Radiasi Elektromagnetik

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat melewati ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.

Penelitian teoretis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.

Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal.

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Ketika kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi

Jika dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hf, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 ⁻³⁴ J·s — dan f adalah frekuensi gelombang.

Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi E_photon = hf.

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat menghantarkan muatan sama dengan arus listrik.

Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan, panjang gelombang, dan frekuensi.

Jika dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Max Planck:

E = hf

yang dimana:

E = energi foton satuannya Joule
h = konstanta Planck = (6,626 x 10-³⁴ J.s)
f = frekuensi gelombang satuannya Hz

Perubahan medan listrik dan medan magnet

Perubahan medan listrik dan medan magnet ditimbulkan dengan cara dua bola isolator bermuatan positif dan negatif digetarkan sehingga jaraknya berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran tersebut. Perubahan medan magnet tersebut juga menimbulkan medan listrik. Timbulnya medan listrik ini ditandai dengan dipancarkannya gelombang elektromagnetik. Pada gambar di bawah ditunjukkan perubahan medan listrik dan medan magnet yang menimbulkan adanya gelombang elektromagnetik.

Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya

Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan komponen magnetik. Interaksi gelombang elektromagnetik terjadi antara medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan elektronik dari materi.

Interaksi radiasi elektromagnetik

Bila suatu radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui materi, maka komponen listrik akan berinteraksi dengan atom dan molekul dalam materi tersebut. Adapun interaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

1. Transmisi Radiasi.

2. Absorbsi Radiasi. Dalam absorbsi atom/molekul akan mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.

3. Hamburan Radiasi/Proses Scattering. Terjadi karena tumbukan antara radiasi elektromagnetik dengan partikel besar dalam medium.

Baca juga ? Bahaya Radiasi Elektromagnetik Bagi Manusia dan Contoh Penyakitnya

Tentukan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Ã… jika kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s dan tetapan Planck adalah 6,6 x 10âˆ34 Js ! 

Pembahasan:

E = h c/λ
E = (6,6 x 10^-34) (3×108/6600 x 10^-10) = 3 x 10^-9 joule.

Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Ã… dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Ã…!

Pembahasan:

λ1 = 6000 Ã
λ2 = 4000 Ã
Dari E = h(c/λ), maka
E1 : E2 = λ2 : λ1 = 4000 : 6000 = 2 : 3

Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi besar ke frekuensi kecil atau dari panjang gelombang kecil ke panjang gelombang besar:

Jawaban:

1. sinar gamma.
2. sinar x atau sinar rontgen.
3. sinar ultraviolet atau sinar ultraungu.
4. sinar tampak (ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, merah).
5. sinar inframerah.
6. gelombang radar.
7. gelombang tv.
8. gelombang radio.

Rumus Fisika Lainnya

Fisika banyak diisi dengan persamaan dan rumus fisika yang berhubungan dengan gerakan sudut, mesin Carnot, cairan, gaya, momen inersia, gerak linier, gerak harmonik sederhana, termodinamika dan kerja dan energi. Klik disini untuk melihat rumus fisika lainnya (akan membuka layar baru, tanpa meninggalkan layar ini).

Bacaan Lainnya

• Induksi Elektromagnetik – Hukum Faraday dan Hukum Lenz – Soal dan Jawaban
• Konstanta Dielektrik – Permitivitas Listrik
• Induksi dan Fluks Magnetik Bersama Contoh Soal dan Jawaban
• Rumus Rangkaian Listrik Dan Contoh-Contoh Soal Beserta Jawabannya
• Tabel Konstanta Fisika – Tabel konstanta universal, elektromagnetik, atom dan nuklir, fisika-kimia, nilai yang diadopsi, satuan natural, bilangan tetap
• Rumus Fisika: Alat optik: Lup, Mikroskop, Teropong Bintang, Energi, Frekuensi, Gaya, Gerak, Getaran, Kalor, Massa jenis, Medan magnet, Mekanika fluida, Momen Inersia, Panjang gelombang, Pemuaian, Percepatan (akselerasi), Radioaktif, Rangkaian listrik, Relativitas, Tekanan, Usaha Termodinamika, Vektor
• Bagaimana Albert Einstein mendapatkan rumus E=mc² ?

Sumber bacaan: Physics Classroom, Tutor Vista, Khan Academy

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya | Business & Marketing