Pengertian, Deskripsi dan Teori Gelombang Elektromagnetik
Teori Gelombang Elektromagnetik
Sekitar tahun 1860, James Clark Maxwell (1831-1878), seorang fisikawan asal Scotlandia berhasil menemukan keterkaitan antara masalah tentang listrik dan magnetisme.
Kaitan yang pertama ditemukan oleh James Clark Maxwell adalah bahwa muatan listrik yang mengalir (arus listrik) dapat menghasilkan medan magnet di sekitar kawat berarus tersebut, seperti dijelaskan dalam Hukum Biot-Savart atau hukum Ampere.
Kaitan yang kedua dikemukakan oleh James Clark Maxwell adalah perubahan medan magnet yang dapat menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi, seperti dijelaskan dalam Hukum Faraday.
Teori gelombang elektromagnetik pertama kali ditemukan, pada saat Faraday menemukan bahwa perubahan medan magnet dapat menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi atau medan listrik.
Maxwell berpendapat bahwa perubahan medan listrik akan menimbulkan medan magnet. Perubahan medan magnet dapat kalian lihat pada gambar di bawah ini.
Perubahan magnet listrik dengan medan magnet ditimbulkan dari dua bola isolator bermuatan positif dan negatif digetarkan sehingga jaraknya berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran tersebut.
Perubahan medan magnet ini juga menimbulkan medan listrik. Timbulnya medan listrik dapat kita lihat dengan dipancarkannya gelombang elektromagnetik.
Pada di bawah ini menunjukkan perubahan medan listrik dan medan magnet yang menimbulkan adanya gelombang elektromagnetik.
Gambar di atas dijelaskan bahwa arah medan magnet selalu saling tegak lurus terhadap arah medan listrik, sedang arah rambat gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus baik terhadap medan listrik mampu terhadap medan magnet sehingga gelombang elektromagnetik termasuk dalam gelombang transversal.
Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik dapat ditentukan oleh mediumnya yaitu:
μ0, adalah permeabilitas ruang hampa
ε0, adalah permitivitas ruang hampa
c, adalah laju perambatan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa.
Sebagai contoh perhitungan kecepatan merambat gelombang elektromagnetik ini diperoleh dengan memasukkan nilai μ0 = 4 x 10-7 Wb/Am (tetapan ini sering muncul pada hukum Gauss) dan nilai ε0 = 8,85 x 10-12 C/Nm2 (tetapan ini sering muncul pada hukum Biot-Savart dan hukum Ampere).
Dengan menggunakan persamaan di atas, dapat kita peroleh besar nilai c, yaitu c = 2,998 x 108 m/s atau sering dibulatkan menjadi 3 x 108 m/s.
Nilai kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik di atas ternyata sama dengan nilai kecepatan perambatan cahaya pada ruang hampa, sehingga cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.
