Gelombang

2. GELOMBANG MIKRO
Gelombang RADAR/Mikro
Gelombang radar disebut juga gelombang mikro
termasuk dalam gelombang radio dengan frekwensi
paling tinggi bisa mencapai 3.109 Hz.
RADAR dapat mendeteksi adanya benda
3. INFRA MERAH
Sinar Inframerah
Sinar inframerah mempunyai daerah frekwensi
antara 1011Hz – 1014 Hz. Sinar ini dihasilkan oleh
getaran-getaran elektron dalam bahan
4. CAHAYA TAMPAK
Cahaya Tampak
Spektrum optik (cahaya atau spektrum tampak) adalah
bagian dari spektrum elektromagnetik yang terlihat bagi
mata manusia. Tidak ada batasan yang tepat dari
spektrum optik; mata normal manusia akan dapat
menerima panjang gelombang dari 400 nm sampai 700
nm meskipun beberapa orang dapat menerima panjang
gelombang dari 380 sampai 780 nm. Sebuah mata yang
telah beradatasi-cahaya biasanya memiliki sensitivitas
maksimum di sekitar 555 nm, di wilayah kuning dari
spektrum optik.
Warna-warna cahaya tampak
Sinar putih dilewatpan pada prisma
5. ULTRA VIOLET
Sinar Ultraviolet (UV)
Sinar ultraungu (ultraviolet) adalah gelombang elektro-magnetik
yang memiliki panjang gelombang lebih pendek dari sinar
tampak, namun lebih panjang dari sinar-x.
Sinar UV mempunyai frekwensi antara 1015 Hz hingga 1016 Hz
juga disebut "Gelombang Pendek" (Short Wave).
Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti
lebah dapat melihat hingga mencapai "hampir UV". Banyak buahbuahan, bunga dan benih terlihat lebih jelas di latar belakang
dalam panjang gelombang UV dibandingkan dengan penglihatan
warna manusia.
6. SINAR - X
Sinar - X
Sinar-X adalah salah satu bentuk dari radiasi
elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar
antara 10 nm ke 100 pm (dengan frekuensi antara 1016 Hz
sampai1020 Hz). Sinar-X umumnya digunakan dalam
diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X
adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.
Sebuah foto sinar-X (radiograf)
diambil oleh Rontgen
7. SINAR - GAMMA
Sinar Gamma ()
Sinar gamma mempunyai frekwensi antara 1020 Hz
sampai 1025 Hz atau panjang gelombang antara
10-15 cm sampai 10-10 cm. Sinar gamma dihasilkan
oleh atom-atom yang tidak stabil yaitu pada
proses reaksi inti.
Energi Gelombang Elektromagnet
Hubungan antara kuat medan listrik dg medan magnetik :
Dengan :
Em
E
 c
Bm
B
E y  Em cos (kx - t)
Bx  Bm cos (kx - t)
Em, Bm = nilai max amplitudo medan listrik dan magnetik
c = cepat rambat cahaya
Rapat Energi Listrik dan Magnetik
Rapat energi listrik dan magnetik dinyatakan dengan :
ue  12  0 E
2
2
B
uB 
20
Dengan :
ue = rapat energi listrik (J/m3)
ε0 = 8,85 x 10-12 C2 N-1m-2
E = kuat medan listrik (N/C)
uB = rapat energi magnetik (J/m3)
B = besar induksi magnetik (Wb/m2)
μ0 = 4π x 10-7 Wb/A
Intensitas Gelombang Elektromagnet
Intensitas GEM atau laju energi yg dipindahkan melalui
GEM disebut pointing (S).
 1  
S
ExB
0
S
EB
0

Em Bm cos 2 (kx  t )
Dengan intensitas rata-rata :
Em Bm
S
20
0
Hubungan Intensitas Gelombang dengan Energi
Rata-rata
Dengan menggunakan hubungan
E dan c  1
B
0 0
c
rapat energi magnetik adalah
B2
E 2 / c 2 E 2 0 0 1
uB 


  0 E 2  ue
20
20
20
2
Rapat energi total adalah
u  u B  ue  2u B 
B2
0
Rapat energi total rata-rata adalah :  Em Bm
u
20c
Intensitas gelombang (laju energi rata2 per m2) yg
dipindahkan melalui GEM sama dg rapat energi rata2
dikalikan dengan cepat rambat cahaya.
2
S  cu
2
Em
cBm
P Em Bm
S I 


A
20
20c 20
Dengan :
I = intensitas radiasi (W/m2)
S = intensitas gelombang = laju energi rata2 per m2 (W/m2)
P = daya radiasi (W)
A = luas permukaan (m2)
Contoh Soal
1. Medan listrik maksimum di suatu titik yang
berjarak 8 meter dari suatu sumber titik
adalah 2,3 V/m. Jika diketahui   4 10 Wb/A.m
dan c  3 x 108 m/s
7
0
Hitunglah :
a. medan magnetik maksimumnya
b. intensitas rata-rata
c. daya sumber
 Jawab
E = 2,3 V/m
r=8m
Daya sumber :
P  I A  4 r 2 I
r : jarak sumber ke titik yang dimaksud.
Em
2,3
9
2
Bm 

 7,7 x10 Wb / m
8
c
3.10
E m2
2,3 2
3
2
I


7
,
01
x
10
watt
/
m
2c 0 2 x3.10 8 x 4 10 7
P  4 r I  4 8 .7, 01.10  5, 6 watt
2
2
3
2. Jika program TV kita dapat ditangkap di
 -Centauri, bintang terdekat dari bumi.
Jarak bumi ke bintang tersebut 4,3 tahun
cahaya. Jika stasiun TV di bumi
mempunyai daya output 1000 kW,
hitunglah : intensitas sinyal yang diterima
di  -Centauri .

- Centauri
r
• Jawab
1 tahun cahaya  (3 x 10
8 m
s
)(365 x 24 x 3600 s)
 9,4608 x 10 m
15
6
P
P
10
I 

2
16 2
A 4 r
4(3,14)(4, 07 x 10 )
 4,8 x 10
29
watt/m
2
3. Ketika Badu berjalan menjauhi lampu jalanan
sejauh 9 meter, dia mengukur intensitas cahaya
disitu sebesar 0,8 kali intensitas mula-mula. Jika
tinggi lampu 6 meter, berapakah jarak Badu
(mendatar) dari lampu mula-mula?
y=6m
r
ro
x= ?
9m
• Jawab
P
I
4 r 2
2
2
2
2
r0
I
P / 4 r
x y

 2 
2
2
2
I 0 P0 / 4 r0
r
( x  9)  y
x 2  36
0,8  2
x  18 x  117
x 2  72 x  288  0
b  b 2  4ac 72  (72) 2  4.1.( 288)
x1,2 

2a
2
x  75,8 m
4. Suatu GEM yang digunakan untuk komunikasi di
kapal selam mempunyai panjang gelombang 4 kali
jari-jari bumi (jari-jari bumi = 6375 km). Hitung
berapa frekuensi gelombang ini !
Jawab :
c  f .
8
c
3 x 10
f 

11,8
m
6
 4 x 6,375 x 10
5. Intensitas yang diterima secara langsung dari
matahari (tanpa penyerapan panas oleh atmosfir
bumi) pada suatu hari terik sekitar 135 W / m2
Berapa jauh Amir harus berdiri dari suatu pemanas
yang mempunyai daya 0,9 kW agar intensitas panas
yang dirasakan Amir sama dengan intensitas
matahari.
Jawab :
I
r2
r
P

2
4 r
P
900


 0, 53
4 I
4(3.14)(135)
 0, 73 m
Latihan :
1. Suatu GEM dalam vakum memiliki
amplitudo medan listrik 360 V/m.
Hitunglah amplitudo medan magnetiknya?
2. Sebuah sumber titik dari radiasi EM
memiliki daya rata2 keluaran P = 1000 W.
Tentukan :
a. Amplitudo max medan listrik Em dan
medan magnetik Bm pada titik yg
berjarak r = 4 m dari sumber radiasi
b.Rapat energi rata-rata pada titik yg
berjarak r = 4 m dari sumber radiasi
3. Sebuah sumber cahaya monokromatik
memancarkan daya EM 250 W merata
ke segala arah.
a.Hitung rapat energi listrik rata-rata
pada jarak 1 m dari sumber
b.Hitung rapat energi magnetik ratarata pada jarak 1 m dari sumber
c.Tentukan intensitas gelombang pada
lokasi tsb