makalah gelombang elektromaknetik

MAKALAH MEKANIKA

“GELOMBANG ELEKTROMAGNIETIK”

Di susun

Oleh :

kelompok 1

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU

PEKANBARU

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Maha Kuasa atas segala berkat dan anugrah yang dilimpahkan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ‘GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK’ ini dengan baik. Dan kami mengucapkan terimakasih kepada Bapak/Ibu dosen yang telah memberikan kami kesempatan untuk menyusun makalah ini. Adapun tujuan makalah ini disusun adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Mekanika dan Gelombang.

 Kami juga menyadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan untuk itu kami mengaharapkan saran dan kritik yang membangun dari Bapak/Ibu dosen untuk penyempurnaannya.

Atas perhatiannya kami ucapkan terimakasih.

BAB I
PENDAHULUAN

     1.1.Latar belakang

Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

Seperti apakah gelombang elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik itu? Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio. Tetapi spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya.

Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang rentang spektrum gelombang elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing gelombang elektromagnetik di dalam spektrum dan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

1.2.  Rumusan masalah

1. Apa yang dimaksud dengan gelombang elektromagnetik?

2. Bagaimana hubungan antara amplitudo kuat medan listrik dan amplitudo      kuat medan magnet ?

1.3. Tujuan masalah

1. Mengetahui pengertian dari gelombang elektromagnetik

2. Hubungan antara amplitudo kuat medan listrik dan amplitudo kuat medan magnet.

BAB II

PEMBAHASAN

      2.1.  Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal yang gangguannya berupa medan listrik E dan medan magnet B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus arah rambat gelombang. Karena gangguan gelombang elektromagenik adalah medan listrik dan medan magnetik maka gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam vakum. Semua jenis gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan kecepatan sama yaitu c = 3 x 10⁸ m/s yang disebut denan tetapan umum.

1.      Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di bawah disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan _m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray.

a.       Gelombang Radio

Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi. 

b.      Gelombang mikro 

Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis.

Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan.

c.       Sinar Inframerah

Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.

Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda. 

d.      Cahaya tampak

Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.

e.       Sinar Ultraviolet 

Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup dibumi.

f         Sinar X 

Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.    

g         Sinar Gamma

Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang ser jika diserap oleh jaringan tubuh. 

2.2      Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1.  Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium
2. Gelombang Elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
3. Gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik.
4. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi).
5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus.

2.3      Konsep Gelombang Elektromagnetik

Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell  “James Clark Maxwell ” dengan mengacu pada 3 fakta relasi antara listrik dan magnet yang sudah ditemukan :

1. percobaan Oersted yang berhasil membuktikan : arus listrik dalam konduktor menghasilkan medan magnet disekitarnya (jarum kompas menyimpang bila di dekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik)
2. percobaan Faraday yang berhasil membuktikan batang konduktor yang menghasilkan GGL induksi pada kedua ujungnya bila memotong medan magnet
3. percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnetik pada kumparan menghasilkan arus induksi dalam kuparan tersebut

Didasarkan pada penemuan Faraday “Perubahan Fluks magnetik dapat menimbulkan medan listrik”  dan arus pergeseran yang sudah dihipotesakan Maxwell sebelumnya, maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru : “Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan Fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet”  Hipotesa ini dikenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet.

Bila Hipotesa Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik akan mengakibatkan medan magnet yang juga berubah serta sebaliknya dan keadaan ini akan terus berulang. Medan magnet atau medan listrik yang muncul akibat perubahan medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak (merambat) menjauhi tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan magnet inilah yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik. Kebenaran Hipotesa Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik pada akhirnya dibuktikan oleh “ Heinrich Hertz”

Maxwell menyatakan bahwa gangguan pada gelombang elektromegnetik berupa meda listrik dan medang magnetik yang selalu saling tegak lurus, dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang.

2.4      Efek Dopler Pada Gelombang Elektromagnetik

Efek dopler  pada gelombang elektromagnetik misalnya cahaya adalah perubahan frekuensi jika sumber cahaya bergerak. Frekuensi akan menjadi rendah jika sumber cahaya menjauhi pengamat, berarti menjadi besar. Untuk cahaya tampak, besar berada pada daerah warna merah, berarti jika terjadi pergerakan sumber cahaya yang menjauh maka spektrum cahaya akan bergeser ke arah warna merah. Misal: sebuah bintang di langit yang bergerak menjauhi bumi,maka warna bintang akan beralih ke warna merah.

Dalam efek Doppler untuk gelombang bunyi, kecepatan bunyi berperan penting dan kecepatan ini bergantung pada medium sebagai acuan. Misalnya, kecepatan bunyi terhadap acuan udara bergerak berbeda dengan kecepatan bunyi terhadap acuan udara diam. Kontras dengan gelombang bunyi, kecepatan rambat gelombang elektromagnetik juga sama, baik diukur relatif terhadap pengamat bergerak maupun relatif terhadap pengamat yang bergerak dengan kecepatan tetap.

Ketika gelombang elektromagnetik, sumber gelombang, dan pengamat bergerak sepanjang garis lurus yang sama melalui vakum, maka untuk v << c

  Fp =  fs

f_p = frekuensi yang di terima pengamat (Hz)

f_s = frekuensi yang dipancarkan sumber gelombang (Hz)

v = kecepatan antara sumber dan pengamat saling relatif.
c = kecepatan cahaya dalam vakum

efek Doppler terutama digunakan untuk menentukan laju gerak kendaraan. Radar adalah suatu detektor yang dapat mengukur jarak denganmenggunakan gelombang mikro = 3 cm, yaitu dengan mengukur waktu gema pada saat gelombang dipantulkan kembali. Berikut adalah contoh aplikasi radar.

1.      Radar untuk menentukan kecepatan gerak (radar Doppler)

2.      Menentukan posisi pesawat udara atau benda-benada lain(mengukur jarak).

3.     Mengamati lalu lintas untuk kendaraan yang melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan.

BAB III

PENUTUP

3.1  Simpulan

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal yang gangguannya berupa medan listrik E dan medan magnet B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus arah rambat gelombang.

Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

a)      Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium

b)      Gelombang Elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

c)      Gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik.

d)     Gelombang elektromagnetik dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi).

e)      Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus.

Daftar Pustaka

http://idewamadebudiana.blogspot.com/2013/02/gelombang-elektromagnetik-makalah.html

Risdiyani chasana, Rinawan abadi dan PT intan pariwara, buku detuk-detik UN TH 2012

sekian makalah MAKALAH MEKANIKA “GELOMBANG ELEKTROMAGNIETIK” jumpalagi pada kumpulan-kumpulan makalah, makalah mekanika, makalah  gelombang elektromagnetik, makalah macam-macam gelombang, makalah fisika, dan ataupun makalah makalah lain nya hehee.