1. .1 Latar Belakang
Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada
medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa
diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo
adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi
adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari
kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan
(kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu
gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi
frekuensinya.
Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level
yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang
gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik
energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
Gelombang elektromagnetik
Yang termasuk gelombang elektromagnetik
Sinar kosmis tidak termasuk gelozazmbang
elektromagnetik; panjang gelombang lebih kecil dari
0,0001 nm.
Sinar dengan panjang gelombang besar, yaitu gelombang
radio dan infra merah, mempunyai frekuensi dan tingkat
energi yang lebih rendah. Sinar dengan panjang gelombang
kecil, ultra violet, sinar x atau sinar rontgen, dan sinar
gamma, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang
lebih tinggi.
BAB II
PEMBAHASAN
1. Pengertian Gelombang Elektromagnetik
James Clerk Maxwell (1831-1879), adalah orang pertama yang menghitung besar laju
rambatan gelombang elektro-magnet dalam ruang hampa. Cahaya termasuk gelombang
elektro-magnetik. Cepat rambat gelombang elektromagnetik (c) tergantung dari permitivitas
(ε ) dan permeabilitas ( µ) zat.
εr = permeabilitas relatif
εo = permeabilitas udara
Untuk medium hampa udara, Untuk medium hampa udara, εr dan µr masing-masing sama
dengan 1. Cepat rambat gelombang elektromagnetik dengan εo= 8,85 x 10-12 dan µo = 4x
10-7 diperoleh sebesar c = 3 x 108 m/s. Dengan demikian dapat dihitung cepat rambat
gelombang elektromagnetik pada suatu medium, jika diketahui permitifitas dan permeabilitas
relatifnya.
Gelombang Panjang gelombang λ
gelombang radio 1 mm-10.000 km
infra merah 0,001-1 mm
cahaya tampak 400-720 nm
ultra violet 10-400nm
sinar X 0,01-10 nm
sinar gamma 0,0001-0,1 nm

2. Hubungan panjang gelombang () dan frekuensi gelombang (f) dinyatakan dengan rumus
C = cepat rambat gelombang
= panjang gelombang
f = frekuensi
Hubungan antara medan listrik (E), medan magnet (B), dan arah rambatan (c) gelombang
elektromagnetik dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri.
Elektromagnetik dari kata “Elektro” dan “Magnetik” yang berarti gelombang yang terdiri dari
energy Listrik dan Magnet yang memancar dengan sumber Muatan yang bergerak bolak-
balik. System kerja elektromagnetik merambat dengan system tangan kanan manusia yaitu
arah jari keatas adalah Medan Listrik, arah telapak tangan adalah Medan Magnet, dan arah
jempol adalah arah merambat vektor gelombang.
Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada
medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter
yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude,
kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak
antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu
satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena
kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang
dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah
frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.
Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta
pada level yang berbeda-beda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi,
semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi
frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan
energi elektromagnetik.
2. Kegunaan Gelombang Elektromagnetik
Saat ini hampir semua manusia memiliki peralatan yang satu ini. Dia begitu kecil yang bisa
dengan nyaman diletakkan di dalam saku, namun dianggap memiliki fungsi yang sangat
besar terutama untuk berkomunikasi. Ya, benda itu adalah sebuah ponsel (telepon seluler).
Saat ini ponsel tidak hanya digunakan untuk menelpon saja tetapi juga untuk fungsi lain
seperti mengirim dan menerima pesan singkat (sms), mendengarkan musik, atau mengambil
foto. Bagaimana perangkat ponsel dapat terhubung dengan perangkat ponsel yang lain
padahal mereka saling berjauhan?
Konsep yang bisa menjelaskan fenomena ini adalah konsep gelombang elektromagnetik.
Dan, konsep gelombang elektromagnetik ternyata sangat luas tidak hanya berkaitan dengan
TV atau ponsel saja, melainkan banyak aplikasi lain yang bisa sering kita temukan sehari-
hari di sekitar kita. Aplikasi tersebut meliputi microwave, radio, radar, atau sinar-x.
Sebagaimana yang telah dibahas sebelumnya bahwa ada dua hukum dasar yang
menghubungkan gejala kelistrikan dan kemagnetan.
Pertama, arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Ini dikenal sebagai
gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan
gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi
magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.

3. Michael Faraday, penemu induksi elektromagnetik:
Kedua, medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan
(menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala
induksi elektromagnet. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh
Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hukum induksi
elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry.
Dari kedua prinsip dasar listrik magnet di atas dan dengan mempertimbangkan konsep
simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan.
Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap
waktu dapat menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi.
Dengan demikian Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu
dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Usulan Maxwell ini kemudian menjadi
hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.
James Clerk Maxwell peletak dasar teori gelombang elektromagnetik:
Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat
menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada
dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip
ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.
Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu
pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan
listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap
waktu juga dapat menghasilkan medan
3. Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell ternyata terbentang dalam
rentang frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik
dapat diidentifikasi berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Cahaya merupakan
gelombang elektromagnetik sebagaimana gelombang radio atau sinar-X.
Masing-masing memiliki penggunaan yang berbeda meskipun mereka secara fisika
menggambarkan gejala yang serupa, yaitu gejala gelombang, lebih khusus lagi gelombang
elektromagnetik. Mereka dibedakan berdasarkan frekuensi dan panjang
gelombangnya. Gambar di atas menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik.
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Akan tetapi, spektrum gelombang
elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan
berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Spektrum gelombang elektromagnetik,
menurut ITU berdasarkan besar frekuensinya dapat dibagi menjadi: Extramely low
freguency, Very low freguncy, low freguency, medium freguensi, high freguency, very high
freguency (VHF), ultrahigh freguency (UHF), superhigh freguency (SHF), extremely high
freguency (EHF), dan tremendously high freguency (THF). 4. Pemanfaatan Gelombang
Elektromagnetik
4. Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik

4. Pemanfaatan Spektrum Gelombang Elektromagnetik dalam Kehidupan- Jauh sebelum
Maxwell meramalkan gelombang elektromagnetik, cahaya telah dipandang sebagai
gelombang. Akan tetapi, tidak seorang pun tahu jenis gelombang apakah cahaya itu. Baru
setelah adanya hasil perhitungan Maxwell tentang kecepatan gelombang elektromagnetik
dan bukti eksperimen oleh Hertz, cahaya dikategorikan sebagai gelombang elektromagnetik.
Tidak hanya cahaya yang termasuk gelombang elektromagnetik melainkan masih banyak
lagi jenis-jenis yang termasuk gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik telah
dibangkitkan atau dideteksi pada jangkauan frekuensi yang lebar. Jika diurut dari frekuensi
terbesar hingga frekuensi terkecil, yaitu sinar gamma, sinar-X, sinar ultraviolet, sinar tampak
(cahaya), sinar inframerah, gelombang mikro (radar), gelombang televisi, dan gelombang
radio. Gelombang-gelombang ini disebut spektrum gelombang elektromagnetik. Berikut
adalah pemanfaatan gelombang elektromagnetik pada spektrum tersebut:
Ø Sinar Gamma
Sinar gamma merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki
frekuensi paling besar atau panjang gelombang terkecil. Frekuensi yang dimiliki sinar
gamma berada dalam rentang 1020 Hz sampai 1025 Hz. Sinar gamma dihasilkan dari
peristiwa peluruhan inti radioaktif. Inti atom unsur yang tidak stabil meluruh menjadi inti atom
unsur lain yang stabil dengan memancarkan sinar radioaktif, di antaranya sinar alfa, sinar
beta, dan sinar gamma. Di antara ketiga sinar radioaktif ini, yang termasuk gelombang
elektromagnetik adalah sinar gamma. Sementara dua lainnya merupakan berkas partikel
bermuatan listrik. Jika dibandingkan dengan sinar alfa dan sinar beta, sinar gamma memiliki
daya tembus yang paling tinggi sehingga dapat menembus pelat logam hingga beberapa
sentimeter. Sekarang, sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran,
diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit.
Selain itu, sinar gamma dapat digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.
Ø Sinar-X
Sinar-X, dikenal juga sebagai sinar Röntgen. Nama ini diambil dari penemunya, yaitu
Wilhelm C. Röntgen (1845 – 1923). Sinar-X dihasilkan dari peristiwa tumbukan antara
elektron yang dipercepat pada beda potensial tertentu. Sinar-X digunakan dalam bidang
kedokteran, seperti untuk melihat struktur tulang yang terdapat dalam tubuh manusia. Jika
Anda pernah mengalami patah tulang, sinar ini dapat membantu dalam mencari bagian
tulang yang patah tersebut. Hasil dari sinar ini berupa sebuah film foto yang dapat
menembus hingga pada bagian tubuh yang paling dalam. Orang yang sering merokok
dengan yang tidak merokok akan terlihat bedanya dengan cara menyinari bagian tubuh,
yaitu paru-paru. Paru-paru orang yang merokok terlihat bercak-bercak berwarna hitam,
sedangkan pada normalnya paru-paru manusia cenderung utuh tanpa bercak.
Ø Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet dihasilkan dari radiasi sinar Matahari. Selain itu, dapat juga dihasilkan dari
transisi elektron dalam orbit atom. Jangkauan frekuensi sinar ultraviolet, yaitu berkisar
diantara 105
hertz sampai dengan 1016
hertz. Sinar ultraviolet dapat berguna dan dapat juga
berbahaya bagi kehidupan manusia. Sinar ultraviolet dapat dimanfaatkan untuk mencegah
agar bayi yang baru lahir tidak kuning warna kulitnya. Selain itu, sinar ultraviolet yang

5. berasal dari Matahari dapat merangsang tubuh manusia untuk memproduksi vitamin D yang
diperlukan untuk kesehatan tulang. Sinar ultraviolet tidak selamanya bermanfaat. Lapisan
ozon di atmosfer Bumi (pada lapisan atmosfer) berfungsi untuk mencegah supaya sinar
ultraviolet tidak terlalu banyaksampai ke permukaan Bumi. Jika hal tersebut terjadi, akan
menimbulkan berbagai penyakit pada manusia, terutama pada kulit.
 Sinar Tampak
Sinar tampak atau cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat dan
sangat membantu dalam penglihatan. Anda tidak akan dapat melihat apapun tanpa bantuan
cahaya. Sinar tampak memiliki jangkauan panjang gelombang yang sempit, mulai dari 400
nm sampai dengan 700 nm. Sinar tampak terdiri atas tujuh spektrum warna, jika diurutkan
dari frekuensi terkecil ke frekuensi terbesar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan
ungu (disingkat mejikuhibiniu). Sinar tampak atau cahaya digunakan sebagai penerangan
ketika di malam hari atau ditempat yang gelap. Selain sebagai penerangan, sinar tampak
digunakan juga pada tempat-tempat hiburan, rumah sakit, industri, dan telekomunikasi.
 Sinar Inframerah
Sinar inframerah memiliki jangkauan frekuensi antara 1011
hertz sampai 1014
hertz. Sinar
inframerah dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit atom. Benda yang memiliki
temperatur yang lebih relatif terhadap lingkungannya akan meradiasikan sinar inframerah,
termasuk dari dalam tubuh manusia. Sinar ini dimanfaatkan, di antaranya untuk pengindraan
jarak jauh, transfer data ke komputer, dan pengendali jarak jauh (remote control). Seorang
tentara yang sedang berperang dapat melihat musuhnya dalam kegelapan dengan bantuan
kacamata inframerah yang dapat melihat hawa panas dari seseorang. Dengan
menggunakan kacamata ini dengan sangat mudah seseorang dapat ditemukan dalam
ruangan gelap. Sinar inframerah dapat digunakan juga dalam bidang kedokteran, seperti
diagnosa kesehatan. Sirkulasi darah dalam tubuh Anda dapat terlihat dengan menggunakan
bantuan sinar inframerah. Selain itu, penyakit seperti kanker dapat dideteksi dengan
menyelidiki pancaran sinar inframerah dalam tubuh Anda.
 Gelombang Mikro
Gelombang mikro dihasilkan oleh rangkaian elektronik yang disebut osilator. Frekuensi
gelombang mikro sekitar 1010
Hz. Gelombang mikro disebut juga sebagai gelombang radio
super high frequency. Gelombang mikro digunakan, di antaranya untuk komunikasi jarak
jauh, radar (radio detection and ranging), dan memasak (oven). Di pangkalan udara, radar
digunakan untuk mendeteksi dan memandu pesawat terbang untuk mendarat dalam
keadaan cuaca buruk. Antena radar memiliki dua fungsi, yaitu sebagai pemancar gelombang
dan penerima gelombang. Gelombang mikro yang dipancarkan dilakukan secara terarah
dalam bentuk pulsa. Ketika pulsa dipancarkan dan mengenai suatu benda, seperti pesawat
atau roket pulsa akan dipantulkan dan diterima oleh antena penerima, biasanya ditampilkan
dalam osiloskop. Jika diketahui selang waktu antara pulsa yang dipancarkan dengan pulsa
yang diterima Δt dan kecepatan gelombang elektromagnetik c = 3 × 108 m/s, jarak antara
radar dan benda yang dituju (pesawat atau roket), dapat dituliskan dalam persamaan berikut
s = ½ c.Δt
dengan: s = jarak antara radar dan benda yang dituju (m),
c = kecepatan gelombang elektromagnetik (3 × 108 m/s), dan

6. Δt = selang waktu (s).
Angka 2 yang terdapat pada Persamaan muncul karena pulsa melakukan dua kali
perjalanan, yaitu saat dipancarkan dan saat diterima. Saat ini radar sangat membantu dalam
pendaratan pesawat terbang ketika terjadi cuaca buruk atau terjadi badai. Radar dapat
berguna juga dalam mendeteksi adanya pesawat terbang atau benda asing yang terbang
memasuki suatu wilayah tertentu.
 Gelombang Radio
Mungkin Anda sudah tahu atau pernah mendengar gelombang ini. Gelombang radio banyak
digunakan, terutama dalam bidang telekomunikasi, seperti handphone, televisi, dan radio. Di
antara spektrum gelombang elektromagnetik, gelombang radio termasuk ke dalam spektrum
yang memiliki panjang gelombang terbesar dan memiliki frekuensi paling kecil. Gelombang
radio dihasilkan oleh elektron pada kawat penghantar yang menimbulkan arus bolak-balik
pada kawat. Kenyataannya arus bolak-balik yang terdapat pada kawat ini, dihasilkan oleh
gelombang elektromagnetik. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena pemancar
(transmitter) dan diterima oleh antena penerima (receiver). Jika dibedakan berdasarkan
frekuensinya, gelombang radio dibagi menjadi beberapa band frekuensi. Nama-nama band
frekuensi beserta kegunaannya dapat Anda lihat pada tabel berikut ini.
Rentang Frekuensi Gelombang Radio, berikut nama band, singkatan, frekuensi, panjang
gelombang, dan Contoh Penggunaan:
1. Extremely Low Frequency(ELF)=(3 – 30GHz),(105 – 104km),Komunikasi dengan bawah
laut
2. Super Low Frequency(SLF)=(30 – 300GHz),(104 – 103km),Komunikasi dengan bawah
laut
3. Ultra Low Frequency(ULF)=(300 – 3000Hz),(103 – 102km),Komunikasi dalam
pertambangan
4. Very Low Frequency(VLF)=(3 – 30GHz),(102 – 104km),Komunikasi di bawah laut
5. Low Frequency(LF)=(30 – 300GHz),(10 – 1km) Navigasi
6. Medium Frequency(MF)=(300 – 3000GHz),(1 – 10–1km),Siaran radio AM
7. High Frequency(HF)=(3 – 30GHz),(10–1 – 10–2km),Radio amatir
8. Very High Frequency(VHF)=(30 – 300GHz),(10–2 – 10–3km),Siaran radio FM dan televisi
9. Ultra High Frequency(UHF)=(300 – 3000Hz),(10–3 – 10–4km),Televisi dan handphone
10. Super High Frequency(SHF)=(3 – 30GHz),(10–4 – 10–5km),Wireless LAN
11. ExtremelyHighFrequency(EHF)=(30 – 300GHz),(10–5 – 10–6km),Radio astronomi
Manfaat Gelombang Elektromagnetik di bidang teknologi (Fisika):
Perlu diketahui. Rentang/spektrum Gelombang Elektromagnetik (GEM). Terdiri dari
beberapa urutan, yakni sinar gamma, sinar X, ultra violet, cahaya tampak, infra merah,
gelombang mikro, gelombang TV dan gelombang radio, dst dalam urutan ini frekuensinya
makin kecil, tapi panjang gelombangnya makin besar.