Penemuan teorigelombang elektromagnetik berawal dari sebuah hipotesis yang dikemukakan oleh James Clark Maxwell (1831 – 1879). Sampai pada selesai ayatnya, dia tidak bisa pertanda hipotesisnya. Kemudian pada tahun 1887, seorang fisikawan kebangsaan Jerman yang berjulukan Heinrich Rudolfh Hertz (1857 – 1894) berhasil pertanda hipotesa dari Maxwell dengan melaksanakan percobaan pembuktian adanya gelombang elektromagnetik dengan memakai kumparan Ruhmkorf.
Kemudian ilmuwan lain juga melaksanakan eksperimen sehingga ditemukan bahwa gelombang elektromagnetik terdiri atas majemuk gelombang yang mempunyai frekuensi dan panjang gelombangnya berbeda. Walaupun mempunyai frekuensi dan panjang gelombangnya berbeda, gelombang elektromagnetik mempunyai cepat rambat yang sama yakni sebesar 3 × 108 m/s. Adapun relasi antara frekuensi gelombang f, panjang gelombang λ dan cepat rambat c gelombang elektromagnetik yakni sebagai berikut:
c = λ.f
dengan nilai c = 3 × 108 m/s
Gelombang elektromagnetik merupakan suatu bentuk energi yang umumnya dihasilkan oleh elektron-elektron yang bergetaran. Gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh benda alam ibarat matahari. Ada juga yang sanggup dihasilkan oleh alat buatan manusia, contohnya gelombang radio, gelombang televisi, sinar x, dan lain-lain. Yang membedakan gelombang-gelombang elektromagnetik yakni panjang gelombangnya. Gelombang elektromagnetik ini mempunyai spektrum yang amat lebar dari λ = 108 m hingga λ = 10-17 m atau dari frekuensi 3 Hz hingga 3×1025 Hz.
Spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai frekuensi gelombang paling panjang hingga paling pendek yakni sebagai berikut:
- Sinar gamma (γ), dalam spektrumnya menempati tingkatan dengan frekuensi terbesar yaitu 1020 Hz hingga 1025 Hz.
- Sinar X (rontgen), frekuensinya mempunyai rentang frekuensi 1016 Hz hingga 1020 Hz. Sinar X pertama kali ditemukan oleh Wilhem Conrad Rontgen sehingga sering di sebut juga sinar Rontgen.
- Sinar ultra violet (UV), atau sinar Ultra Ungu merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi di atas sinar tampak (sinar ungu) dan di bawah Sinar X. Rentang frekuensi yakni antara 1015 Hz hingga 1016 Hz.
- Sinar tampak (cahaya tampak), mempunyai rentang frekuensi 3 x 1014 Hz hingga 1015 Hz. Sesuai dengan spektrum yang ada, cahaya tampak ada tujuh warna. Jika diurutkan dari frekuensi terbesar (panjang gelombang terkecil) yakni ungu, nilla, biru, hijau, kuning, jingga dan merah.
- Sinar infra merah (IR), mempunyai rentang frekuensi yakni 1011 Hz hingga 1014 Hz.
- Gelombang radar (gelombang mikro), mempunyai rentang frekuensi 300 Mhz hingga 300 Ghz.
- Gelombang televisi, mempunyai rentang frekuensi 54 Hz hingga 890 MHz
- Gelombang radio, mempunyai rentang frekuensi 100 kHz hingga 100 GHz
Spektrum gelombang elektromagnetik ditunjukkan ibarat pada gambar di bawah ini.
Untuk memantapkan pemahama anda perihal relasi antara frekuensi, panjang, dan cepat rambat gelombang elektromagnetik silahkan simak teladan soal di bawah ini.
Contoh Soal 1
Gelombang mikro mempunyai frekuensi 900 MHz dipancarkan dari sebuah radar. Berapakah panjang gelombang mikro tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
f = 900 MHz = 9 × 108 Hz
c = 3 × 108 m/s
Ditanyakan: λ = ?
Jawab:
c = λ.f
λ = c/f
λ = (3 × 108 m/s)/(9 × 108 Hz)
λ = 0,33 m
Contoh Soal 2
Sinar X mempunyai panjang gelombang 0,03 A°. Tentukan frekuensi dari Sinar X tersebut.
Penyelesaian:
Diketahui:
λ = 0,03 A° = 3 × 10–12 m
c = 3 × 108 m/s
Ditanyakan: λ = ?
Jawab:
c = λ.f
f = c/ λ
f = (3 × 108 m/s)/(3 × 10–12 m)
f = 1020 Hz
Jadi, frekuensi dari Sinar X tersebut adalah 1020 Hz
