Gelombang Elektromagnetik

Presentasi berjudul: "Gelombang Elektromagnetik"— Transcript presentasi:

1 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Michael Faraday James Clerk Maxwell

2 Medan Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Medan Elektromagnetik Pergerakan muatan listrik menghasilkan medan magnet Perubahan medan magnet dapat menimbulkan pergerakan muatan listrik

3 Gejala Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Koil/kumparan jika dialiri listrik akan menghasilkan medan magnet seperti halnya magnet batang, dengan kutub tergantung pada arah aliran arus listrik Gejala Elektromagnetik

4 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Jika medan magnet diubah-ubah disekitar kumparan, maka akan menghasilkan arus listrik di dalam loop kumparan tersebut Induksi Magnet

5 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik, dan sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet Medan listrik dan medan magnet dapat menghasilkan gaya pada muatan listrik Perubahan kecepatan (percepatan) gerak muatan listrik dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik (radiasi) Medan listrik dan medan magnet dapat membawa/ mentransport energi Gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan 3 x 108 m/s atau tepatnya: m/s

6 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Kecepatan Gelombang Elektromagnetik o = 8.85 x C2/Nm2 o = x 10-7 wb/amp.m c = m/s o = permitivitas ruang hampa o = perbeabilitas ruang hampa c = cepat rambat cahaya Bagaimana kecepatan gelombang EM di dalam bahan?

7 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Contoh Radiasi Gelombang Elektromagnetik Gelombang radio (AM–FM), termasuk TV Gelombang komunikasi HP Microwaves Radiasi Infra-merah Cahaya Sinar-X Sinar Gamma Apa perbedaan diantara gelombang EM tersebut?

8 Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Spektrum Gelombang Elektromagnetik Hubungan antara frekuensi, kecepatan dan panjang gelombang: f ·l = c f : frekuensi : panjang gelombang c : Kecepatan gelombang EM

9 Pembangkit Gelombang Radio
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Pembangkit Gelombang Radio Mempercepat gerak muatan listrik dapat menghasilkan radiasi gelombang EM Jika muatan bergerak osilasi, maka akan dihasilkan medan yang berubah terhadap waktu E + -

10 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 B E Elektron di dalam antena akan bergerak/bervibrasi pada saat dilewati gel. EM Pemancar gel EM B E Penerima gel EM Kenapa antena radio vertikal/panjang? Kenapa antena HP sangat kecil/pendek?

11 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Fungsi Gelombang EM Hubungan antara kuat medan listrik dan medan magnet : Dimana : Dengan : Em, Bm = nilai amplitudo maksimum medan listrik dan medan magnet c = cepat rambat cahaya Fungsi gelombang EM

12 Rapat Energi Listrik dan Magnet
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Rapat Energi Listrik dan Magnet Rapat energi listrik dan magnet dinyatakan sebagai berikut : Dengan : ue = rapat energi listrik (J/m3) ε0 = 8,85 x C2 N-1m-2 E = kuat medan listrik (N/C) uB = rapat energi magnetik (J/m3) B = besar induksi magnetik (Wb/m2) μ0 = 4π x 10-7 Wb/A

13 Intensitas Gelombang EM
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Intensitas Gelombang EM Intensitas elombang EM atau laju energi yg dipindahkan melalui Gelombang EM disebut vektor pointing (S). Dengan intensitas rata-rata :

14 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Hubungan Intensitas Gelombang EM dengan Energi Rata-rata Dengan menggunakan hubungan dan rapat energi magnetik adalah Rapat energi total adalah

15 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Rapat energi total rata-rata adalah: Intensitas gelombang (laju energi rata2 per m2) yg dipindahkan melalui Gelombang EM sama dengang rapat energi rata2 dikalikan dengan cepat rambat cahaya. Dengan : I = intensitas radiasi (W/m2) S = intensitas gelombang = laju energi rata2 per m2 (W/m2) P = daya radiasi (W) A = luas permukaan (m2)

16 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Contoh 1. Medan listrik maksimum di suatu titik yang berjarak 8 meter dari suatu sumber titik adalah 2,3 V/m. Hitunglah : a. medan magnetik maksimumnya b. intensitas rata-rata c. daya sumber 2. Jika program TV kita dapat ditangkap di -Centauri, bintang terdekat dari bumi. Jarak bumi ke bintang tersebut 4,3 tahun cahaya. Jika stasiun TV di bumi mempunyai daya output 1000 kW, hitunglah : intensitas sinyal yang diterima di -Centauri

17 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Ketika Badu berjalan menjauhi lampu jalanan sejauh 9 meter, dia mengukur intensitas cahaya disitu sebesar 0,8 kali intensitas mula-mula. Jika tinggi lampu 6 meter, berapakah jarak Badu (mendatar) dari lampu mula-mula? 3. r r0 x 9 m 6 m

18 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Suatu Gelombang EM yang digunakan untuk komunikasi di kapal selam mempunyai panjang gelombang 4 kali jari-jari bumi (jari-jari bumi = 6375 km). Hitung berapa frekuensi gelombang ini ! 4. Intensitas yang diterima secara langsung dari matahari (tanpa penyerapan panas oleh atmosfir bumi) pada suatu hari terik sekitar 135 W/m2. Berapa jauh seseorang harus berdiri dari suatu pemanas yang mempunyai daya 0,9 kW agar intensitas panas yang dirasakan sama dengan intensitas matahari? 5.

19 Gelombang Elektromagnetik
Fisika Dasar Gelombang Elektromagnetik 06:25:02 Latihan 1. Suatu GEM dalam vakum memiliki amplitudo medan listrik 360 V/m. Hitunglah amplitudo medan magnetiknya? 2. Sebuah sumber titik dari radiasi EM memiliki daya rata2 keluaran P = 1000 W. Tentukan : Amplitudo max medan listrik Em dan medan magnetik Bm pada titik yg berjarak r = 4 m dari sumber radiasi Rapat energi rata-rata pada titik yg berjarak r = 4 m dari sumber radiasi 3. Sebuah sumber cahaya monokromatik memancarkan daya EM 250 W merata ke segala arah. Hitung rapat energi listrik rata-rata pada jarak 1 m dari sumber Hitung rapat energi magnetik rata-rata pada jarak 1 m dari sumber Tentukan intensitas gelombang pada lokasi tsb

20 Electromagnetic Waves

21 Radio Waves Radio waves

22 Radio Waves Radio waves

23 Microwaves Microwaves

24 Microwaves Microwaves

25 Infrared radiation Infrared radiation

26 Visible light Visible light

27 Endoscope Endoscope

28 Ultra-violet radiation

29 X-rays X-rays

30 Making X-rays Making X-rays

31 Gamma radiation Gamma radiation