Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Daftar Baca Cepat Tampilkan

Seperti telah diuraikan pada pembahasan sebelumnya, gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Seorang ilmuwan fisika asal Skotlandia bernama James Clerk Maxwell menyatakan bahwa gelombang elektromagnetik berupa medan listrik dan medan magnetik yang selalu saling tegaklurus dan keduanya tegaklurus terhadap arah rambatan gelombang.

Perhatikan gambar berikut!

Dari gambar di atas, jelas bahwa gelombang elektromagnetik juga termasuk ke dalam klasifikasi gelombang transversal. Selanjutnya Maxwell menemukan bahwa besar cepat rambat gelombang elektromagnetik adalah :

Bila nilai permeabilitas dan permitivitas vakum kita masukan ke dalam persamaan (2.1), maka kita akan mendapatkan sebuah nilai c = 2,99792 ´ 10⁸ m/s. Ternyata nilai cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya. Sehingga Maxwell menyimpulkan bahwa cahaya tiada lain adalah gelombang elektromagnetik. Selanjutnya, besar cepat rambat gelombang elektromagnetik ini seringkali dibulatkan menjadi c = 3 ´ 10⁸ m/s.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Setiap detik, matahari memancarkan cahayanya dalam bentuk spektrum gelombang elektromagnetik ke segala arah, termasuk ke bumi. Karena cahaya adalah sebuah gelombang, maka cahaya juga memiliki besaran-besaran yang erat kaitannya dengan gelombang. Ciri khas dari gelombang adalah memiliki frekuensi dan panjang gelombang. Secara matematis, hubungan antara frekuensi, panjang gelombang dan cepat rambat gelombang dinyatakan sebagai :

Sifat-sifat Gelombang Cahaya

Telah dijelaskan di atas bahwa gelombang cahaya atau gelombang elektromagnetik ini merupakan gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarnya tegaklurus terhadap arah rambatnya. Sifat-sifat gelombang transversal di antaranya :

dapat dipantulkan atau dicerminkan (refleksi)
dapat dibiaskan (refraksi)
dapat dilenturkan (difraksi)
dapat dipadukan (superposisi) atau digabungkan (interferensi)
dapat dikutubkan (polarisasi)
dapat diuraikan (dispersi)

Interferensi Cahaya

Apabila dua buah cahaya yang koheren dilewatkan pada celah ganda, maka perpaduannya (interferensinya) memiliki pola teratur dan terdapat pada layar sebagai garis terang (interferensi maksimum) dan gelap (interferensi minimum). Perhatikan gambar berikut!

Kita bandingkan bahwa jarak antara celah ganda ke layar sangat jauh dibandingkan lebar celah, maka didapatkan hubungan bahwa

Interferensi maksimum (pola terang) terjadi apabila kedua gelombang memiliki fase yang sama (360° dan kelipatannya), yaitu beda lintasannya sama dengan nol atau kelipatan dari panjang gelombang.

Difraksi Cahaya

Difraksi atau lenturan cahaya terjadi ketika berkas cahaya melewati celah sempit atau penghalang. Difraksi cahaya pada celah tunggal akan menghasilkan pola terang-gelap berselang-seling pada layar yang berada di belakang celah. Perhatikan gambar berikut.

Untuk menganalisis pola difraksi cahaya pada celah tunggal, kita bagi dua lebar celah d. Perhatikan gelombang 1 dan 3 yang keluar dari bawah dan tengah celah. Gelombang 1 menempuh lintasan yang lebih jauh dibandingkan gelombang 3 dengan beda lintasan (d/2) sin q. Interferensi minimum (pita gelap) terjadi jika kedua gelombang berbeda fase 180° atau beda lintasannya sama dengan setengah dari panjang gelombang.

Polarisasi Cahaya

Ketika Anda menggunakan kacamata berwarna hitam, Anda akan mendapatkan di sekeliling Anda tampak meredup. Kenyataan tersebut terjadi karena cahaya yang mengenai mata telah terpolarisasi oleh kacamata hitam Anda.

Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang. Berbeda dengan interferensi dan difraksi yang dapat terjadi pada gelombang transversal maupun gelombang longitudinal, peristiwa polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal. Perhatikan gambar berikut.

Ketika arah getar gelombang tali sejajar dengan sumbu polarisator (bayangkan seperti pintu terbuka), seluruh arah getar gelombang akan diserap (Gambar2.4.a). Tetapi, ketika arah getar gelombang tegaklurus sumbu polarisator, tidak ada arah getar yang diserap (Gambar 2.4.b).