Seiring kemajuan zaman yang disertai dengan perkembangan teknologi yang sangat pesat, peranannya pun tak sanggup dipisahkan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya dalam dunia telekomunikasi, kini kita tidak perlu susah-susah mengirim surat untuk mengetahui keadaan keluarga kita yang berada di luar kawasan yang jaraknya sangat jauh. Cukup dengan memakai telpon genggam, kita sudah bisa mengetahui keadaan keluarga kita yang berada jauh dari jangkauan kita. Telpon genggam yang kita gunakan untuk berkomunikasi sebetulnya memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Apa itu gelombang elektromagnetik?
Teori mendasari munculnya konsep gelombang elektromagnetik yakni aturan induksi yang ditemukan oleh Michael Faraday (1791 – 1867). Faraday menemukan bahwa perubahan medan magnet sanggup menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi atau medan listrik. Dari hasil temuan Faraday tersebut, seorang ilmuwan kebangsaan Scotlandia yang berjulukan James Clark Maxwell (1831 – 1879) mengemukakan hipotesa bahwa perubahan medan listrik akan menjadikan medan magnet. Perubahan medan magnet dijelaskan menyerupai gambar di bawah ini.
Perubahan magnet listrik dan medan magnet sanggup ditimbulkan dengan cara dua bola isolator bermuatan positif dan negatif digetarkan sehingga jaraknya berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran tersebut. Perubahan medan magnet tersebut juga menjadikan medan listrik. Timbulnya medan listrik ini ditandai dengan dipancarkannya gelombang elektromagnetik. Pada gambar di bawah ini menerangkan perubahan medan listrik dan medan magnet yang menjadikan adanya gelombang elektromagnetik.
Dari gambar di atas terlihat bahwa arah medan magnet selalu saling tegak lurus terhadap arah medan listrik, sedangkan arah rambat gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus baik terhadap medan listrik bisa terhadap medan magnet sehingga gelombang elektromagnetik ini termasuk gelombang transversal. Besar medan listrik berubah-ubah menyerupai yang ditunjukkan oleh simpangan gelombang E dan besar medan magnet juga berubah-ubah menyerupai ditunjukkan oleh simpangan gelombang B. Berapakah cepat rambat gelombang elektromagnetik?
Maxwell ternyata tidak hanya meramalkan adanya gelombang elektromagnetik, tetapi ia juga bisa menghitung cepat rambat gelombang elektomagnetik. Menurut perhitungan, cepat rambat (c) dari gelombang ini hanya bergantung pada dua besaran adalah permitivitas listrik εo dan permeabilitas magnet μo berdasarkan hubungan:
Di mana besarnya nilai εo = 8,85 x 10-12 C2/Nm2 dan μo = 4π x 10-7 Wb/Am. Jika nilai itu dimasukkan dalam persamaan di atas, diperoleh:
c = 1/√(εo . μo)
c = 1/√(8,85×10-12)(4Ï€×10-7)
c = 1/√(8,85×10-12)(12,56×10-7)
c = 1/√(111,156×10-19)
c = 1/√(11,1156×10-18)
c = 1/3,334×10-9
c = 0,299×109
c = 2,99×108 ≈ 3 x 108 m/s
Nilai cepat rambat gelombang elektromagnetik ini ternyata sama dengan nilai cepat rambat cahaya dalam ruang hampa, sehingga sanggup dikatakan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.
