave) : 3.000 m – 300 m.c) Gelombang pendek (short wave) : 300 m - 30 m.d) Gelombang sangat pendek (very sw) : 30 m – 3 m.e) Gelombang ultra pendek (ultra sw) : 3 m – 0,3 m.

• Rentang frekuensia) Frekuensi rendah (low frequency) : 10 kHz – 100 kHz.b) Frekuensi menengah (medim frequency) : 100 kHz – 1 MHz.c) Frekuensi tinggi (high frequency/HF) : 1 MHz – 10 MHz.d) Frekuensi sangat tinggi (very HF) : 10 MHz – 100 MHz.e) Frekuensi ultra tinggi (ultra HF) : 100 MHz – 1 GHz.

Page 16: Gelombang Elektromagnetik

2. GELOMBANG MIKRO gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi (Superhigh

Frequency = SHF) yaitu di atas 3 GHz (3 x 109 Hz) dan panjang gelombang 10-3. Biasanya benda yang menyerap lapisan mikro akan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat, dan proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave. Selain microwave, radar, analisis struktur molekul dan atomik, serta alat komunikasi juga menggunakan gelombang mikro.

3. SINAR INFRAMERAH sinar inframerah merupakan radiasi elektromagnetik dengan panjang

gelombang lebih panjang dari panjang gelombang cahaya merah, namun lebih pendek daripada panjang gelombang radio. Inframerah memiliki frekuensi 1011 Hz – 1014 Hz dan panjang gelombang 10-6 m – 10-3 m . Sinar yang tidak dapat dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah disebut radiasi inframerah.sinar inframerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Getaran elektron-elektron pada suatu atom dapat juga memancarkan gelombang elektromagnetik dalam daerah inframerah.

Page 17: Gelombang Elektromagnetik

4. SINAR TAMPAK Bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi

(dilihat) oleh mata manusia. Sinar tampak berada pada daerah frekuensi yang berkisar antara 7,5 x 1014 – 4,3 x 1014 Hz, dan panjang gelombang berkisar antara 10-6 - 10-7 , dengan spektrum warna yaitu mejikuhibiniu, 7 x 10-7 (merah : memiliki panjang gelombang terpanjang) dan 4 x 10-7 Hz (ungu : memilki panjang gelombang terpendek). Dihasilkan oleh matahari dan lampu.

5. SINAR ULTRAVIOLET sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang yaitu 10-8 – 10-7 m dan

rentang frekuensi yaitu 1015 – 1016 Hz. Sinar ultraviolet dihasilkan oleh atom-atom dan molekul dalam nyala listrik, matahari merupakan sumber utama dari sinar ultraviolet dan membawa lebih banyak energi dari ultraviolet yang lain. Dan karena inilah, gelombang ultraviolet dapat masuk dan membakar kulit (kulit manusia sangat sensitif terhadap sinar ultraviolet matahari, dan juga memungkinkan timbulnya penyakit kanker kulit.

sinar inframerah dapat digunakan di bidang kesehatan seperti (masalah sirkulasi darah, kanker, cacar, encok,dll), untuk mempelajari struktur atom dan molekul menggunakan spektroskop, untuk alarm pencuri, remote control.

Page 18: Gelombang Elektromagnetik

6. SINAR-X Sinar-X ditemukan oleh Wilhem K. Rontgen (1845-1923) pada bulan

November tahun 1985 ketika ia sedang mempelajari sinar katoda. Sinar-X dihasilkan oleh elektron-elektron di bagian dalam kulit elektron atom. Sumber lainnya ialah pancaran yang keluar karena elektron dengan kecepatan tinggi ditumbukkan pada logam, cara ini yang digunakan pada kehidupan sehari-hari.

Sinar-X mempunyai frekuensi 1016 Hz –1020Hz dan panjang gelombang 10-

10 Hz – 10-6 Hz dapat digunakan untuk mengetahui potret kedudukan tulang-tulang dalam tubuh manusia, namun jika menggunakan Sinar-X terlalu lama jaringan sel-sel manusia dapat rusak. Selain itu, juga berguna untuk analisis struktur bahan pada kristal zat padat, dan untuk di bidang industri dapat digunakan untuk menyingkap cacat dan retak tersembunyi dari bagian-bagian logam. Intinya, Sinar-X dapat digunakan untuk melihat bagian dalam benda tanpa harus membedahnya

Page 19: Gelombang Elektromagnetik

7. SINAR GAMMA bentuk radioaktif yang dikeluarkan oleh inti-inti atom tertentu,

mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek, tetapi daya tembusnya besar sekali sehingga dapat menembus pelat timbel atau pelat besi setebal beberapa sentimeter karena mempunyai energi yang besar. Sinar ini dapat berbahaya dan dapat membunuh sel hidup, terutama sinar gamma tingkat tinggi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir, seperti ledakan bom nuklir.

Page 20: Gelombang Elektromagnetik

APLIKASI GEM DALAM KEHIDUPAN

Dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik, manusia dapat melakukan pengiriman informasi jarak jauh. Gueglielmo Marconi (1874-1937) pada tahun 1890-an menemukan dan mengmbangkan telegraf tanpa kabel. Dengan alat ini, pesan dapat dikirim sejauh ratusan kilometer tanpa memerlukan kabel. Sinyal yang pertama hanya terdiri atas pulsa panjang dan pendek yang dapat diterjemahkan menjadi kata-kata melalui kode, seperti “(,)” dan “(-)” dalam kode Morse.

Pada dekade berikutnya dikembangkan tabung vakum, sehingga tercipta radio dan televisi. Proses pengiriman informasi suara (audio) pada radio diubah menjadi sinyal listrik dengan frekuensi sama oleh mikrofon, kemudian sinyal ini digabungkan dengan sinyal lain yang bergetar sangat cepat, gabungan sinyal diubah menjadi gelombang radio untuk kemudian dipancarkan melalui antena.

Page 21: Gelombang Elektromagnetik

Pemancar televisi juga bekerja dengan cara yang sama dengan pemancar radio dengan menggunakan modulasi FM tapi yang dicampur dengan frekuensi pembawa adalah sinyal audio dan video

Pencampuran frekuensi audio dan pembawa dilakukan dengan dua cara, yaitu modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi. Pada modulasi amplitudo (AM), amplitudo gelombang pembawa yang frekuensinya lebih tinggi dibuat bervariasi mengikuti sinyal audio, sementara pada modulasi frekuensi, frekuensi gelombang pembawa diubah-ubah menikuti sinyal audio.

Sinyal radio merambat lewat udara dan ditangkap oleh semua antena radio penerima yang terletak di dalam wilayah siaran, kemudian sinyal suara dipilah sedemikian rupa hingga menghasilkan frekuansi yang khas dari setiap stasiun.