Pernahkah kamu mendengar bahwa cahaya yang kita lihat hanyalah “sebagian kecil” dari gelombang yang ada di alam? Sebenarnya, ada banyak jenis gelombang lain—mulai dari gelombang radio untuk siaran musik, sinar inframerah yang digunakan remote TV, hingga sinar-X untuk memeriksa tulang. Semua gelombang ini termasuk dalam spektrum elektromagnetik.
Spektrum elektromagnetik adalah urutan gelombang elektromagnetik yang dibedakan berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Meskipun berbeda-beda, semua gelombang ini bergerak dengan kecepatan yang sama di ruang hampa, yaitu kecepatan cahaya.
Pemikiran Maxwell tentang Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik mulai dikenal pada abad ke-19 berkat karya James Clerk Maxwell (1831–1879). Maxwell menggabungkan berbagai hukum tentang medan listrik dan medan magnet dari teori Oersted, Faraday, dan Ampere.
Dalam percobaannya, Maxwell menggunakan bola isolator yang diberi muatan positif dan negatif, ditempatkan pada ujung-ujung pegas. Getaran harmonik yang terjadi menyebabkan jarak antar bola berubah-ubah, sehingga medan listrik di sekitarnya ikut berubah. Perubahan ini memicu timbulnya medan magnet yang juga berubah secara periodik, membentuk gelombang elektromagnetik yang merambat ke segala arah.
Perambatan Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang transversal di mana medan listrik (EE) dan medan magnet (BB) bergetar saling tegak lurus satu sama lain serta tegak lurus terhadap arah rambatnya.
Besar kecepatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa:
Jika gelombang merambat pada medium selain hampa, kecepatan perambatannya:
Hipotesis Maxwell terbukti benar berkat percobaan Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) pada tahun 1887. Hertz menggunakan kumparan primer dan sekunder yang dihubungkan ke bola elektroda, serta loop kawat dengan celah kecil. Ketika arus listrik di kumparan berubah cepat, timbul GGL induksi yang memicu loncatan bunga api antara elektroda. Loncatan serupa juga terdeteksi di loop kawat, membuktikan adanya gelombang elektromagnetik yang merambat dari sumber ke penerima.
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik:
Hubungan antara kecepatan rambat, frekuensi, dan panjang gelombang:
Rangkaian Jenis Gelombang Elektromagnetik
Urutan spektrum dari frekuensi rendah ke tinggi (atau panjang gelombang besar ke kecil) adalah:
Gelombang Radio
| Jenis Gelombang | Frekuensi | Panjang Gelombang |
|---|---|---|
| Gelombang radio — | Hz — <span data-tex="<{10}^{9}"></span> Hz | > 0,3 m — |
| Gelombang mikro — | Hz — <span data-tex="{10910}^{9}-{101110}^{11}"></span> Hz | 3 mm – 0,3 m — |
| Sinar inframerah — | Hz — <span data-tex="{10}^{11}-{10}^{14}"></span>Hz | 3 μm – 3 mm — |
| Cahaya tampak — | Hz — <span data-tex="{10}^{14}-{10}^{15}"></span> Hz | 0,3 μm – 3 μm — |
| Sinar ultraviolet — | Hz — <span data-tex="={10}^{15}-{10}^{17}"></span>Hz | 3 nm – 0,3 μm — |
| Sinar-X — | Hz — <span data-tex="{10}^{17}-{10}^{20}"></span>Hz | 3 pm – 3 nm — |
| Sinar gamma — | Hz — <span data-tex=">{10}^{20}"></span> Hz | < 3 pm — |
Gratis — tolong sebarkan
Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.
Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp