Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
52
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
bahwa variasi dalam medan listrik dan magnet saling tegak lurus, menghasilkan gangguan elektromagnetik dalam ruang. Gangguan ini memiliki sifat-sifat gelombang
dan merambat melalui ruang tanpa media material. Gelombang ini disebut gelombang elektromagnetik.
Menurut Maxwell, muatan yang dipercepat merupakan sumber radiasi elektromagnetik. Dalam gelombang elektromagnetik, vektor medan listrik dan magnet saling tegak lurus
satu sama lain dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan. Mereka memiliki karakter gelombang dan menyebar melalui ruang bebas tanpa medium. Gelombang ini
di alam merupakan gelombang transversal.
Gambar 2.21 menunjukkan variasi medan listrik ⃗ pada arah sumbu Y, medan magnetik ⃗ pada arah sumbu Z dan arah perambatan gelombang pada arah +X.
Gambar 2.21 Gelombang Elektromagnetik
a. Karakteristik Gelombang Elektromagnetik
1 Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat. 2 Mereka tidak memerlukan medium untuk merambatnya
3 Dalam gelombang elektromagnetik, vektor medan listrik ⃗ dan medan magnetik ⃗ saling tegak lurus satu sama lain dan keduanya tegak lurus
terhadap arah perambatan. Oleh karena itu gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
4 Variasi maksimum dan minimum kedua vektor medan listrik ⃗ dan medan magnetik ⃗ terjadi serentak.
5 Mereka melakukan perjalanan dalam ruang hampa atau ruang bebas dengan kecepatan 3 × 10
8
ms
-1
yang diperoleh dari persamaan
√
- permeabilitas ruang hampa dan - permitivitas hampa
6 Energi dalam gelombang elektromagnetik terbagai sama besar antara vektor medan listrik dan magnet.
LISTRIK untuk SMP
Mata Pelajaran Fisika SMA
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
53
7 Gelombang elektromagnetik yang tidak bermuatan, tidak dibelokkan oleh medan listrik dan 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.
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
√
.
c. Spektrum Elektromagnetik
Setelah demonstrasi gelombang elektromagnetik oleh Hertz, melalui berbagai cara eksitasi dihasilkanlah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang
berdea-beda.
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
54
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
Gambar 2.23 Spektrum Elektromagnetik
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.
