ELECTROMAGNETIC WAVES

ELECTROMAGNETIC WAVES

Hukum-hukum dasar yang menghubungkan gejala kelistrikan dan kemagnetan:

Prinsip pertama

• Arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet.
• Ini dikenal sebagai induksi magnet.
• Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala tersebut melalui eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere.
• Gejala induksi magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.

Prinsip kedua

• Medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan listril dalam bentuk arus listrik.
• Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnet.
• Konsep induksi elektromagnetik ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry.
• Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry.

Kaitan antara hukum-hukum dasar tadi dengan konsep simetri alam: Hipotesa Maxwell

• Dari kedua prinsip dasar listrik magnet tersebut dan dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku  dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan.
• Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik, maka begitu pula sebaliknya.
• Dengan demikian, Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet.
• Usulan Maxwell ini kemudian menjadi hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.

Prinsip ketiga

• Medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet.
• Prinsip ketiga ini dekemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere.
• Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.

Hipotesa/ramalan Maxwell

• Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan tersebut, Maxwell melihat adanya suatu pola dasar.
• Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet.
• Jika proses ini berlangsung secara kontinu, maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu.
• Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah, maka ini merupakan gejala gelombang.
• Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.
• Pada mulanya gelombang elektromagnetik masi berupa ramalan dari Maxwell yang dengan intuisinya mampu melihat adanya pola dasar dalam kellistrikan dan kemagnetan, sebagaimana telah dibahas sebelumnya.
• Kenyataan ini menjadikan J. C. Maxwell dianggap sebagai penemu dan perumus dasar-dasar gelombang elektromagnetik.

• (Foto) James Clerk Maxwell peletak dasar gelombang elektromagnetik.
• Propagsi Gelombang Elektromagnetik:

• Teori Maxwell tentang listrik dan magnet meramalkan adanya gelombang elektromagnetik.
• Yang kemudian dibuktikan secara eksperimen oleh Heinrich Hertz.
• Eksperimen Hertz berupa pembangkitan gelombang elektromagnetik dari sebuah dipol listrik (dua kutub bermuatan listrik dengan muatan yang berbeda, positif dan negatif yang berdekatan) sebagai pemancar dan dipol listrik lain sebagai penerima.
• Antena pemancar dan penerima yang ada saat ini menggunakan prinsip seperti ini.
• Melalui eksperimennya tersebut, Hertz berhasil membangkitkan gelombang elektromagnetik dan terdeteksi oleh bagian penerimanya.

Spektrum Elektromagnetik

Aplikasi Gelombang Elektromagnetik

• Gelombang radio. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut isolator. Gelombang radio dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Gelombang radio banyak digunakan dalam sistem telekomunikasi, siaran TV, radio, dan sebagainya.
• Gelombang mikro. Gelombang mikro dapat diserap oleh suatu benda dan menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Sebuah sistem pemanas berbasis microwave dapat memanfaatkan gejala ini untuk memasak makanan dan mematangkannya secara merata dalam waktu singkat. Gelombang mikro dimanfaatkan pula pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) yang berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro.
• Infra merah. Sinar inframerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Remote TV menggunakan pemancar dan penerima sinar inframerah. Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Dalam teknologi elektronik, sinar inframerah telah lama digunakan sebagai salah satu konektivitas untuk menghubungkan atau transfer data dari satu perangkat dengan perangkat lain.
• Cahaya tampak. Cahaya yang kita rasakan sehari-hari berada dalam rentang frekuensi ini. Keguanaan cahaya salah satunya adalah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
• Ultraviolet. Matahari adalah sumber untama yang memancarkan sinar ultraviolet di permukaan bumi, lapisan ozon yang berada di lapisan atas atmosfer berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makhluk hidup di bumi. Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
• Sinar Gamma. Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi yang paling besar. Sinar gamma dihasilkan melalui proses di dalam inti atom (nuklir). Daya tembusnya paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh.

Jakarta, 20 November 2017 pukul 03.35 WIB

Nokadela Basyari