TEORI MAXWELL

TEORI MAXWELL • Maxwell adalah salah seorang ilmuwan fisika yang

berjasa dalam kemajuan ilmu pengetahuan serta teknologi yang berhubungan dengan gelombang.

• Maxwell berhasil mempersatukan penemuan-penumuan dari berbagai fisikawan, diantaranya Ampere dan Michael Faraday.

• Tahun 1864, ia membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik ialah gabungan dari osilasi medan listrik dan magnetik.

TEORI MAXWELL Bunyi hipotesis Maxwell: “Apabila perubahan medan magnetik dapat menimbulkan

medan listrik, maka sebaliknya perubahan medan listrik pun dapat menimbulkan medan magnetik.”

𝐶 = 1µ₀𝜀₀

C = cepat rambat gelombang elektromagnetik (2,998 x 108 m/s)

μ₀ = permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7 Wb/Am)

ε₀ = permitivitas ruang hampa (8,85418 x 10-12C2/N m2)

Dalam penelitiannya, ia menemukan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cahaya, sehingga keduanya sama.

TEORI MAXWELL Sifat-sifat gelombang elektromagnetik: Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi

pada saat yang bersamaan sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.

Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal.

Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi juga polarisasi.

TEORI MAXWELL Besar medan listrik dan medan magnet (E = cB) Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan

magnet karena gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan

Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan kecepatan di udara (3 x 108 m/s).

PERCOBAAN HERTZ

Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman, Heinrich Rudolph Hertz (1857 – 1894) membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal.

• Melalui eksperimennya ini, Hertz berhasil mem-bangkitkan gelombang elektromagnetik dan terdeteksi oleh bagian penerimanya.

• Eksperimen ini berhasil membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik yang awalnya hanya berupa rumusan teoritis dari Maxwell, benar-benar ada sekaligus mengukuhkan teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik.

• Jadi Hertz adalah orang yang mengukuhkan sekaligus membuktikan kebenaran teori Maxwell.

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik: • Dapat merambat dalam ruang hampa • Merupakan gelombang transversal • Merambat dalam arah lurus (tak terpengaruh medan

listrik dan medan magnetik) • Dapat mengalami pemantulan (refleksi) • Dapat mengalami pembiasan (refraksi) • Dapat mengalami perpaduan (interferensi) • Dapat mengalami lenturan (difraksi) • Dapat mengalami pengkutuban (polarisasi)

SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNET

• Gelombang elektromagnetik terdiri dari berbagai gelombang yang berbeda frekuensi dan panjang gelombang, tetapi memiliki kecepatan rambat yang sama, yaitu 3 x 108

m/s. • Hubungan antara frekuensi (f), panjang

gelombang (λ), dan cepat rambat gelombang elektromagnetik (c) memenuhi persamaan:

c = f . λ

No Gelombang Panjang Gelombang (λ)

1 Gelombang radio dan mikro

1 mm – 10.000 km

2 Inframerah 0,001 – 1 mm

3 Cahaya tampak 400 – 720 mm

4 Ultra violet 10 – 400 mm

5 Sinar-X 0,01 - 10 mm

6 Sinar Gamma (γ) 0,0001 – 0,1 mm

Spektrum Gelombang Elektromagnetik berdasarkan urutan kenaikan frekuensi atau penurunan panjang gelombang

GELOMBANG RADIO • Memiliki jangkauan frekuensi yang cukup luas. Biasanya

dihasilkan oleh rangkaian isolator dalam alat-alat elektronika. • Pada sistem siaran radio komersial biasanya digunakan dua

jenis sistem modulasi, yaitu AM (Amplitudo Modulation) dan FM (Frequency Modulation). 1. AM: jangkauan luas karena dapat dipantulkan oleh lapisan

ionosfer, tapi dapat terpengaruh gejala kelistrikan dan kemagnetan di udara sehingga akan menimbulkan derau.

2. FM: jangkauan sempit karena tidak dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer tapi tidak terpengaruh gejala kelistrikan dan kemagnetan di udara, sehingga hasil suara jernih.

No Frekuensi (Hz) Panjang Gelombang (m) Manfaat

1 3 x 10-3 - 3 x 104 Very Low Frequency

104 - 105 Very Long Wave

Pengiriman pesan pada kapal selam

2 3 x 104 - 3 x 105 Low Frequency

103 - 104

Long Wave Transmisi navigasi

jarak jauh

3 3 x 105 - 3 x 106

Medium Frequency 102 - 103

Medium Wave Siaran radio

komersial

4 3 x 106 - 3 x 107 High Frequency

10 - 102 Short Wave

Komunikasi radio amatir

5 3 x 107 - 3 x 108 Very High Frequency

1 - 10 Very Short Wave

Komunikasi pesawat udara, kapal laut, dan radio mobil

siaran tv

6 3 x 108 - 3 x 109 Ultra High Frequency

10-1 - 101 Ultra Short Wave

Spektrum gelombang radio dipisahkan dalam pita-pita frekuensi atau panjang gelombang seperti pada tabel:

GELOMBANG MIKRO • Gelombang mikro dalah gelombang elektromagnetik

dengan frekuensi super tinggi yaitu diatas 3 GHz (3 x 109 Hz).

• Apabila suatu benda menyerap gelombang mikro, maka akan timbul efek panas pada benda tersebut.

• Proses ini dimanfaatkan sebagai prinsip kerja oven microwave dan radar dengan frekuensi sekitar 1010 Hz.

• Apabila selang waktu pengiriman dan penerimaan pulsa ke dan dari sasaran adalah (Δt) ,maka jarak sasaran ke pusat radar (s) dapat ditentukan dengan rumus:

𝒔 = 𝒄Δ𝒕𝟐

SINAR INFRAMERAH • Inframerah adalah radiasi elektromagnetik yang panjang

gelombangnya lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio.

• Sinar inframerah dapat dibedakan menjadi tiga daerah, yaitu: 1. Inframerah jarak dekat dengan λ = 0.75 – 1.5 µm (3 x 10-6

m – 7,8 x 10-7 m) 2. Inframerah jarak menengah dengan λ = 1.50 – 10 µm (3 x

10-5 m - 3 x 10-6 m) 3. Inframerah jarak jauh dengan λ = 10 – 100 µm (10-3 m – 3

x 10-5 m)

• Karakteristik sinar inframerah antara lain :

1. Dapat menembus materi yang tidak tembus pandang 2. Dapat dilihat oleh manusia 3. Ditimbulkan oleh komponen memiliki hubungan yang

berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu 4. Panjang gelombang pada inframerah, maka panjang

gelombang mengalami penurunan. • Sinar inframerah dimanfaatkan dalam bidang industri, medis

dan astronomi.

SINAR TAMPAK • Sinar tampak (cahaya) adalah sinar yang dapat membantu

indra penglihatan. • Cahaya yang tampak atau cahaya yang ada dalam kehidupan

sehari-hari disebut warna komplementer. Misalnya suatu zat akan berwarna oranye bila menyerap warna biru dari spektrum sinar tampak. Atau suatu zat akan berwarna hitam bila menyerap semua warna yang terdapat pada spektrum sinar tampak.

SINAR ULTRAVIOLET • Sinar ultraviolet adalah sinar yang dihasilkan oleh atom-

atom dan molekul-molekul dalam loncatan listrik. • Panjang gelombangnya adalah 400nm – 10nm. • Sebagian besar sinar ultraviolet dihasilkan oleh matahari,

dan diserap oleh lapisan ozon pada lapisan ionosfer di ketinggian 80 km.

SINAR X (X-RAY) • Sinar X/X-Ray/Rontgen merupakan sinar yang dihasilkan

akibat tumbukan elektron berkecepatan tinggi pada logam. • Panjang gelombangnya adalah 10nm – 0,01 nm, dan

frekuensinya 3 x 1016 Hz - 3 x 1019 Hz. • Sinar-X banyak digunakan dalam bidang kedokteran

(diagnosis dan terapi medis) maupun dalam bidan industri (analisis struktur bahan).

SINAR GAMMA • Sinar gamma merupakan sinar yang dihasilkan zat radioaktif

atau sinar kosmis. • Sinar gamma memiliki panjang gelombang terpendek yaitu

<0.01 nm, dan memiliki frekuensi tertinggi yaitu >1019 Hz. • Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat besar

hingga dapat menembus pelat timbal dengan ketebalan beberapa cm.

• Sinar gamma dapat dideteksi dengan detektor Geiger-Muller.

THANK YOU!!!!!!!!!