tugas fisika Sifat dan spektrum gelombang elektromagnetik ANGGOTA KELOMPOK 5 : Ni Nyoman Ayu Suci Marlina (04) I B Eka Surya Darma (05) Made Ari Suryawan (06) SMA NEGERI 1 GIANYAR TAHUN PELAJARAN 2015/2016 Sifat dan spektrum gelombang elektromagnetik SIFAT-SIFAT GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Berdasarkan data eksperimen, Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut. 1. Merupakan perambatan getaran medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus terhadap arah rambatnya dan termasuk gelombang transversal, 2. Tidak bermuatan listrik sehingga tidak dipengaruhi atau tidak dibelokkan oleh medan listrik atau medan magnet, 3. Tidak bermassa dan tidak dipengaruhi medan gravitasi, 4. Merambat dalam lintasan garis lurus, 5. Dapat merambat di ruang hampa, 6. Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, serta polarisasi, dan 7. Kecepatannya di ruang hampa sebesar m/s. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri atas tujuh macam gelombang yang dibedakan berdasarkan frekuensi serta panjang gelombang tetapi cepat rambat di ruang hampa adalah sama. Yaitu c =3 x 10 8 m/s. Berikut tabel spektrum gelombang beserta penggunaannya: Seperti yang sudah dibahas dalam teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik. Pada gambar diatas tampak bahwa frekuensi terendah adalah gelombang radio dan frekuensi tertinggi adalah sinar gamma. Anda juga dapat melihat bahwa panjang gelombang cahaya tampak mulai dari 440 nm (violet) sampai dengan 700 nm (merah). Untuk semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam ruang hampa berlaku persamaan dasar gelombang. C=λf Dengan c adalah cepat rambat gelombang elektromagnetik (m/s), λ lamda adalah panjang gelombang (dalam meter), dan f adalah frekuensi gelombang dalam hertz. Untuk mengetahui rentang frekuensi serta manfaat setiap spektrum gelombang elektromagnetik, simaklah pembahasan karakteristik setiap spektrum gelombang elektromagnetik berikut ini: 1. Sinar Gamma Sinar gamma merupakan spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi paling besar atau panjang gelombang terkecil. Frekuensi yang dimiliki sinar gamma berada dalam rentang 1020 Hz sampai 1025 Hz. Sinar gamma dihasilkan dari peristiwa peluruhan inti radioaktif. Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran, diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Selain itu, sinar gamma dapat digunakan untuk melihat kerusakan pada logam. Sinar gamma adalah gelombang pendek yang memiliki frekuensi yang tinggi. Sinar ini dapat membunuh sel dan dapat digunakan untuk mensterilkan peralatan medis dengan membunuh kuman yang terdapat di dalamnya. 2. Sinar-X Sinar-X, dikenal juga sebagai sinar Röntgen, diambil dari nama penemunya, yaitu Wilhelm C. Röntgen (1845 – 1923). Sinar-X dihasilkan dari peristiwa tumbukan antara elektron yang dipercepat pada beda potensial tertentu. Sinar-X digunakan dalam bidang kedokteran, seperti untuk melihat struktur tulang yang terdapat dalam tubuh manusia. Hasil dari sinar ini berupa sebuah film foto yang dapat menembus hingga pada bagian tubuh yang paling dalam. 3. Sinar Ultraviolet Sinar ultraviolet dihasilkan dari radiasi sinar Matahari. Selain itu, dapat juga dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit atom. Jangkauan frekuensi sinar ultraviolet, yaitu berkisar diantara 105 hertz sampai dengan 1016 hertz. Sinar ultraviolet dapat dimanfaatkan untuk mencegah agar bayi yang baru lahir tidak kuning warna kulitnya. Selain itu, sinar ultraviolet yang berasal dari Matahari dapat merangsang tubuh manusia untuk memproduksi vitamin D yang diperlukan untuk kesehatan tulang. Lapisan ozon di atmosfer Bumi (pada lapisan atmosfer) berfungsi untuk mencegah supaya sinar ultraviolet tidak terlalu banyak sampai ke permukaan Bumi. Jika hal tersebut terjadi, akan menimbulkan berbagai penyakit pada manusia, terutama pada kulit. 4. Sinar Tampak Sinar tampak memiliki jangkauan panjang gelombang yang sempit, mulai dari 400 nm sampai dengan 700 nm. Sinar tampak terdiri atas tujuh spektrum warna, jika diurutkan dari frekuensi terkecil ke frekuensi terbesar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu (disingkat mejikuhibiniu). Sinar tampak atau cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat dan sangat membantu dalam penglihatan. Kita tidak akan dapat melihat apapun tanpa bantuan cahaya. 5. Sinar Inframerah Sinar inframerah memiliki jangkauan frekuensi antara 1011 hertz sampai 1014 hertz. Sinar inframerah dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit atom. Benda yang memiliki temperatur yang lebih relatif terhadap lingkungannya akan meradiasikan sinar inframerah, termasuk dari dalam tubuh manusia. Sinar ini dimanfaatkan, di antaranya untuk pengindraan jarak jauh, transfer data ke komputer, dan pengendali jarak jauh (remote control). Sinar inframerah dapat digunakan juga dalam bidang kedokteran, seperti diagnosa kesehatan seperti sirkulasi dalam tubuhm mendeteksi kanker. 6. Gelombang Mikro Gelombang mikro disebut juga sebagai gelombang radio super high frequency dihasilkan oleh rangkaian elektronik yang disebut osilator. Frekuensi gelombang mikro sekitar 1010 Hz. Gelombang mikro digunakan, di antaranya untuk komunikasi jarak jauh, radar (radio detection and ranging), dan memasak (oven). Jika diketahui selang waktu antara pulsa yang dipancarkan dengan pulsa yang diterima Δt dan kecepatan gelombang elektromagnetik m/s, jarak antara radar dan benda yang dituju (pesawat atau roket), dapat dituliskan dalam persamaan berikut: S=1/2 c.Δt Dengan: s = jarak antara radar dan benda yang dituju (m), c = kecepatan gelombang elektromagnetik ( m/s), Δt = selang waktu (s). 7. Gelombang Radio Dalam sistem penyiaran radio, gelombang radio digunakan untuk membawa sinyal suara dari stasiun pemancar radio ke pesawat penerima radio. Sistem penalaran pada pesawat radio di rumah-rumah penduduk akan menyeleksi gelombang radio dengan frekuensi tertentu dipilih, sistem rangkaian elektronik pada pesawat penerima radio akan mengambil sinyal audio yang dibawa oleh gelombang radio tersebut dan mengirimkannya ke sistem output sebagai suara pada speake pesawat penerima radio tersebut. Dalam hal ini gelombang radio berfungsi sebagai gelombang pembawa yang membawa sinyal audio. Ada dua cara pemancaran gelombang radio, yaitu modulasi amplitude (AM) dan modulasi frekuensi (FM). Jika dibedakan berdasarkan frekuensinya, gelombang radio dibagi menjadi beberapa band frekuensi antara lain: [No/Nama/Band/Singkat/Frekuensi/Contoh Penggunaan] 1. Extremely Low Frequency ELF (3 – 30) Hz Komunikasi di bawah laut 2. Super Low Frequency SLF (30 – 300) Hz 3. Ultra Low Frequency ULF (300 – 3000) Hz Komunikasi pertambangan 4. Very Low Frequency VLF (3 – 30) KHz Komunikasi di bawah laut 5. Low Frequency LF (30 – 300) KHz Navigasi 6. Medium Frequency MF (300 – 3000) KHz Siaran radio AM 7. High Frequency HF (3 – 30) MHz Radio amatir 8. Very High Frequency VHF (30 – 300) MHz Radio FM dan televisi 9. Ultra High Frequency UHF (300 – 3000) MHz Televisi dan handphone 10. Super High Frequency SHF (3 – 30) GHz Wireless LAN 11. Extremely High Frequency EHF (30 – 300) GHz Radio astronomi contoh soal 1. Sebuah gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 × 108m/s. Jika panjang gelombangnya 30 m, maka tentukan frekuensi gelombang tersebut? Soal 1. Sebuah pemancar radio bekerja pada daerah frekuensi 600 kHz dan 90 MHz. Berapa panjang gelombang siaran yang diterima pesawat radio? 2. Pemancar radio RRI Bandung bekerja pada frekuensi 20 kHz. Berapa panjang gelombangnya?
