Mari Berbagi walaupun hanya sekedar Informasi

Berbagi informasi tentang segala hal positif

Gelombang Elektromagnetik

leave a comment »

Gelombang elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik merambat pada ruang hampa maupun melalui media yang terdiri dari komponen medan magnet dan medan listirk yang saling tegak lurus dengan arah rambatnya. Gelombang elektromagnetik diklasifikasikan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombang atau energinya. Berikut spektrum EM
– Gelombang radio: < 3 GHz atau 2E-24 J
– Gelombang mikro: 3GHz-3THz atau (2E-24)-(2E-22)J
– Infrared: 3E11-4E14 Hz atau (2E-22)-(E-19)J
– Optical:3E11-4E14 Hz atau (2E-22)-(E-19)J
– X-ray:3E11-4E14 Hz atau (2E-22)-(E-19)J
– Gama-ray:3E11-4E14 Hz atau (2E-22)-(E-19)J
Pada spektrum gelombang radio juga dibagi menjadi band-band tertentu sesuai penggunaan dan alokasinya, Demikian juga pada wilayah gelombang mikro. Klasifikasi berdasar frekuensi dan energi sebenarnya tergantung kita dalam menganalis EM sebagai gelombang atau sebagai quanta. Sebagai gelombang maka hubungan antara kecepatan, frekuaensi dan panjang gelombangnya adalah v=lamda.f. Sedangkan sebagai photon maka hubungan antara energi dan frekuensinya adalah E=h.f dengan h adalah konstanta plank

Teori klasik penyelesain EM tentunya berdasar pada 4 rumusan Maxwell yang sangat terkenal. Gelombang elektromagnetik itu sendiri pertama kali dibuktikan oleh seorang profesor Universitaet Karlsruhe , Heinrich Hertz. Nama hertz sendiri akhirnya sangat populer ditelinga kita sebagai satuan frekuensi. Penyelesaian masalah EM juga dapat berdasarkan teori kuantum. Pada bulan september 2009 teori kuantum untuk penyelesaian masalah elektromagnetik menjadi bahan pembicaraan yang menarik pada sebuah koferens ilmuwan di Eropa.

Kali ini hanya akan dibahas tentang teori klasik elektromagnetik. Mulai dari hukum lorenz yang menjelaskan bahwa:

F=q(E+vxB)

Pada suatu muatan yang bergerak akan bekerja gaya lorenzt yang besarnya sesuai dengan kuat medan listrik, magnet, besar muatan dan kecepatan geraknya. Pada saat gelombang merambat di media maka intensitas medan magnet H dan electric displacement ditentukan oleh permitivitas dan permeabilitas dari media tersebut. Dalam kasus perambatan di ruang hampa maka

h=B/mu0
D=epsilon0.E

Dengan mu0 adalah permeabilitas ruang hampa yaitu 4phi.E-7 H/m dan epsilon0 adalah permitivitas ruang hampa atau 8,854E-12 F/m.

Berdasarkan hukum Faraday bahwa perubahan medan magnet akan menimbulkan medan listrik maka dapat diturunkan rumusan Maxwell-faraday

Curl E = -dB/dt

berdasarkan teroma helmhotz yang menyatakan bahwa medan vektor dapat ditentukan hanya bila curl dari medan tersebut dan divergensnya diketahui pada setiap titik dalam ruang. Divergens medan hanya dapat dicapai jika terdapat sumber yang sesuai. Maka dengan menerapkan teori devirgens dapat diyantakan bahwa

Div Epsilon0.E=Div D = rho

Untuk melengkapi rumusan elektromagnetik maka dapat dirumuskan hubungan antara curl dan divergens dari medan magnet dengan sumbernya. Integral kontur dari medan magnet akan sama dengan integral permukaan dari electric diplacement ditambahkan dengan integral permukaan dari rapat arus. Dengan menerapkan aturan stoke maka didapat:

Curl H = dD/dt + J

Oleh karena muatan magnetik tidak terdapat di alam maka dapat disimpulkan bahwa divergens B akan sama dengan nol.

Div B = 0

Jadi keempat rumusan maxwell yang mendasari fenomena elektromagnetik dapat ditulis sebagai berikut:
1. Curl E = -dB/dt
2. Curl H = dD/dt + J
3. Div D = rho
4. Div B = 0

Demikian sedikit penjelasan tentang gelombang elektromagnetik, mohon dikoreksi jika terdapat kesalahan.

referensi:
– Robert E. Colin, Foundation of Microwave Engineering

Ditulis oleh: Dhidik Prastiyanto

Written by dhidikp

October 13, 2009 at 9:02 pm

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: