11 Sifat-sifat Gelombang Elektromagnetik

Sifat yang melekat pada gelombang elektromagnetik adalah frekuensinya. Menurut Maxwell, memvariasikan medan listrik memunculkan medan magnet. Muatan yang dipercepat menghasilkan medan magnet yang bervariasi waktu yang pada gilirannya menghasilkan medan listrik yang bervariasi waktu. Dengan demikian, gelombang elektromagnetik terdiri dari medan listrik dan magnet yang bervariasi waktu sinusoidal dan kedua bidang saling tegak lurus.

Pengantar Gelombang Elektromagnetik

Apakah dua foto di bawah ini memiliki kesamaan? Mereka berdua merupakan gelombang elektromagnetik. Ini adalah gelombang yang terdiri dari getaran listrik dan medan magnet. Mereka mengirimkan energi melalui materi atau melintasi ruang. Beberapa gelombang elektromagnetik umumnya tidak berbahaya. Lampu yang kita gunakan untuk melihat adalah contoh yang baik.Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik lainnya bisa sangat berbahaya dan perawatan harus diambil untuk menghindari terlalu banyak paparan mereka. Sinar X adalah contoh yang akrab kita kenal. Mengapa gelombang elektromagnetik bervariasi dalam cara ini? Hal ini tergantung pada sifat-sifat mereka. Seperti gelombang lainnya, gelombang elektromagnetik memiliki sifat kecepatan, panjang gelombang, dan frekuensi.

Kecepatan Gelombang Elektromagnetik

Semua gelombang elektromagnetik bergerak pada kecepatan yang sama melalui ruang hampa. Kecepatan itu, disebut kecepatan cahaya, sekitar 300 juta meter per detik (3,0 x 10 8 m / s).

Tidak ada yang lain di alam semesta yang diketahui melakukan perjalanan secepat ini. Matahari adalah sekitar 150 juta kilometer (93 juta mil) dari Bumi, tetapi waktu yang dibutuhkan radiasi elektromagnetik hanya 8 menit untuk mencapai permukaan bumi dari matahari.

Jika Anda bisa bergerak secepat itu, Anda akan dapat melakukan perjalanan di seluruh bumi 7,5 kali hanya dalam 1 detik!

Panjang gelombang dan Frekuensi Gelombang Elektromagnetik

Meskipun semua gelombang elektromagnetik bergerak pada kecepatan yang sama di ruang angkasa, mereka mungkin berbeda dalam panjang gelombang, frekuensi, dan tingkat energi mereka.

Panjang gelombang adalah jarak antara titik yang sesuai dari gelombang yang berdekatan (lihat Gambar di bawah). Panjang gelombang gelombang elektromagnetik berkisar lebih panjang dari lapangan sepak bola sampai lebih pendek dari diameter sebuah atom.

panjang gelombang

Frekuensi gelombang adalah jumlah gelombang yang melewati titik tetap dalam jumlah waktu tertentu. Frekuensi gelombang elektromagnetik berkisar dari ribuan gelombang per detik sampai triliunan gelombang per detik.

Energi dari gelombang elektromagnetik tergantung pada frekuensi mereka. Gelombang frekuensi rendah memiliki energi sedikit dan biasanya tidak berbahaya. Gelombang frekuensi tinggi memiliki banyak energi dan berpotensi sangat berbahaya.

  • Q: gelombang elektromagnetik yang menurut Anda memiliki frekuensi yang lebih tinggi: cahaya tampak atau sinar X?
  • A: sinar X berbahaya namun cahaya tampak tidak berbahaya, sehingga Anda dapat menyimpulkan bahwa sinar X memiliki frekuensi yang lebih tinggi daripada cahaya tampak.

Kecepatan, Panjang gelombang, dan Frekuensi

Kecepatan gelombang adalah perkalian dari panjang gelombang dan frekuensi. Karena semua gelombang elektromagnetik bergerak pada kecepatan yang sama melalui ruang, gelombang dengan panjang gelombang yang lebih pendek harus memiliki frekuensi yang lebih tinggi, dan sebaliknya. Hubungan ini diwakili oleh persamaan:

Kecepatan = Panjang gelombang × Frekuensi

Persamaan untuk kecepatan gelombang dapat ditulis sebagai:

Frekuensi = kelajuan / panjang gelombang

Oleh karena itu, jika salah satu panjang gelombang atau frekuensi diketahui, nilai yang hilang dapat dihitung. Perhatikan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang 3 meter. Kecepatan, seperti kecepatan semua gelombang elektromagnetik, adalah 3,0 × 10 8 meter per detik. Frekuensinya dapat ditemukan dengan menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan frekuensi:

Frekuensi = (3×108 m/s) / (3 m) = 1,0 .108 Hz

Q: Berapa panjang gelombang gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi 3,0 × 10 8 hertz?

A: Gunakan persamaan gelombang:

Panjang gelombang = (3×108 m/s) /(3×108 m/s) = 1,0 meter

Apa Sifat Gelombang Elektromagnetik?

Di bawah ini tercantum beberapa karakteristik dan sifat penting gelombang elektromagnetik.

  • Gelombang elektromagnetik bersifat melintang saat merambat dengan memvariasikan medan listrik dan magnet sedemikian rupa sehingga kedua medan saling tegak lurus.
  • Muatan yang dipercepat bertanggung jawab untuk menghasilkan gelombang elektromagnetik.
  • Gelombang elektromagnetik memiliki kecepatan konstan dalam ruang hampa dan hampir sama dengan 3 × 10 pangkat 8 m/s yang dilambangkan dengan C = 1/√μoϵo.
  • Perambatan gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan media material untuk melakukan perjalanan.
  • Karakteristik yang melekat pada gelombang elektromagnetik adalah frekuensinya. Frekuensi mereka tetap tidak berubah tetapi panjang gelombangnya berubah ketika gelombang bergerak dari satu medium ke medium lainnya.
  • Indeks bias suatu bahan diberikan oleh: n = √μrϵr
  • Gelombang elektromagnetik mengikuti prinsip superposisi.
  • Vektor cahaya (juga dikenal sebagai vektor listrik) adalah alasan untuk efek optik akibat gelombang elektromagnetik.
  • Dalam gelombang elektromagnetik, medan listrik dan medan magnet yang berosilasi berada pada fase yang sama dan besarnya memiliki rasio yang konstan. Rasio amplitudo medan listrik dan magnet sama dengan kecepatan gelombang elektromagnetik. C = E0/B0
  • Energi tersebut dibawa oleh medan listrik dan magnet dari gelombang elektromagnetik yang sama, yaitu energi listrik (uE) dan energi magnetik (uM) sama; uE = uM.
  • Ada besaran vektor S, yang disebut vektor Pointing yang mewakili energi yang ditransfer oleh gelombang elektromagnetik per detik per satuan luas. S =  (E × B)/μ.

Ringkasan

Semua gelombang elektromagnetik berjalan melintasi ruang dengan kecepatan cahaya, yaitu sekitar 300 juta meter per detik (3,0 x 10 8 m / s). Gelombang elektromagnetik bervariasi dalam panjang gelombang dan frekuensi. Panjang gelombang yang besar dari gelombang elektromagnetik memiliki frekuensi yang lebih rendah, dan panjang gelombang gelombang yang lebih pendek memiliki frekuensi yang lebih tinggi. Frekuensi Gelombang yang lebih tinggi memiliki lebih banyak energi. Kecepatan gelombang adalah perkalian dari panjang gelombang dan frekuensi. Karena kecepatan gelombang elektromagnetik melalui ruang konstan, panjang gelombang atau frekuensi gelombang elektromagnetik dapat dihitung jika nilai lain tidak diketahui.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *