Jumat, 25 Desember 2015

Makalah Optik Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik

 CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG
ELEKTROMAGNETIK

A. TEORI-TEORI TENTANG CAHAYA

1. TEORI SINAR CAHAYA

      Abu Ali Hasan Ibn Al-Haitham (965–sekitar 1040), dikenal juga
sebagai Alhazen, mengembangkan teori yang menjelaskan penglihatan,
menggunakan geometri dan anatomi. Teori itu menyatakan bahwa setiap titik
pada daerah yang tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah,
namun hanya satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus
yang dapat dilihat.

     Cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat
dilihat. Dia menggunakan kamera lubang jarum sebagai contoh, yang
menampilkan sebuah citra terbalik. Alhazen menganggap bahwa sinar cahaya
adalah kumpulan partikel kecil yang bergerak pada kecepatan tertentu. Dia
juga mengembangkan teori Ptolemy tentang refraksi cahaya namun usaha
Alhazen tidak dikenal di Eropa sampai pada akhir abad 16.

2. TEORI KERUCUT RADIASI

     Ilmuwan Muslim pertama yang mencurahkan pikirannya untuk
mengkaji ilmu optik adalah Al-Kindi (801 M – 873 M). Hasil kerja kerasnya
mampu menghasilkan pemahaman baru tentang refleksi cahaya serta prinsipprinsip
persepsi visual.

     Secara lugas, Al-Kindi menolak konsep tentang penglihatan yang
dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan
merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat.
Namun, menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan
yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.

3. TEORI DUALISME PARTIKEL-GELOMBANG

     Teori ini menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan
bahwa cahaya adalah partikel dan gelombang. Ini adalah teori modern yang
menjelaskan sifat-sifat cahaya, dan bahkan sifat-sifat partikel secara umum.
Teori ini pertama kali dijelaskan oleh Albert Einstein pada awal abad
20(1879-1955), berdasarkan dari karya tulisnya tentang efek fotolistrik, dan
hasil penelitian Planck.

     Einstein menunjukkan bahwa energi sebuah foton sebanding dengan
frekuensinya. Lebih umum lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua
benda mempunyai sifat partikel dan gelombang, dan berbagai macam
eksperimen dapat di lakukan untuk membuktikannya. Sifat partikel dapat lebih
mudah dilihat apabila sebuah objek mempunyai massa yang besar.

4. TEORI GELOMBANG (RAY)

     Christiaan Huygens menyatakan dalam abad ke-17(1629 – 1695) yang
cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai ciri-ciri gelombang. Pandangan ini
menggantikan teori partikel halus. Ini disebabkan oleh karena gelombang
tidak diganggu oleh gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika
memasuki medium yang lebih padat.
     Teori gelombang ini menyatakan bahwa gelombang cahaya akan
berinterferensi dengan gelombang cahaya yang lain seperti gelombang bunyi
(seperti yang disebut oleh Thomas Young pada kurun ke-18), dan cahaya
dapat dipolarisasikan. Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya seperti
gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar. Suatu hipotesis yang
disebut luminiferous aether telah diusulkan, tetapi hipotesis itu tidak disetujui.

5. TEORI ELEKTROMAGNETIK

     Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut polarisasi dari sebuah
sinar cahaya ketika sinar tersebut masuk melewati material pemolarisasi dapat
diubah dengan medan magnet.Ini adalah bukti pertama kalau cahaya
berhubungan dengan Elektromagnetisme. Faraday mengusulkan pada tahun
1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang
dapat bertahan walaupun tidak ada medium.

     Teori ini diusulkan oleh James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19,
menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet
sehingga tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada permukaannya
dianggap gelombang cahaya disebarkan melalui kerangka acuan yang tertentu,
seperti aether, tetapi teori relativitas khusus menggantikan anggapan ini. Teori
elektromagnet menunjukkan yang sinar kasat mata adalah sebagian daripada
spektrum elektromagnet. Teknologi penghantaran radio diciptakan
berdasarkan teori ini dan masih digunakan.

     Kecepatan cahaya yang konstan berdasarkan persamaan Maxwell
berlawanan dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak
zaman Galileo, yang menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif
terhadap laju sang pengamat. Pemecahan terhadap kontradiksi ini kelak akan
ditemukan oleh Albert Einstein.

6. TEORI CEPAT RAMBAT CAHAYA

     Jean Bernard Leon Foucault (1819-1868) Mmngemukakan pendapat
tentang cahaya sebagai berikut cepat rambat cahaya dalam zat cair lebih kecil
daripada cepat rambat cahaya di udara. Hal ini bertentangan dengan teori
emisi Newton.

7. TEORI REFLEKSI CAHAYA

     Euclid (Alexandria) Dalam nya Optica ia mencatat bahwa perjalanan
cahaya dalam garis lurus dan menjelaskan hukum refleksi. Dia percaya bahwa
visi akan melibatkan sinar dari mata ke obyek terlihat dan ia mempelajari
hubungan antara ukuran jelas dari objek dan sudut-sudut yang mereka subtend
di mata. Hero (juga dikenal sebagai Heron) di Alexandria.

     Dalam karyanya Catoptrica, Hero menunjukkan dengan metode
geometri bahwa jalan sebenarnya yang diambil oleh sebuah sinar cahaya
dipantulkan dari sebuah cermin pesawat yang lebih pendek daripada jalur
tercermin lain yang mungkin diambil antara sumber dan titik pengamatan.

8. TEORI EMISI

     Teori Emisi oleh Sir Issac Newton (1642-1722) mengembangkan teori
Descartes bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel. Menurutnya, benda
bersinar mengeluarkan partikel-partikel secara tetap ke segala arah dengan
lurus. Jika partikel dianggap tidak bermassa, maka benda bersinar tidak akan
kehilangan massa hanya karena memancarkan cahaya, dan cahaya itu sendiri
tidak dipengaruhi oleh gravitasi.

     Isaac Newton menyatakan dalam Hypothesis of Light pada 1675
bahwa cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua
arah dari sumbernya. Teori ini dapat digunakan untuk menerangkan pantulan
cahaya, tetapi hanya dapat menerangkan pembiasan dengan menganggap
cahaya menjadi lebih cepat ketika memasuki medium yang padat tumpat
karena daya tarik gravitasi lebih kuat.

9. TEORI GELOMBANG CAHAYA

     Christian Huygens dan Robert Hooke merupakan ilmuwan pendukung
yang paling bersemangat dari teori impuls cahaya. Kemudian, mereka
menyempurkan teori tersebut sehingga lahiriah teori gelombang cahaya. Pada
tahun 1678, Huygens menyatakan bahwa perambatan gelombang apa pun
melalui ruang dapat digambarkan dengan suatu metode geometris yang
dikenal dengan prinsip Huygens, yaitu :
“setiap titik pada muka gelombang (wavefront) dapat dipandang sebagai
sebuah sumber titik yang menghasilkan gelombang sferis sekunder. Setelah
waktu t, posisi muka gelombang yang baru adalah permukaan selubung yang
menyinggung semua gelombang sekunder ini”


10. TEORI REFRAKSI

     Sarjana Muslim lainnya yang menggembangkan ilmu optik adalah
Ibnu Sahl (940 M – 100 M). Sejatinya, Ibnu Sahl adalah seorang matematikus
yang mendedikasikan dirinya di Istana Baghdad. Pada tahun 984 M, dia
menulis risalah yang berjudul On Burning Mirrors and Lenses (pembakaran
dan cermin dan lensa). Dalam risalah itu, Ibnu Sahl mempelajari cermin
membengkok dan lensa membengkok serta titik api cahaya.

     Ibnu Sahl pun menemukan hukum refraksi (pembiasan) yang secara
matematis setara dengan hukum Snell. Dia menggunakan hukum tentang
pembiasan cahaya untuk memperhitungkan bentuk-bentuk lensa dan cermin
yang titik fokus cahanya berada di sebuah titik di poros.

11. TEORI POLA INTERFERENSI

     Orang yang pertama kali menguji hipotesa Maxwell adalah Heindrick
Rudolf Hertz(1857-1894). Percobaan Hertz ini menggunakan sepasang
vibrator muatan listrik yang bergetar dengan frekuensi yang tinggi kira-kira
100 MHz. Frekuensi ini adalah gelombang elektromagnetik pada rentang
gelombang radio pendek (FM) dan televisi.

     Hasil eksperimen lainnya yang dilakukan Hertz adalah mengenai
pengukuran kecepatan dari gelombang frekuensi radio. Gelombang frekuensi
radio yang frekuensinya diketahui, dipantulkan pada sebuah lembaran logam
sehingga menciptakan suatu pola interferensi yan titik simpulnya dapat
dideteksi.

12. TEORI INTENSITAS CAHAYA

     Robert Grosseteste (Inggris) scholarum. Magister dari Universitas
Oxford dan pendukung pandangan bahwa teori harus dibandingkan dengan
observasi, Grosseteste menganggap bahwa sifat cahaya memiliki arti khusus
dalam filsafat alam dan menekankan pentingnya matematika dan geometri di
mereka belajar.

      Dia percaya bahwa warna terkait dengan intensitas dan bahwa mereka
memperpanjang dari putih menjadi hitam, putih yang paling murni dan
berbaring di luar merah dengan hitam tergeletak di bawah biru. pelangi itu
menduga sebagai akibat refleksi dan refraksi cahaya matahari oleh lapisan
dalam 'awan berair' tapi pengaruh tetesan individu tidak dianggap. Dia
memegang melihat, bersama dengan orang-orang Yunani sebelumnya, bahwa
visi melibatkan emanasi dari mata ke objek yang dirasakan.

13. TEORI IMPULS

     Menurut ReneDescartes, perambatan cahaya dapat dianalogikan
dengan perambatan suatu impuls mekanik dari tongkat orang buta yang waktu
berjalan menyodok-nyodokkan tongkat terhadap berbagai benda. Menurutnya
cahaya merupakan suatu impuls yang merambat dengan cepat dari satu tempat
ke tempat lain.

14. TEORI KUANTUM

     Teori ini di mulai pada abad ke-19 oleh Max Karl Ernest Ludwig
Planck (1858-1947), yang menyatakan pada tahun 1900 bahwa sinar cahaya
adalah terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai photon.
Penghargaan Nobel menghadiahkan Planck anugerah fisika pada 1918 untuk
kerja-kerjanya dalam penemuan teori kuantum, walaupun dia bukannya orang
yang pertama memperkenalkan prinsip asas partikel cahaya.

15. TEORI INTERFERENSI CAHAYA

     Thomas Young(1773-1829) dan Agustin Fresnell (1788-
1827)melakukan percobaan dengan dua celah. Dari hasil percobaan mereka
menyatakan bahwa cahaya dapat melentur dan berinterferensi, dan peristiwa
ini tidak dapat diterangkan dengan teori partikel (emisi) Newton.


16. TEORI PERAMBATAN CAHAYA

      Percobaan Albert Abraham Michelson (1852-1931) dan Edward
Williams Morley (1838-1923) membuktikan bahwa tidak ada eter. Pada saat
itu orang berpendapat bahwa cahaya merambat di udara dalam zat yang
dinamakan eter (medium cahaya). Hasil percobaan ini telah mengoreksi teori
Fresnell bahwa cahaya merambat dengan medium eter. Percobaan ini
mengubah pendapat orang saat itu.

17. TEORI PERAMBATAN CAHAYA

     RogerBacon (Inggris). Seorang pengikut Grosseteste di Oxford, Bacon
diperpanjang pekerjaan Grosseteste di optik. Ia menganggap bahwa kecepatan
cahaya terbatas dan bahwa disebarluaskan melalui media dengan cara yang
analog dengan propagasi suara. Dalam karyanya Opus Maius, Bacon
menggambarkan studinya atas perbesaran benda kecil dengan menggunakan
lensa cembung dan menyarankan agar mereka bisa menemukan aplikasi di
koreksi penglihatan yang rusak. Dia menghubungkan fenomena pelangi untuk

refleksi sinar matahari dari hujan individu.


B. CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

      Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Gelombang
elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk
merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium. Oleh
karena itu, cahaya matahari dapat sampai ke bumi dan memberi kehidupan di
dalamnya. Cahaya merambat dengan sangat cepat, yaitu dengan kecepatan 3 ×
10^8 m/s, artinya dalam waktu satu sekon cahaya dapat menempuh jarak
300.000.000 m atau 300.000 km.
     Setiap benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya dan setiap
benda yang tidak dapat memancarkan cahaya disebut benda gelap. Benda-benda
yang termasuk benda gelap dapat digolongkan sebagai berikut:
  1. Benda tembus cahaya, yaitu benda yang dapat meneruskan cahaya yang diterimanya. Benda tembus cahaya dapat dikelompokkan lagi menjadi benda bening dan benda baur. Contoh benda bening adalah kaca dan air jernih, sedangkan contoh benda baur adalah es dan air keruh.
  2. Benda tak tembus cahaya, yaitu benda yang tidak dapat meneruskan cahaya yang diterimanya. Contohnya adalah batu, tanah, kayu, dan besi.Jika seberkas cahaya datang menemui sebuah rintangan, apa yang terjadi? Misalnya ketika Matahari bersinar cerah, tiba-tiba ada sekumpulan awan yang menghalangi cahayanya. Kamu dapat melihat bahwa daerah di bawah awan tersebut menjadi teduh. Suasana teduh ini disebabkan adanya bayangan dari awan. Suatu penghalang, semakin sukar ditembus cahaya semakin gelap bayangan yang terbentuk. Kamu dapat melihat bayangan badanmu ketika badanmu terkena sinar. Bayangan badan kita akan tampak hitam karena badanmu sama sekali tidak dapat ditembus cahaya. Lain halnya jika segumpal awan tipis menghalangi sinar Matahari. Meskipun terjadi bayangan, bayangan ini tidak terlalu pekat. Berdasarkan pekat tidaknya suatu bayangan, bayangan dapat dibedakan menjadi dua jenis:
  • Bayangan umbra, yaitu bayangan yang benar-benar gelap dengan kata lain bayangan yang tidak mendapat cahaya sama sekali.
  • Bayangan penumbra, yaitu bayangan yang tidak terlalu gelap dengan kata lain bayangan yang masih mendapatkan cahaya.
      Gelombang elektromagnetik dapat digambarkan sebagai dua buah
gelombang yang merambat secara transversal pada dua buah bidang tegak lurus
yaitu medan magnetik dan medan listrik. Merambatnya gelombang magnet akan
mendorong gelombang listrik, dan sebaliknya, saat merambat, gelombang listrik
akan mendorong gelombang magnet. Diagram di atas menunjukkan gelombang
cahaya yang merambat dari kiri ke kanan dengan medan listrik pada bidang
vertikal dan medan magnet pada bidang horizontal.
   
     Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat
mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya
adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata
maupun yang tidak. Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.
Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan
sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut
spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai
warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset
yang penting pada fisika modern.

     Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era optika klasik yang
mempelajari besaran optik seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang,
polarisasi dan fasa cahaya. Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar
dilakukan dengan pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan
pendekatan sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi.
Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris
(en:geometrical optics) dan optika fisis (en:physical optics).

     Pada puncak optika klasik, cahaya didefinisikan sebagai gelombang
elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran, sejak tahun
1838 oleh Michael Faraday dengan penemuan sinar katoda, tahun 1859 dengan
teori radiasi massa hitam oleh Gustav Kirchhoff, tahun 1877 Ludwig Boltzmann
mengatakan bahwa status energi sistem fisik dapat menjadi diskrit, teori kuantum sebagai model dari teori radiasi massa hitam oleh Max Planck pada tahun 1899
dengan hipotesa bahwa energi yang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi
jumlahan diskrit yang disebut elemen energi, E. Pada tahun 1905, Albert Einstein
membuat percobaan efek fotoelektrik, cahaya yang menyinari atom mengeksitasi
elektron untuk melejit keluar dari orbitnya. Pada pada tahun 1924 percobaan oleh
Louis de Broglie menunjukkan elektron mempunyai sifat dualitas partikelgelombang,
hingga tercetus teori dualitas partikel-gelombang. Albert Einstein
kemudian pada tahun 1926 membuat postulat berdasarkan efek fotolistrik, bahwa
cahaya tersusun dari kuanta yang disebut foton yang mempunyai sifat dualitas
yang sama.

      Karya Albert Einstein dan Max Planck mendapatkan penghargaan Nobel
masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar teori kuantum
mekanik yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan, termasuk Werner
Heisenberg, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul
Dirac, Wolfgang Pauli, David Hilbert, Roy J. Glauber dan lain-lain.
Era ini kemudian disebut era optika modern dan cahaya didefinisikan sebagai
dualisme gelombang transversal elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut
foton. Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya
sinar maser, dan sinar laser pada tahun 1960.Era optika modern tidak serta merta
mengakhiri era optika klasik, tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain
yaitu difusi dan hamburan.

Gelombang Elektromagnet

     Pembahasan tentang gelombnag elektromagnetik diawali oleh teori
Maxwell yang dikemukakan sekitar abad ke 19. Maxwell mengemukakan 4 buah
persamaan yang mengatur hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan,
khususnya pada gelombang elektromagnetik. Dari keempat persamaan tersebut
hanya satu persamaan yang merupakan temuannya yaitu koreksi Maxwell pada
Hukum Ampere.
   
      Sebelum Maxwell, masing – masing persamaan tesebut diberlakukan
secara terpisah, masing masing digunakan untuk menjelaskan sifat – sifat listrik
atau magnet atau electromagnet. Misalkan hukum Gauss yang merupakan
persamaan pertama dari persamaan Maxwell, digunakan untuk menjelaskan
hubungan antara distribusi muatan dengan medan listrik yang ditimbulkannya. Ini
diberlakukan pada medan elektrostatis dan tidak pernah dikaitkan dengan
persamaan lain dalam elektomagnetik. Tetapi dalam persamaan Maxwell
persamaan ini tidaklah berdiri sendiri (meskipun dapat diterapkan secara terpisah)
melainkan bersama – sama dengan tiga persamaan lainnya membentuk suatu
sistem persamaan yang diberlakukan serentak pada gejala elektromagnetik.

      Dari persamaan Maxwell ini (dengan pertolongan rumus identitas vektor)
dapat dibuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merambat di udara atau
ruang hampa dengan kecepatan sama dengan kecepatan cahaya dan hubungan
antara vektor medan listrik, vektor medan magnet dan arah penjalarannya saling
tegak lurus sesuai dengan aturan perkalian silang dua buah vektor. Selanjutnya
akan dibahas energi, momentum dan intensitas gelombang yang diterapkan pada
gelombang bidang (datar) sinusoidal.

      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 Faraday. Dengan Teori Maxwel tentang
gelombang ekektromagnetik mempersatukan Kedua teori ini dimana menurut
Faraday”medan listrik dapat ditimbulkan dari perubahan medan magnet”.

     Sedangkan Maxwell membuat hipotesa bahwa medan listrik yang berubah
terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet, yang sama halnya dengan
dengan medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan akan
menghasilkan medan listrik. Hal ini melengkapi teori maxwell , yaitu hubungan
yang sangat penting antara medan listrik dan medan magnet yang dikenal dengan
persamaan Maxwell. Dengan Teori Maxwel tentang gelombang
elektromagnetik mempersatukan pula teori Newton serta Huygesa tentang ilmu cahaya. Menurut teori maxwell tentang gelombang elektromagnetik bahwa cahaya
adalah suatu bentuk radiasi gelombang elektromagnetik.

     Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat
terdiri dari medan magnet B dan Medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus
serta keduanya tegak lurus arah perambatan gelombang. Sehingga gelombang
elektromagnetik temasuk gelombang transversal.

     Radiasi (pancaran) gelombang elektromagnetik di alam yang dapat kita
tangkap dengan indera pengihatan kita adalah cahaya (sinar tampak). Sebagian
besar cahaya di bumi disebabkan oleh radiasi sinar matahari, hal ini mudah kita
pahami dengan membandingkan tingkat terang – gelap antara siang hari saat ada
mata hari dan malam hari saat tidak ada matahari.

     Sekalipun kita mengetahui bahwa sinar matahari bukanlah monokromatik
(punya 1 nilai panjang gelombang), namun kecepatan perambatan mereka di udara
sama yaitu sekitar 300.000 Km/dt. Kecepatan sebesar itu dapat dibuktikan dengan
menggunakan persamaan Maxwell.

     Karena di udara (di ruang hampa) tidak ada muatan dan arus maka keempat
persamaan Maxwell dapat dituliskan sebagai

Dari ke empat persamaan inilah dapat diturunkan persamaan gelombang
elektromagnetik di ruang hampa.
Dari persamaan (3) diperoleh persamaan



Lalu dengan mensubstitusikan persamaan (4) ke dalam persamaan (5) diperoleh


Menurut rumus identitas vektor


Oleh karena itu persamaan (6) menjadi



Persamaan ini merupakan persamaan gelombang medan listrik 3 dimensi yang
merambat dengan kecepatan fase


Hal yang sama juga terjadi untuk medan magnetnya. Dari persamaan (4)
diperoleh persamaan


Lalu dengan mensubstitusikan persamaan (3) ke dalam persamaan (10) diperoleh


Menurut rumus identitas vektor




Oleh karena itu persamaan (11) menjadi


     Jadi diudara medan listrik dan medan magnetnya bergerak dengan kecepatan
sama yaitu  300.000 km / s

     Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik, Maxwell
menghitung cepat rambat gelomabang elektromagnetik dengan persamaan



Keterangan :
c : cepat rambat gelombang elektromagnetik
μₒ : permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7Wb/Am
Ԑₒ : permitivitas ruang hampa = 8,85418 x 10-12C2/N m2

dengan memasukkan harga μₒ dan Ԑₒ diatas maka di peroleh cepat rambat
gelombang elektromagnetik sebesar c= 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108 m/s.

     Nilai tersebut ternyata sesuai dengan cepat rambat cahaya dalam ruang
hampa. Dengan hasil ini maka Maxwell mengatakan bahwa cahaya
termasuk gelombang elektromagnetik. Seperti gelombang mekanik maka cahaya mengalami gejala gelombang pada umumnya yaitu reflksi(pemantulan),
refraksi(pembiasan), interferensi, difraksi serta polarisasi.

     Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik menyimpulkan bahwa
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:
  • 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
  • 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















DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C. FISIKA Jilid 2. Jakarta : Erlangga, 2001.
Reitz, John R. DASAR TEORI LISTRIK MAGNET. Bandung : ITB, 1993.
Hendra Mujahidin.
http://hendra-mujahidin.blogspot.co.id/2012/01/bab-3-cahaya-sebagaigelombang.
html
Pustaka Fisika.
https://pustakafisika.wordpress.com/2011/10/13/cahaya-sebagai-gelombangelektromagnetik/
Rahma Putri.
http://rahmaputri04.blogspot.co.id/2013/04/v-behaviorurldefaultvmlo_29.html

3 komentar: