62
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
KELOMPOK KOMPETENSI G
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
4 Variasi maksimum dan minimum kedua vektor medan listrik ��⃗
dan medan magnetik ��⃗
terjadi serentak. 5 Gelombang elektromagnetik bergerak dalam ruang hampa atau
ruang bebas dengan kecepatan 3 × 10
8
ms
-1
yang diperoleh dari persamaan
� =
1 ��
�
� - permeabilitas ruang hampa dan
� -
permitivitas hampa 6 Energi dalam gelombang elektromagnetik terbagi sama besar
antara vektor medan listrik dan medan magnet. 7 Gelombang elektromagnetik tidak bermuatan sehingga tidak
dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.
b. Percobaan Hertz
Keberadaan gelombang elektromagnetik dibuktikan melalui eksperimen oleh Hertz pada tahun 1888. Penelitian ini didasarkan pada kenyataan
bahwa muatan listrik yang berosilasi memancarkan gelombang elektromagnetik. Energi gelombang ini disebabkan energi kinetik dari
muatan yang berosilasi. Susunan eksperimental Hertz ditunjukkan pada Gambar 2.22. Alat
tersebut terdiri dari dua pelat logam A dan B ditempatkan pada jarak 60 cm satu sama lain. Kedua pelat logam terhubung ke dua bola logam
mengkilap S
1
dan S
2
melalui kawat tembaga tebal. Beda potensial yang tinggi dibangkitkan di celah kecil antara bidang dengan menggunakan
kumparan induksi. Karena terjadi beda potensial tinggi antara S
1
dan S
2
, udara di celah kecil antara lingkungan akan terionisasi dan memberikan jalan bagi
keluarnya muatan dari piring. Sebuah percikan diproduksi antara S
1
dan S
2
dan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi dipancarkan. Hertz mampu menghasilkan gelombang elektromagnetik dari frekuensi sekitar
5 × 10
7
Hz.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
KELOMPOK KOMPETENSI G
63
Modul Pengemabnagan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
Gambar 2.22 Eksperimen Hertz
Piring A dan B bertindak sebagai kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi kecil C dan kabel penghubung memberikan induktansi
rendah L. Frekuensi osilasi tinggi dari muatan antara pelat diberikan oleh
�
�
=
1 2
�
√
��
.
c. Spektrum Elektromagnetik
Setelah demonstrasi gelombang elektromagnetik oleh Hertz, melalui berbagai cara eksitasi dihasilkanlah gelombang elektromagnetik dengan
panjang gelombang yang berbeda-beda.
Gambar 2.23 Spektrum Elektromagnetik
64
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
KELOMPOK KOMPETENSI G
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
Distribusi gelombang elektromagnetik secara berurutan menurut panjang gelombang atau frekuensi disebut spektrum elektromagnetik.
Spektrum elektromagnetik mencakup berbagai panjang gelombang atau frekuensi. Keseluruhan spektrum elektromagnetik telah
diklasifikasikan ke dalam berbagai bagian dan sub bagian, berdasarkan peningkatan panjang gelombang dan jenis eksitasinya. Semua
gelombang elektromagnetik bergerak dengan kecepatan cahaya. Sifat fisik gelombang elektromagnetik ditentukan oleh panjang gelombang
mereka dan bukan oleh metode eksitasinya. Tumpang tindih di bagian- bagian tertentu dari spektrum menunjukkan bahwa gelombang tertentu
dapat diproduksi dengan metode yang berbeda. Tabel 2.1 menunjukkan berbagai daerah spektrum elektromagnetik dengan sumbernya, rentang
panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnetik yang berbeda.
Tabel 2.1. Rentang spektrum elektromagnetik dan sumbernya NO
Nama Sumber
Rentang Panjang Gelombang m
Rentang Frekuensi Hz
1 Sinar
γ Inti radioaktif, reaksi nuklir
10
-14
– 10
-10
3 × 10
22
– 3 x 10
18
2 Sinar X
Elektron berenergi tinggi yang tiba-tiba dihentikan oleh target
logam 1×10
−10
– 3×10
−8
3×10
18
– 1×10
16
3 Ultraviolet
Atom dan molekul dalam lucutan listrik
6 10
−10
– 4×10
−7
5x10
17
– 8×10
14
4 Cahaya
tampak Padatan berpijar, lampu pijar
4x10
−7
– 8x10
−7
8x10
14
– 4x10
14
5 Infra merah Molekul benda panas
8x10
−7
– 3x10
−5
4x10
14
– 1×10
13
6 Gelombang
mikro Benda elektronik tabung
vakum 10
−3
– 0.3 3x10
11
– 1x10
9
7 Gelombang
radio Muatan yang dipercepat melalui
kawat konduksi 10 – 10
4
3 x 10
7
– 3 x 10
4
d. Penggunaan Spektrum Elektromagnetik
Berikut ini adalah beberapa penggunaan gelombang elektromagnetik. 1 Gelombang radio: Gelombang ini digunakan dalam sistem
komunikasi radio dan televisi. Saluran AM dari 530 kHz ke 1710 kHz. Frekuensi yang lebih tinggi dari 54 MHz digunakan untuk
