MAKALAH MATA KULIAH GELOMBANG

“GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK”

Disusun oleh:

1. Fitriyana (NIM. 06091011039)

2. Feni Kurnia (NIM. 06091011035)

3. Dwi Agustine A (NIM. 06091011

4. Indri Pratiwi (NIM. 06091011

5. Dian fatriyani Pertiwi (NIM. 06091011036)

6. Fika Nurul Hidayati (NIM. O6o91011038)

7. Revi Celviani (NIM. 06091011037)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2011

Y

X

Z

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat

walau tidak ada medium. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang

transversal yang gangguannya berupa medan listrik E dan medan magnet B saling

tegak lurus dan keduanya tegak lurus arah rambat gelombang. Karena gangguan

gelombang elektromagenik adalah medan listrik dan medan magnetik maka

gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam vakum. Semua jenis

gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan kecepatan sama yaitu

c = 3 x 108 m/s yang disebut denan tetapan umum.

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) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang

gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi

yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti

radiasi X-ray dan Gamma Ray.

1. Gelombang Radio

Medan listrik

Medan Magnet

Arah Gelombang

Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau

frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti 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 elektronika yang disebut osilator.

Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula.

Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan

mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi.

  

2. Gelombang mikro

Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan

frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh

sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan

menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang

waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave

oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis.

Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio

Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah

benda dengan menggunakan 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.

3. Sinar Inframerah

Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau

daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa

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 dapat dideteksi di atas spektrum

merah itu disebut radiasi inframerah.

Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang

bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan

sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada

suhu dan warna benda. 

4. Cahaya tampak

Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh

kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik

yang dapat 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) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya

salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang

telekomunikasi dan kedokteran.

5. Sinar Ultraviolet 

Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016

Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini

dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah 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

dibumi.

6. Sinar X 

Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang

gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi

sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal

beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.    

7. Sinar Gamma

Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau

panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang

menyebabkan efek yang ser jika diserap oleh jaringan tubuh. 

Frekuensi semakin Tinggi

Panjang gelombang semakin Besar

Gel radio gel mikro inframerah sinar tampak UV sinar X sinar γ

Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1.  Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium

2. Gelombang Elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

3. Gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan listrik sehingga

bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik.

4. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami pemantulan (refleksi),

pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi),

pengutuban (polarisasi).

5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan,

sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus.

Konsep Gelombang Elektromagnetik

Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis

Maxwell “James Clark Maxwell ” dengan mengacu pada 3 fakta relasi antara

listrik dan magnet yang sudah ditemukan :

a. percobaan Oersted yang berhasil membuktikan : arus listrik dalam

konduktor menghasilkan medan magnet disekitarnya (jarum kompas

menyimpang bila di dekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik)

b. percobaan Faraday yang berhasil membuktikan batang konduktor yang

menghasilkan GGL induksi pada kedua ujungnya bila memotong medan

magnet

c. percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnetik pada

kumparan menghasilkan arus induksi dalam kuparan tersebut

Didasarkan pada penemuan Faraday “Perubahan Fluks magnetik dapat

menimbulkan medan listrik” dan arus pergeseran yang sudah dihipotesakan

Maxwell sebelumnya, maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru : “Jika

perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan Fluks

listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet” Hipotesa ini dikenal

dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet.

Bila Hipotesa Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik

akan mengakibatkan medan magnet yang juga berubah serta sebaliknya dan

keadaan ini akan terus berulang. Medan magnet atau medan listrik yang muncul

akibat perubahan medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak

(merambat) menjauhi tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan

magnet inilah yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik. Kebenaran

Hipotesa Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik pada akhirnya

dibuktikan oleh “ Heinrich Hertz”

Y+

x+

Z+

E dy

A

B C

D

dx

Maxwell menyatakan bahwa gangguan pada gelombang elektromegnetik

berupa meda listrik dan medang magnetik yang selalu saling tegak lurus, dan

keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang.

Rumus cepat rambat gelombang elektromagnetik Maxwell:

c : cepat rambat gelombang elektromagnetik = 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108 m/s

μ0 : permeabilitas vakum = 4π x 10-7 Wb A-1 m-1

ε 0 : permitivitas vakum = 8,85418 x 10-12 C2N-1m-2

Pada pembicaraan kita mengenai gelombang elektromagnetik, kita batasi

pada gelombang elektromagnetik yang mempunyai medan listrik E⃗ sejajar sumbu

Y, induksi magnetik B⃗ sejajar sumbu Z dan E⃗ tegak lurus B⃗, sedangkan sumbu x

adalah arah rambat.

c= 1

√ μ0 ε0

Vektor medan listrik dar gelombang elektromegnetik sejajar sumbu y

Sumbu x merupakan arah rambatgelombang elektromagnetik

Y+

x+

Z+

B P

Q R

S

Ambil kontur : ABCDA pada medan listrik, maka:

∮ABCDA

E⃗ .d⃗l=∫A

B

E⃗ d⃗l+∫B

C

E⃗ d⃗l+∫C

D

E⃗ d⃗l+∫D

A

E⃗ d⃗l

¿−Ey dy+0+E 'y dy+0

¿ (E 'y−Ey )dy

¿∂ Ey dy=∂ E y

∂ xdx dy , jika ∂ E y=E'

y−E y

∮ABCDA

B⃗ .⃗ dA=BZ dx dy ; maka∂∂ t∮ B⃗ d⃗A=

∂ BZ

∂ t(dxdy )

Menurut hukum Henry Farady

∮L

E⃗ . d⃗l=−∂∂t

∮ B⃗ . d⃗A

∂ Ey

∂ xdx dy=

−∂ BZ

∂ tdxdy atau

∂ Ey

∂ x=

−∂ BZ

∂ t( pers .1)

Lihat kontur PQRSP pada bidang X-Z (medan magnet) pada gambar di atas.

Vektor induksi magnetik dari gelombang elektromagnetik sejajar sumbu Z, sumbu X mrupakan arah rambat

∮PQRSP

B⃗ . d⃗l=∫P

Q

B⃗ d⃗l+∫Q

R

B⃗ d⃗l+∫R

S

B⃗ d⃗l+∫S

P

B⃗ d⃗l

¿ BZ dz+0−B'Z dz+0

¿ (BZ−B 'Z )dz=−(B'

Z−BZ )dz

¿−∂ BZ

∂ xdz dy , jika d BZ= (B 'Z−BZ )

∮PQRSP

B⃗ .⃗ dA=Ey dx dz

Menurut hukum Ampere- Maxwell:

∮L

B⃗ . d⃗l=ε 0 μ0ddt∮ E⃗ . d⃗A+μ0 I (dalam vakumi=0 ; ρ=0 ) ;

∂ BZ

∂ xdx dz=ε0 μ0

ddt

( Ey dx dz ) atau

∂ BZ

∂ x=−ε0 μ0

∂ E y

∂ t( pers .2)

Jika (pers.1) kita turunkan terhadap x:

∂∂ x ( ∂ Ey

∂ x )=−∂∂ x ( ∂ BZ

∂ t )atau∂2 Ey

∂ x2 =−∂2 B z

∂ x ∂t

Dan (pers.2) kita turunkan tehadap t:

∂∂ t ( ∂ B z

∂ x )=−ε0 μ0∂∂t ( ∂ E y

∂ t )atau∂2 B z

∂ x ∂ t=−¿−ε0 μ0

∂ ² Ey

∂ t ²

Kita peroleh:

∂ ² Ey

∂t ²= 1

ε0 μ0

∂ ² Ey

∂ x ²(pers .3)

(Pers.3) menunjukkan bahwa medan listrik merambat sepanjang sumbu x dengan

kecepatan:

c= 1

√ μ0 ε0

Jika (pers.1) kita turunkan terhadap t:

∂∂ t ( ∂ Ey

∂ x )=−∂∂t ( ∂ B z

∂ t )atau∂ Ey

∂ x ∂ t=

∂ ² B z

∂ t ²

Dan (pers.2)kita turunkan terhadap x:

∂∂ x ( ∂ B z

∂ x )=−μ0 ε0∂

∂ x ( ∂ E y

∂t )atau

∂2 B z

∂ x2 =−μ0 ε0

∂2 E y

∂ x ∂ t, atau

∂ ² B z

∂ t ²= 1

ε0 μ0

∂ ² B z

∂ x ²( pers .4 )

(Pers.4) menunjukkan bahwa mwwdan magnet merambat sepanjang sumbu x

dengan kecepatan c=1

√ μ0 ε0

1

√μ0 ε0

diberi notasi c (cepat rambat cahaya dalam vakum), karena secara

eksperimen, henry Hertz mandapatkan bahwa 1

√μ0 ε0

=2,9279 x 108 m /s, sama

denagn cepat rambat cahaya dalam vakum. (Pers.3) dan (pers.4) mempunyai

solusi umum :

E y=E sin k ( x−ct )=E sin (kx−ωt) (per. 5)

Bz=Bsin k (x−ct )=B sin(kx−ωt) (pers.6)

Gelombang dari medan listrik E⃗dan medan magnet B⃗ mempunyai fase sama, E

dan B adalah amplitudo dari masing-masing gelombang dan mempunyai

hubungan sebagai berikut.

Apabila (pers.5) dan (pers.6) masing-masing kita turunkan terhadap x dan t:

∂ Ey

∂ x=k E cos k (x−ct )

∂ B z

∂ t=k c B cos k (x−ct)

Sedangkan menurut (pers.1) :

∂ Ey

∂ x=

−∂ B z

∂t

k E cos k (x−ct )=−( k c B cosk ( x−ct ) ) atau

Hubungan Antara Amplitudo Kuat Medan Listrik dan Amplitudo Kuat

Medan Magnet

Berdasarkan persamaan maxwell, solusi terbaik dari gelombang bidang

elektromagnetik adalah suatu gelombang E dan B berubah terhadap x dan t seusai

dengan persamaan:

Untuk mendapatkan hubungan antara Em dan Bm maka ∂ E∂ x

=∂ B∂ t

∂ E∂ x

=∂ B∂ t

B B

CC

E E

Y

X

Z

E = Em cos (kx-ωt) ; dengan c=ωk

=λf

B = Bm cos (kx-ωt)

Ket : Em = Nilai maxsimum amplitudo kuat medan

listrik

Bm = Nilai maxsimum amplitudo kuat medan

magnetik

|E|=c|B|

90°S

B

E

∂(Emcos (kx−ωt ))∂ x

=∂(Emcos ( kx−ωt ))

∂ t

−k Emsin (kx−ωt )=−ωBmsin ( kx−ωt )

k Em=ω Bm

Persamaan Vektor Pointing (S)

Laju energi yang dipindahkan melalui gelombang elekrtomagnetik disebut

poynting ( lambang S ). Dan didefinisikan oleh persamaan vektor:

S= 1μ0

E x B sin θ

S= 1μ0

E x B sin 90 °

S= 1μ0

E x B= EBμ0

S=E ( E

c)

μ0

=( B . c ) B

μ0

EmBm

=c=v

E dan B saling tegak lurus

EB

=c makaEc=B ;E=B . c

S= E2

μ0 c=B2 c

μ0

Karena E2=Em2 sin2(ωt−kx)

B2=Bm2 sin2(ωt−kx )

sin2(ωt−kx )=12

S= E2

μ0 c=B2 c

μ0

S=Em

2 sin2 (ωt−kx )μ0 c

=c . Bm

2 sin2 (ωt−kx )μ0

S=Em

2 (12)

μ0c=

c .Bm2 ( 1

2)

μ0

S=Em(Bm c)

2 μ0 c=

c . Bm(Em /c)2 μ0

S= E2

μ0 c=B2 c

μ0

Dimana S=¿ vektor poynting P = daya

Em= kuat medan listrik A = luas penampang

Bm = kuat medan magnet

Intensitas Gelombang Elektromagnetik

Kita ketahui rapat energi listrik:

EL=12

ε0|⃗E|²

Rapat energi magnet:

EB=12

ε 0|B⃗|2=1

21μ0

1

c2|E⃗|2

=12

ε 0|E⃗|2

Jadi rapat energi total (rapat energi elektromagnetik):

ETotal=EL+ EB=ε0|E⃗|2

Intensitas gelombang elektromagnetik;

I=cE=c ε0|E⃗|2

Intensitas rata-rata gelombang elektromagnetik adalah;

I rata−rata=cE=c ε0|E⃗|2rata−rata

Dalam hal gelombang elektromgnetik harmonik, maka;

Erata−rata=|E⃗|2sin ² k (x−ct )rata−rata=

12|E⃗|2

Jadi intensitas rata-ratanya adalah:

S=Em Bm

2 μ0

= PA

ETotal=ε0|E⃗|2

y1

y1

L

d

Sedangkan momentum persatuan volumenya p= Ec

, jadi;

|p⃗|2=

ε0 E2

c

Difraksi Cahaya

Difraksi maksimum

n = 0,1,2,3,…

Difraksi merupakan pembelokan gelombang di sekitar suatu penghalang atau pinggir celah.

Cahaya yang melewati sebuah celah sempit yang seukuran dengan panjang gelombang cahaya, mengalami lenturan atau Difraksi. Utuk difraksi celah tunggal yang kita amati adalah pita gelap. Pita gelap ke – n terjadi jika,

Difraksi minimum

𝑑sin𝜃 = 𝑛 𝜆 ; 𝜆= 𝑑sin𝜃𝑛

n = 1,2,3,…

n = 1 untuk pita gelap ke – 1, n = 2 untuk pita gelap ke – 2,….

d sin θ=(n+ 12) λ

I rata−rata=cE=12

cε 0|E⃗|2

|p⃗|2=ε0|E⃗|x|⃗B|

n = 0 untuk pita terang pusat, n = 1 untuk pita terang ke – 1,….

θ = sudut simpang (Sudut Deviasi).

d= lebar celah

Lebar pita terang pusat = 2y1, dengan y1 adalah jarak pita gelap ke - 1 dari titik tengah terang pusat , dihitung sebagai berikut :

Dengan L adalah jarak celah tunggal ke layar.

Perbesaran Sistem Alat Optik dibatasi oleh Difraksi

Suatu kriteria yang menyatakan bagaimana bayangan dari dua dua benda titik yang masih dapat dipisahkan dengan baik oleh suatu lensa, pertama diusulkan oleh Lord Rayleigh (1887-1905), disebut kriteria Rayleigh, yang berbunyi sebagai berikut:

“Dua benda titik tepat akan dapat pisahkan jika pusat dari pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan minimum pertama dari pada difraksi benda titik dua”

Ukuran sudut pemisahan agar dua benda titik masih dapat dipisahkan secara tepat brdasarkan kriteria Rayleigh disebut batas sudut resolusi atau sudut resolusi minimum (lambang θm), dinyatakan oleh:

sin θm=1,22 λd

Karena sudut θm sangat kecil maka sin θm ≈ θm , sehingga persamaan menjadi

θm=1,22λd

Jarak pisah terpendek dari dua benda titik dimana bayangan yang dihasilkannya masih dapat ditampilkan sebagai dua titik terpisah yang disebut btas resolusi atau daya urai alat optik (dm)

Karena sudut θm sangat kecil maka tan θm ≈ θm ≈ dm

L

d y1

L=λ atau y1=

L λd

Sumber cahaya

dS1

S2 R

P

y

L

Layar

o

dm

L=1,22

λd

Dengan : θm = sudut resolusi minimum (radian)

λ = Panjang gelombang (m)

d = Diameter bukaan alat optik (m)

dm = batas resolusi atau daya urai lensa (m)

L = jarak benda dari lensa (m)

Interferensi Cahaya

Ketika kedua gelombang yang berpadu sefase (beda fase 0, 2𝞹, 4 𝞹,..../ 0, 𝞹, 2 𝞹, 3 𝞹,....) maka yang terjadi adalah interferensi konstruktif9 saling menguatkan) dan gelombang memiliki amplitudo maksimum. Sedangkan ketika

gelombang yang berpadu berlawanan fase ( beda fase: 𝞹, 3 𝞹, 5 𝞹, .../ ½ 𝞹, 1 ½ 𝞹,...) maka yang terjadi adalah interferensi destruktif ( saling melemahkan) an gelombang memiliki amplitudo nol.

Sudut OQP = sudut S2 S1R karena di depan sudut θ adlah 90° (sama) sehingga θnya juga sama.

sin θ=S2 R

S1 S2

=S2 R

d; dimana S1 S2=d

S2 R=d sin θ

dm=1,22λd

L

Q

Intensitas cahaya di P adaah resultan intensitas cahaya datang dari S1 dan S2.

Lintasan S1P lebih pendek daripada lintasan S2P. Selisihnya disebut beda lintasan.

Apabila S2P dipotong di titik R maka lintasan S1P= RP∆ S=¿ S2P- S1P = S2R

∆ S=d sin θ

Interferensi maksimum terjadi jika fase sama, karena sefase maka ini terjadi pada pita terang ( interferensi konstruktif) sehingga beda lintasannya;

Interferensi minimum terjadi jika berlawana fase (Destruktif) atau beda lintasannya ½ λ, 1 ½ λ, 2 ½ λ,...

Jarak pita terang dan gelap ke ke-n ke terang pusat

Kisi Difraksi

Kisi difraksi merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan pola interferensi yang lebih tajam pada layar yang memiliki celah dengan lebar sama dan jarak antar celah yang berdekatan juga sama.

Tetapan kisi garis terang

d= 1N

;d sin θ=n λ ;n=0,1,2 , …

n= 0 menyatakan maksimum orde ke nol atau pusat terang, n =1 menyatakan maksimum orde ke-1(garis terang ke-1), dan seterusnya.

Polarisasi Cahaya

∆ S=d sin θ=n λ

n= 0, 1,2,3,...

∆ S=d sin θ=(2 n−1 )1/2 λ

n = ½ λ, 1 ½ λ, 2 ½ λ,...

Untuk pita terang

d sin θ=n λ, sin θ≈ tan θ ≈ yL

d ( yL)=n λ

y=n λ Ld

Untuk pita gelap

d sin θ=(n+1) λ

y=(n+1)λ L

d

Bahan polarisasi Intensitas cahaya terpolarisasi (I1)

Sumbub transmisiArah rambat gelombang

Intensitas cahaya terpolarisasi (I0)

90°

Sinar datang

Sinar bias (terpolarisasi sebagian)

Sinar pantul (terpolarisasi sempurna)

Polarisasi cahaya yaitu merupakan terserapnya sebagian arah getar cahaya. Cahaya yang mempunyai satu arah getar saja disebut cahaya terpolarisasi linear. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal. Ada empat cara untuk memperoleh cahaya terpolarisasi:

1. Penyerapan selektif2. Pemantulan3. Pembiasan ganda4. Hamburan

Polarisasi dengan penyerapan selektif,

Menurut hukum malus:

Maka intensitas cahaya yang diteruskan oleh sistem polaroid mencapai maksimum kedua sumbu transmisi atau polarisasi adaah sejajar (θ= 0°/ 180°) dan mencapai minimum jika kedua sumbu polarisasi saling tegak lurus (θ= 90°).

Polarisasi dengan pemantulan

Malus menemukan cahaya terpolarisasi akibat pemantulan yaitu melalui dua medium. Ada tiga keungkinan yang terjadi pada cahaya yang dipantulkan yaitu:

1. Cahaya pantul tak terpolarisasi ( sudut datang 0°/90°)2. Cahaya pantul terpolarisasi sebagian (sudut datang 0°<θ <90°)3. Cahaya pantul terpolarisasi sempurna.

θB

Sudut datang yang menghasilkan sinar pantul terpolarisasi sempurna disebut sudut polarisasi atau sudut Brewster (θB ¿.

θB+90 °+θ2=180 °

θ2=90 °−θB

I 2=I 1cos2θ=12

I 0 cos2θ

I 1=12

I0

Gunakan persamaan dasar pembiasan:

n1 sin θ1=n2sin θ2

n1 sin θB=n2 sin θ2

sin θB

sinθ2

=n2

n1

sin θB

cosθ2

=n2

n1

Jika cahaya datang dari udara (n1=1) menuju ke bahan dengan indeks bias n maka;

tanθB=n1

tanθB=n

Persamaan ini disebut dengan hukum Brewster.

Efek Dopler Pada Gelombang Elektromagnetik

Efek dopler pada gelombang elektromagnetik misalnya cahaya adalah

perubahan frekuensi jika sumber cahaya bergerak. Frekuensi akan menjadi rendah

jika sumber cahaya menjauhi pengamat, berarti 𝝀 menjadi besar. Untuk cahaya

tampak, 𝝀 besar berada pada daerah warna merah, berarti jika terjadi pergerakan sumber cahaya yang menjauh maka spektrum cahaya akan bergeser ke arah warna merah. Misal:

Sudut datang yang menghasilkan sinar pantul terpolarisasi sempurna disebut sudut polarisasi atau sudut Brewster (θB ¿.

θB+90 °+θ2=180 °

θ2=90 °−θB

tanθB=n2

n1

sebuah bintang di langit yang bergerak menjauhi bumi,maka warna bintang akan beralih ke warna merah.Dalam efek Doppler untuk gelombang bunyi, kecepatan bunyi

berperan penting dan kecepatan ini bergantung pada medium sebagai acuan.

Misalnya, kecepatan bunyi terhadap acuan udara bergerak berbeda dengan

kecepatan bunyi terhadap acuan udara diam. Kontras dengan gelombang bunyi,

kecepatan rambat gelombang elektromagnetik juga sama, baik diukur relatif

terhadap pengamat bergerak maupun relatif terhadap pengamat yang bergerak

dengan kecepatan tetap.

Ketika gelombang elektromagnetik, sumber gelombang, dan pengamat

bergerak sepanjang garis lurus yang sama melalui vakum, maka untuk vrell << c

fp = frekuensi yang di terima pengamat (Hz)

fs = frekuensi yang dipancarkan sumber gelombang (Hz)

vrel = kecepatan antara sumber dan pengamat saling relatif.

c = kecepatan cahaya dalam vakum

efek Doppler terutama digunakan untuk menentukan laju gerak

kendaraan. Radar adalah suatu detektor yang dapat mengukur jarak

denganmenggunakan gelombang mikro (𝝀= 3 cm), yaitu dengan mengukur waktu gema pada saat gelombang dipantulkan kembali. Berikut adalah contoh aplikasi radar.1. Radar untuk menentukan kecepatan gerak (radar Doppler)2. Menentukan posisi pesawat udara atau benda-benada

lain(mengukur jarak).3. Mengamati lalu lintas untuk kendaraan yang melebihi kecepatan

maksimum yang diizinkan.

f p=f s ±vrell

c

Daftar Pustaka

Sarajo, Abi Ganijanty. 2011. Gelombang dan Optika untuk Universitas. Jakarta: Salembateknika.

Riyn. 2010. Gelombang elektromagnetik. http://riyn.multiply.com/journal/item/48/Gelombang_elektromagnetik. diakses pada tanggal 22 oktober 2011

Syafira.2011. gelombang elektromagnetik. http://www.slideshare.net/ruypudjo/a1-gel-elektromagnetik-syafira/download. diakses pada tanggal 22 oktober 2011.

Mohtar. 2011. Gelombang elektromagnetik ppt. http://www.uns.ac.id. diakses pada tanggal 22 oktober 2011.

Nurwani. 2010. Gelelektromagnetikppt. http://www.slideshare.net/nurwani/gelombang-elektromagnetik/download. diakses pada tanggal 22 oktober 2011.

kanginan, marthen. 2002. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga.