Aplikasi Gelombang Elektromagnetik

C. Aplikasi Gelombang Elektromagnetik

D engan memanfaatkan gelombang elektromagnetik, manusia dapat melakukan pengiriman informasi jarak jauh.

Guglielmo Marconi (1874 - 1937) pada tahun 1890-an menemukan dan mengembangkan telegraf tanpa kabel.

D engan alat ini, pesan dapat dikirim sejauh ratusan kilo- meter tanpa memerlukan kabel. Sinyal yang pertama

hanya terdiri atas pulsa panjang dan pendek yang dapat

d iterjemahkan menjadi kata-kata melalui kode, seperti “(.)”

Sumber: Jendela Iptek Energi,

PT Balai Pustaka, 2000

d an “(-)” dalam kode Morse.

Gambar 8.9 Kunci Morse buatan Samuel Morse pada tahun 1838.

Bab 8 Gelombang Elektromagnetik

Pada dekade berikutnya dikembangkan tabung vakum, sehingga tercipta radio dan televisi. Proses pengiriman (kata-kata atau suara) oleh stasiun radio ditunjukkan pada Gambar 8.10. Informasi suara (audio) diubah menjadi sinyal listrik dengan frekuensi sama oleh mikrofon atau head tape recorder. Sinyal listrik ini dinamakan sinyal frekuensi audio (AF), karena frekuensi berada di dalam interval audio ( 20 Hz - 20.000 Hz). Sinyal ini diperkuat secara elektronis, kemudian dicampur dengan sinyal frekuensi radio (RF) yang ditentukan oleh nilai L dan C

d alam rangkaian resonansi RLC, dan dipilih sedemikian rupa hingga menghasilkan frekuensi khas dari setiap stasiun, dinamakan frekuensi pembawa (carrier).

Sinyal

Sinyal audio

Sinyal audio Antena pemancar

Penguat Gelombang Mikrofon

Penguat

Pencampur

AF RF suara

Osilator RF

Gambar

8.10 Diagram blok pemancar radio.

Pencampuran frekuensi audio dan pembawa dilakukan

d engan dua cara, yaitu modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi. Pada modulasi amplitudo (AM), amplitudo

gelombang pembawa yang frekuensinya lebih tinggi dibuat bervariasi mengikuti sinyal audio, tampak seperti pada Gambar 8.11(a). Sementara itu, modulasi frekuensi (FM), frekuensi gelombang pembawa diubah-ubah mengikuti sinyal audio, tampak seperti pada Gambar 8.11(b).

Pemancar televisi, bekerja dengan cara yang sama

d engan pemancar radio dengan menggunakan modulasi frekuensi (FM), tapi yang dicampur dengan frekuensi

pembawa adalah sinyal audio dan video.

sinyal total

sinyal total

(FM) (a)

8.11 (a) Modulasi amplitudo (AM), (b) Modulasi frekuensi (FM).

Fisika X untuk SMA/MA

Percikan Fisika

Siaran Radio

Ketika seorang penyiar radio sedang mengudara, mula-mula mikrofon menangkap getaran udara yang dibangkitkan oleh gelombang suaranya, dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sinyal ini berupa arus bolak-balik yang getarannya bersesuaian dengan suara penyiar. Sinyal suara dikirim ke alat pemancar, di mana sinyal itu dibaurkan dengan sinyal kedua yang disebut gelombang pembawa. Gelombang pembawa bergetar sebanyak ribuan atau bahkan jutaan kali per detik. Setelah dibaurkan, terciptalah gelombang radio yang oleh antena pemancar dapat disiarkan ke mana-mana. Pesawat radio penerima yang menala frekuensi stasiun pemancar tertentu akan mengambil gelombang siaran dan mengubahnya kembali menjadi sinyal listrik. Kemudian, penguat akan memperbesar kekuatan sinyal sehingga membuat pengeras suara melepas gelombang suara yang dapat kita dengar.

3. Sinyal ini digabungkan 5. Sinyal radio merambat lewat udara dengan sinyal lain yang

dan ditangkap oleh semua antena bergetar sangat cepat.

radio penerima yang terletak di dalam wilayah siaran.

6. Sirkuit penala memilih 1. Di ruang studio stasiun radio,

sinyal radio (gabungan). seorang disk jockey atau pemandu program siaran berbicara melalui mikrofon.

2. Mikrofon mengubah gelombang suara menjadi getaran sinyal listrik.

4. Gabungan sinyal diubah menjadi

7. Sinyal suara dipilah dari

gelombang radio untuk kemudian

gabungan sinyal.

dipancarkan melalui antena.

Bab 8 Gelombang Elektromagnetik

Fiesta Fiesta Fiesta Fiesta Fiesta

Fisikawan Kita Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894)

Pada tahun 1886 di Karlsruhe, Jerman, ahli fisika Heinrich Hertz mulai meneliti apakah pemikiran Maxwell tentang keberadaan gelombang radio itu benar. Dia menguji bunga api yang bertegangan tinggi yang melompat di antara dua buah batang dan mengamati bahwa bunga api kecil melompat menyeberangi celah antara dua batang lain yang jaraknya berjauhan. Ini menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik bergerak menyeberangi ruangan.

¯ M uatan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya. ¯ Arus listrik atau muatan listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian dapat

menghasilkan medan magnet di sekitarnya. ¯ Teori Maxwell memprediksi bahwa gelombang elektromagnetik (EM) transversal

d apat dihasilkan melalui percepatan muatan listrik, dan gelombang-gelombang ini akan merambat melalui ruang dengan laju cahaya, yang ditentukan dengan

persamaan:

c=

¯ Gelombang elektromagnetik merupakan perpaduan gelombang medan listrik dan medan magnetik yang berjalan.

¯ Panjang gelombang λ dan frekuensi f gelombang elektromagnetik berhubungan

d engan kecepatannya c, yang dinyatakan dalam persamaan:

c=f. λ

¯ Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri atas gelombang-gelombang elektromagnetik dengan variasi panjang gelombang yang luas, mulai dari gelombang mikro dan gelombang radio, hingga cahaya tampak, sinar-X, dan sinar- γ , yang semuanya merambat di ruang hampa dengan kecepatan gerak sebesar

c = 3 10 × 8 m/s.

Fisika X untuk SMA/MA