TUGAS MAKALAH FISIKA. Disusun Oleh: : Fauzan Fakhrul Arifin. Kelas : X-6. No. Absen : 12

Transkripsi

1 TUGAS MAKALAH FISIKA GLOMANG LKTROMAGNTIK Dissn Oleh: Naa : Fazan Fakhrl Arifin Kelas : X-6 No. Absen : 1 SMAN 1 SIDOARJO 11/1

2 I. Pendahlan Keajan teknologi saat ini seakin eningkat berikt dala penggnaan gelobang elekroagnetik dala kehidpan sehari-hari. Gelobang elektroagnetik sebenarnya selal ada disekitar kita, salah sat contohnya adalah sinar atahari, gelobang ini tidak eerlkan edi perantara dala perabatannya. Contoh lain adalah gelobang radio. Tetapi spektr gelobang elektroagnetik asih terdiri dari berbagai jenis gelobang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekensi ata panjang gelobangnya. Untk it disini kita akan epelajari tentang rentang spektr gelobang elektroagnetik, karakteristik khss asing-asing gelobang elektroagnetik di dala spectr dan contoh dan penerapan asing-asing gelobang elektroagnetik dala kehidpan sehari-hari.

3 II. Kajian Pstaka Gelobang lektroagnetik adalah gelobang yang dapat erabat wala tidak ada edi. nergi elektroagnetik erabat dala gelobang dengan beberapa karakter yang bisa dikr, yait: panjang gelobang/wavelength, frekensi, aplitde/aplitde, kecepatan. Aplitdo adalah tinggi gelobang, sedangkan panjang gelobang adalah jarak antara da pncak. Frekensi adalah jlah gelobang yang elali sat titik dala sat satan wakt. Frekensi tergantng dari kecepatan erabatnya gelobang. Karena kecepatan energi elektroagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelobang dan frekensi berbanding terbalik. Seakin panjang sat gelobang, seakin rendah frekensinya, dan seakin pendek sat gelobang seakin tinggi frekensinya. nergi elektroagnetik dipancarkan, ata dilepaskan, oleh sea asa di ala seesta pada level yang berbedabeda. Seakin tinggi level energi dala sat sber energi, seakin rendah panjang gelobang dari energi yang dihasilkan, dan seakin tinggi frekensinya. Perbedaan karakteristik energi gelobang dignakan ntk engelopokkan energi elektroagnetik. Ada da hk dasar yang enghbngkan gejala kelistrikan dan keagnetan. Pertaa, ars listrik dapat enghasilkan (engindksi) edan agnet. Ini dikenal sebagai gejala indksi agnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah enekan gejala ini secara eksperien dan dirskan secara lengkap oleh Apere. Gejala indksi agnet dikenal sebagai Hk Apere. Keda, edan agnet yang berbah-bah terhadap wakt dapat enghasilkan (engindksi) edan listrik dala bentk ars listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala indksi elektroagnet. Konsep indksi elektroagnet ditekan secara eksperien oleh Michael Faraday dan dirskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hk indksi elektroagnet sendiri kedian dikenal sebagai Hk Faraday-Henry. Michael Faraday, pene indksi elektroagnetik Dari keda prinsip dasar listrik agnet di atas dan dengan epertibangkan konsep sietri yang berlak dala hk ala, Jaes Clerk Maxwell engajkan sat slan. Uslan yang dikekakan Maxwell, yait bahwa jika edan agnet yang berbah terhadap wakt dapat enghasilkan edan listrik aka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi. Dengan deikian Maxwell engslkan bahwa edan listrik yang berbah terhadap wakt dapat enghasilkan (engindksi) edan agnet. Uslan Maxwell ini kedian enjadi hk ketiga yang enghbngkan antara kelistrikan dan keagnetan. Jadi, prinsip ketiga adalah edan listrik yang berbah-bah terhadap wakt dapat Jaes Clerk Maxwell peletak dasar teori gelobang elektroagnetik enghasilkan edan agnet. Prinsip ketiga ini yang dikekakan oleh Maxwell pada dasarnya erpakan pengebangan dari rsan hk Apere. Oleh karena it, prinsip ini dikenal dengan naa Hk Apere-Maxwell. Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan keagnetan di atas, Maxwell elihat adanya sat pola dasar. Medan agnet yang berbah terhadap wakt dapat ebangkitkan edan listrik yang jga berbah-bah terhadap wakt, dan edan listrik yang berbah terhadap wakt jga dapat enghasilkan edan agnet. Jika proses ini berlangsng secara kontin aka akan dihasilkan edan agnet dan edan listrik secara kontin. Jika edan agnet dan edan listrik ini secara serepak erabat (enyebar) di dala rang ke segala arah aka ini erpakan gejala gelobang. Gelobang seaca ini disebt gelobang elektroagnetik karena terdiri dari edan listrik dan edan agnet yang erabat dala rang. Pada lanya gelobang elektroagnetik asih berpa raalan dari Maxwell yang dengan intisinya ap elihat adanya pola dasar dala kelistrikan dan keagnetan, sebagaiana telah

4 dibahas di atas. Kenyataan ini enjadikan J C Maxwell dianggap sebagai pene dan pers dasar-dasar gelobang elektroagnetik. Teori Maxwell tentang listrik dan agnet eraalkan adanya gelobang elektrognetik Raalan Maxwell tentang gelobang elektroagnetik ternyata benar-benar terbkti. Adalah Heinrich Hertz yang ebktikan adanya gelobang elektroagnetik elali eksperiennya. ksperien Hertz sendiri berpa pebangkitan gelobang elektroagnetik dari sebah dipol listrik (da ktb beratan listrik dengan atan yang berbeda, positif dan negatif yang berdekatan) sebagai peancar dan dipol listrik lain sebagai peneria. Antena peancar dan peneria yang ada saat ini enggnakan prinsip seperti ini. Melali eksperiennya ini Hertz berhasil ebangkitkan gelobang elektroagnetik dan terdeteksi oleh bagian penerianya. ksperien ini berhasil ebktikan bahwa gelobang elektroagnetik yang awalnya hanya berpa rsan teoritis dari Maxwell, benar-benar ada sekaligs engkhkan teori Maxwell tentang gelobang elektroagnetik. diagra skeatik eksperien Hertz CIRI-CIRI GLOMANG LKTROMAGNTIK Dari raian tersebt diatas dapat disiplkan beberapa ciri gelobang elektroagnetik adalah sebagai berikt: 1. Perbahan edan listrik dan edan agnetik terjadi pada saat yang bersaaan, sehingga keda edan eiliki harga aksi dan ini pada saat yang saa dan pada tepat yang saa.. Arah edan listrik dan edan agnetik saling tegak lrs dan kedanya tegak lrs terhadap arah rabat gelobang. 3. Dari ciri no diperoleh bahwa gelobang elektroagnetik erpakan gelobang transversal. 4. Seperti halnya gelobang pada nya, gelobang elektroagnetik engalai peristiwa peantlan, pebiasan, interferensi, dan difraksi. Jga engalai peristiwa polarisasi karena terask gelobang transversal. 5. Cepat rabat gelobang elektroagnetik hanya bergantng pada sifat-sifat listrik dan agnetik edi yang ditephnya.

5 Cahaya yang tapak oleh ata bkan seata jenis yang engkinkan radiasi elektroagnetik. Pendapat Jaes Clerk Maxwell ennjkkan bahwa gelobang elektroagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tapak oleh ata dala dia pnya panjang gelobang dan frekensi, bisa saja ada. Kesiplan teoritis ini secara engagkan diperkat oleh Heinrich Hertz, yang sanggp enghasilkan dan enei keda gelobang yang tapak oleh ata yang diraalkan oleh Maxwell it. eberapa tahn kedian Gglielo Marconi eperagakan bahwa gelobang yang tak terlihat ata it dapat dignakan bat konikasi tanpa kawat sehingga enjelalah apa yang naanya radio it. Kini, kita gnakan jga bat televisi, sinar X, sinar gaa, sinar infra, sinar ltraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektroagnetik. Seanya bisa dipelajari lewat hasil peikiran Maxwell. SPKTRUM GLOMANG LKTROMAGNTIK Ssnan sea bentk gelobang elektroagnetik berdasarkan panjang gelobang dan frekensinya disebt spektr elektroagnetik. Gabar spectr elektroagnetik di bawah dissn berdasarkan panjang gelobang (dikr dala satan _) encakp kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelobang tinggi dan frekensi rendah, seperti gelobang radio sapai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelobang rendah dan frekensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gaa Ray. CONTOH SPKTRUM LKTROMAGNTIK Gelobang Radio Gelobang radio dikelopokkan enrt panjang gelobang ata frekensinya. Jika panjang gelobang tinggi, aka pasti frekensinya rendah ata sebaliknya. Frekensi gelobang radio lai dari 3 khz ke atas dan dikelopokkan berdasarkan lebar frekensinya. Gelobang radio dihasilkan oleh atan-atan listrik yang dipercepat elali kawat-kawat penghantar. Matan-atan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebt osilator. Gelobang radio ini dipancarkan dari antena dan diteria oleh antena pla. Ka tidak dapat endengar radio secara langsng, tetapi peneria radio akan engbah terlebih dahl energi gelobang enjadi energi bnyi. Gelobang ikro Gelobang ikro (ikrowaves) adalah gelobang radio dengan frekensi paling tinggi yait diatas 3 GHz. Jika gelobang ikro diserap oleh sebah benda, aka akan ncl efek peanasan pada benda it. Jika akanan enyerap radiasi gelobang ikro, aka akanan enjadi panas dala selang wakt yang sangat singkat. Proses inilah yang dianfaatkan dala icrowave oven ntk easak akanan dengan cepat dan ekonois. Gelobang ikro jga dianfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti encari dan enentkan jejak sebah benda dengan enggnakan gelobang ikro. Pesawat radar eanfaatkan sifat peantlan gelobang ikro. Karena cepat rabat globang elektroagnetik c = 3 X 18 /s, aka dengan engaati selang wakt antara peancaran dengan peneriaan. Sinar Infraerah Sinar infraerah elipti daerah frekensi 111Hz sapai 114 Hz ata daerah panjang gelobang 1-4 c sapai 1-1 c. jika ka eeriksa spektr yang dihasilkan oleh sebah lap pijar dengan detektor yang dihbngkan pada iliapereter, aka jar apereter sedikit diatas jng spektr erah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektr erah it disebt radiasi infraerah. Sinar infaerah dihasilkan oleh elektron dala olekl-olekl yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti eancarkan sinar infraerah. Jlah sinar infraerah yang dipancarkan bergantng pada sh dan warna benda.

6 Cahaya tapak Cahaya tapak sebagai radiasi elektroagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektr gelobang elektroagnetik yang dapat dideteksi oleh ata ansia. Panjang gelobang tapak nervariasi tergantng warnanya lai dari panjang gelobang kira-kira 4 x 1-7 ntk cahaya violet (ng) sapai 7x 1-7 ntk cahaya erah. Kegnaan cahaya salah satnya adlah penggnaan laser dala serat optik pada bidang telekonikasi dan kedokteran. Sinar ltraviolet Sinar ltraviolet epnyai frekensi dala daerah 115 Hz sapai 116 Hz ata dala daerah panjang gelobagn gelobang ini dihasilkan oleh ato dan olekl dala nyala listrik. Matahari adalah sber taa yang eancarkan sinar ltraviolet diperkaan bi,lapisan ozon yang ada dala lapisan atas atosferlah yang berfngsi enyerap sinar ltraviolet dan enerskan sinar ltraviolet yang tidak ebahayakan kehidpan aklk hidp di bi. Sinar X Sinar X epnyai frekensi antara 1 Hz sapai 1 Hz. panjang gelobangnya sangat pendek yait 1 c sapai 1 c. eskipn seperti it tapi sinar X epnyai daya tebs kat, dapat enebs bk tebal, kay tebal beberapa sentieter dan pelat alini setebal 1 c. Sinar Gaa Sinar gaa epnyai frekensi antara 1 Hz sapai 1 Hz ata panjang gelobang antara 1 c sapai 1 c. Daya tebs paling besar, yang enyebabkan efek yang seris jika diserap oleh jaringan tbh. CONTOH PNRAPAN GLOMANG LKTROMAGNTIK DALAM KHIDUPAN SHARI-HARI 1. Radio Radio energi adalah bentk level energi elektroagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelobang dari riban kiloeter sapai krang dari sat eter. Penggnaan paling banyak adalah konikasi, ntk eneliti lar angkasa dan siste radar. Radar bergna ntk epelajari pola caca, badai, ebat peta 3D perkaan bi, engkr crah hjan, pergerakan es di daerah ktb dan eonitor lingkngan. Panjang gelobang radar berkisar antara.8 1 c.. Microwave Panjang gelobang radiasi icrowave berkisar antara.3 3 c. Penggnaannya tertaa dala bidang konikasi dan pengirian inforasi elali rang terbka, easak, dan siste PJ aktif. Pada siste PJ aktif, plsa icrowave ditebakkan kepada sebah target dan refleksinya dikr ntk epelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measring Mission s (TRMM) Microwave Iager (TMI), yang engkr radiasi icrowave yang dipancarkan dari Spektr elektroagnetik nergi elektroagnetik atosfer bi ntk engkr pengapan, kandngan air di awan dan intensitas hjan. 3. Infrared Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan enyelidiki pancaran infraerah dari tbh. Foto infraerah khss disebt terogra dignakan ntk endeteksi asalah sirklasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi infraerah dapat jga dignakan dala alar pencri. Seorang pencri tanpa sepengetahannya akan enghalangi sinar dan enyebnyikan alar. Reote control berkonikasi dengan TV elali radiasi sinar infraerah yang dihasilkan oleh LD ( Light

7 iting Diode ) yang terdapat dala nit, sehingga kita dapat enyalakan TV dari jarak jah dengan enggnakan reote control. 4. Ultraviolet Sinar UV diperlkan dala asiilasi tbhan dan dapat ebnh kan-kan penyakit klit. 5. Sinar X Sinar X ini biasa dignakan dala bidang kedokteran ntk eotret keddkan tlang dala badan tertaa ntk enentkan tlang yang patah. Akan tetapi penggnaan sinar X hars hatihati sebab jaringan sel-sel ansia dapat rsak akibat penggnaan sinar X yang terlal laa. RUMUS RUMUS YANG LAZIM DIGUNAKAN DALAM GLOMANG LKTROMAGNTIK Hbngan antara kat edan listrik dg edan agnetik : c Diana: y x cos(kx-t) cos(kx-t) Dengan :, = nilai ax aplitdo edan listrik dan agnetik c = cepat rabat cahaya Rapat energi listrik dan agnetik dinyatakan dengan : e 1 Dengan : e = rapat energi listrik (J/ 3 ) ε = 8,85 x 1-1 C N -1 - = kat edan listrik (N/C) = rapat energi agnetik (J/ 3 ) = besar indksi agnetik (Wb/ ) μ = 4π x 1-7 Wb/A

8 Intensitas GM ata laj energi yg dipindahkan elali GM disebt pointing (S). Dengan intensitas rata-rata : HUUNGAN INTNSITAS GLOMANG DNGAN NRGI RATA-RATA Dengan enggnakan hbngan rapat energi agnetik adalah Rapat energi total adalah Rapat energi total rata-rata adalah x S 1 ) ( cos t kx S S c 1 c dan e c 1 / e c

9 Intensitas gelobang (laj energi rata per ) yg dipindahkan elali GM saa dg rapat enrgi rata dikalikan dengan cepat rabat cahaya. S c S I P A c c Dengan : I = intensitas radiasi (W/ ) S = intensitas gelobang = laj energi rata per (W/ ) P = daya radiasi (W) A = las perkaan ( ) Jika edinya adalah rang hapa aka cepat rabat gelobang elektroagnetik eenhi persaaan: = 1 c = Keterangan: c= cepat rabat gelobang (3 X 1 8 /s) = frekensi gelobang (Hz) = panjang gelobang ()

10 III. Kesiplan Dari pebahasan di atas, dapat disiplkan bahwa begit besar peranan gelobang elektroagnetik yang beranfaat dala kehidpan kita sehari-hari, tanpa kita sadari keberadaannya. Spektr elektroagnetik adalah rentang sea radiasi elektroagnetik yang ngkin. Spektr elektroagnetik dapat dijelaskan dala panjang gelobang, frekensi, ata tenaga per foton. Spektr ini secara langsng berkaitan : * Panjang gelobang dikalikan dengan frekensi ialah kecepatan cahaya: 3 M/s, yait 3 MHz * nergi dari foton adalah 4.1 fev per Hz, yait 4.1µeV/GHz * Panjang gelobang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.4 µev Spektr elektroagnetik dapat dibagi dala beberapa daerah yang terentang dari sinar gaa gelobang pendek berenergi tinggi sapai pada gelobang ikro dan gelobang radio dengan panjang gelobang sangat panjang. Pebagian ini sebenarnya tidak begit tegas dan tbh dari penggnaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai aca etode deteksi. iasanya dala endeskripsikan energi spektr elektroagnetik dinyatakan dala elektronvolt ntk foton berenergi tinggi (di atas 1 ev), dala panjang gelobang ntk energi enengah, dan dala frekensi ntk energi rendah (? =,5 ). Istilah spektr optik jga asih dignakan secara las dala erjk spektr elektroagnetik, walapn sebenarnya hanya encakp sebagian rentang panjang gelobang saja (3 7 n)[1]. Dan beberapa contoh spektr elektroagnetik seperti : Radar (Radio Detection And Ranging),dignakan sebagai peancar dan peneria gelobang. Infra Merah Dihasilkan dari getaran ato dala bahan dan dianfaatkan ntk epelajari strktr olekl Sinar tapak epnyai panjang gelobang 399 Aº 78 Aº. Ultra ng dianfaatkan ntk pengenalan nsr sat bahan dengan teknik spektroskopi.

11 IV. Daftar Pstaka Spriyanto. 7. Perabatan Gelobang lektroagnetik. Jakarta: Departeen Fisika- FMIPA Univeristas Indonesia Sarno, Joko. 8. Fisika SMA Kelas X. Jakarta: Psat Perbkan Departeen Pendidikan Nasional