teori maxwell

TEORI MAXWELL
TEORI MAXWELL
• Maxwell adalah salah seorang ilmuwan fisika yang
berjasa dalam kemajuan ilmu pengetahuan serta
teknologi yang berhubungan dengan gelombang.
• Maxwell berhasil mempersatukan penemuanpenumuan dari berbagai fisikawan, diantaranya
Ampere dan Michael Faraday.
• Tahun 1864, ia membuktikan bahwa gelombang
elektromagnetik ialah gabungan dari osilasi medan
listrik dan magnetik.
TEORI MAXWELL
Bunyi hipotesis Maxwell:
“Apabila perubahan medan magnetik dapat menimbulkan
medan listrik, maka sebaliknya perubahan medan listrik
pun dapat menimbulkan medan magnetik.”
Dalam penelitiannya, ia menemukan bahwa cepat
rambat gelombang elektromagnetik sama dengan
cahaya, sehingga keduanya sama.
𝐶=
1
µ₀𝜀𝜀
C = cepat rambat gelombang
elektromagnetik (2,998 x 108 m/s)
μ₀ = permeabilitas ruang hampa (4π x
10-7 Wb/Am)
ε₀ = permitivitas ruang hampa
(8,85418 x 10-12C2/N m2)
TEORI MAXWELL
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik:
 Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi
pada saat yang bersamaan sehingga kedua medan
memiliki harga maksimum dan minimum pada saat
yang sama dan pada tempat yang sama.
 Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak
lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah
rambat gelombang
 Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
tranversal.
 Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan,
interferensi, difraksi juga polarisasi.
TEORI MAXWELL
 Besar medan listrik dan medan magnet (E = cB)
 Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan
magnet karena gelombang elektromagnetik tidak
memiliki muatan
 Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan
kecepatan di udara (3 x 108 m/s).
PERCOBAAN HERTZ
Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman, Heinrich
Rudolph Hertz (1857 – 1894) membuktikan bahwa
gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
tranversal.
•
•
•
Melalui eksperimennya ini, Hertz berhasil membangkitkan gelombang elektromagnetik dan
terdeteksi oleh bagian penerimanya.
Eksperimen ini berhasil membuktikan bahwa
gelombang elektromagnetik yang awalnya hanya
berupa rumusan teoritis dari Maxwell, benar-benar
ada sekaligus mengukuhkan teori Maxwell tentang
gelombang elektromagnetik.
Jadi Hertz adalah orang yang mengukuhkan sekaligus
membuktikan kebenaran teori Maxwell.
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik:
• Dapat merambat dalam ruang hampa
• Merupakan gelombang transversal
• Merambat dalam arah lurus (tak terpengaruh medan
listrik dan medan magnetik)
• Dapat mengalami pemantulan (refleksi)
• Dapat mengalami pembiasan (refraksi)
• Dapat mengalami perpaduan (interferensi)
• Dapat mengalami lenturan (difraksi)
• Dapat mengalami pengkutuban (polarisasi)
SPEKTRUM GELOMBANG
ELEKTROMAGNET
• Gelombang elektromagnetik terdiri dari
berbagai gelombang yang berbeda frekuensi
dan panjang gelombang, tetapi memiliki
kecepatan rambat yang sama, yaitu 3 x 108
m/s.
• Hubungan antara frekuensi (f), panjang
gelombang (λ), dan cepat rambat gelombang
elektromagnetik (c) memenuhi persamaan:
c=f.λ
Spektrum Gelombang Elektromagnetik berdasarkan urutan
kenaikan frekuensi atau penurunan panjang gelombang
No
Gelombang
Panjang
Gelombang (λ)
1 mm – 10.000 km
1
2
Gelombang radio dan
mikro
Inframerah
3
Cahaya tampak
400 – 720 mm
4
Ultra violet
10 – 400 mm
5
Sinar-X
0,01 - 10 mm
6
Sinar Gamma (γ)
0,0001 – 0,1 mm
0,001 – 1 mm
GELOMBANG RADIO
• Memiliki jangkauan frekuensi yang cukup luas. Biasanya
dihasilkan oleh rangkaian isolator dalam alat-alat elektronika.
• Pada sistem siaran radio komersial biasanya digunakan dua
jenis sistem modulasi, yaitu AM (Amplitudo Modulation) dan
FM (Frequency Modulation).
1. AM: jangkauan luas karena dapat dipantulkan oleh lapisan
ionosfer, tapi dapat terpengaruh gejala kelistrikan dan
kemagnetan di udara sehingga akan menimbulkan derau.
2. FM: jangkauan sempit karena tidak dapat dipantulkan oleh
lapisan ionosfer tapi tidak terpengaruh gejala kelistrikan
dan kemagnetan di udara, sehingga hasil suara jernih.
Spektrum gelombang radio dipisahkan dalam pita-pita frekuensi atau
panjang gelombang seperti pada tabel:
No
Frekuensi (Hz)
Panjang Gelombang (m)
Manfaat
1
3 x 10-3 - 3 x 104
Very Low Frequency
104 - 105
Very Long Wave
Pengiriman pesan
pada kapal selam
2
3 x 104 - 3 x 105
Low Frequency
103 - 104
Long Wave
Transmisi navigasi
jarak jauh
3
3 x 105 - 3 x 106
Medium Frequency
102 - 103
Medium Wave
Siaran radio
komersial
4
3 x 106 - 3 x 107
High Frequency
10 - 102
Short Wave
Komunikasi radio
amatir
5
3 x 107 - 3 x 108
Very High Frequency
1 - 10
Very Short Wave
Komunikasi pesawat
udara, kapal laut,
dan radio mobil
siaran tv
6
3 x 108 - 3 x 109
Ultra High Frequency
10-1 - 101
Ultra Short Wave
GELOMBANG MIKRO
• Gelombang mikro dalah gelombang elektromagnetik
dengan frekuensi super tinggi yaitu diatas 3 GHz (3 x 109
Hz).
• Apabila suatu benda menyerap gelombang mikro, maka
akan timbul efek panas pada benda tersebut.
• Proses ini dimanfaatkan sebagai prinsip kerja oven
microwave dan radar dengan frekuensi sekitar 1010 Hz.
• Apabila selang waktu pengiriman dan penerimaan pulsa ke
dan dari sasaran adalah (Δt) ,maka jarak sasaran ke pusat
radar (s) dapat ditentukan dengan rumus:
𝒔 =
𝒄Δ𝒕
𝟐
SINAR INFRAMERAH
• Inframerah adalah radiasi elektromagnetik yang panjang
gelombangnya lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi
lebih pendek dari radiasi gelombang radio.
• Sinar inframerah dapat dibedakan menjadi tiga daerah,
yaitu:
1. Inframerah jarak dekat dengan λ = 0.75 – 1.5 µm (3 x 10-6
m – 7,8 x 10-7 m)
2. Inframerah jarak menengah dengan λ = 1.50 – 10 µm (3 x
10-5 m - 3 x 10-6 m)
3. Inframerah jarak jauh dengan λ = 10 – 100 µm (10-3 m – 3
x 10-5 m)
• Karakteristik sinar inframerah antara lain :
1. Dapat menembus materi yang tidak tembus pandang
2. Dapat dilihat oleh manusia
3. Ditimbulkan oleh komponen memiliki hubungan yang
berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu
4. Panjang gelombang pada inframerah, maka panjang
gelombang mengalami penurunan.
• Sinar inframerah dimanfaatkan dalam bidang industri, medis
dan astronomi.
SINAR TAMPAK
• Sinar tampak (cahaya) adalah sinar yang dapat membantu
indra penglihatan.
• Cahaya yang tampak atau cahaya yang ada dalam kehidupan
sehari-hari disebut warna komplementer.
Misalnya suatu zat akan berwarna oranye bila menyerap
warna biru dari spektrum sinar tampak. Atau suatu zat akan
berwarna hitam bila menyerap semua warna yang terdapat
pada spektrum sinar tampak.
SINAR ULTRAVIOLET
• Sinar ultraviolet adalah sinar yang dihasilkan oleh atomatom dan molekul-molekul dalam loncatan listrik.
• Panjang gelombangnya adalah 400nm – 10nm.
• Sebagian besar sinar ultraviolet dihasilkan oleh matahari,
dan diserap oleh lapisan ozon pada lapisan ionosfer di
ketinggian 80 km.
SINAR X (X-RAY)
• Sinar X/X-Ray/Rontgen merupakan sinar yang dihasilkan
akibat tumbukan elektron berkecepatan tinggi pada logam.
• Panjang gelombangnya adalah 10nm – 0,01 nm, dan
frekuensinya 3 x 1016 Hz - 3 x 1019 Hz.
• Sinar-X banyak digunakan dalam bidang kedokteran
(diagnosis dan terapi medis) maupun dalam bidan industri
(analisis struktur bahan).
SINAR GAMMA
• Sinar gamma merupakan sinar yang dihasilkan zat radioaktif
atau sinar kosmis.
• Sinar gamma memiliki panjang gelombang terpendek yaitu
<0.01 nm, dan memiliki frekuensi tertinggi yaitu >1019 Hz.
• Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat besar
hingga dapat menembus pelat timbal dengan ketebalan
beberapa cm.
• Sinar gamma dapat dideteksi dengan detektor Geiger-Muller.
THANK
YOU!!!!!!!!!