5.7 - Gelombang Elektromagnet

Medan Elektromagnet dan Penemuan Awal

• Gelombang elektromagnet terdiri daripada ayunan medan elektrik dan medan magnet yang berserenjang antara satu sama lain. Ayunannya juga berserenjang dengan arah perambatan.
• 1801 — Thomas Young: menunjukkan sifat gelombang bagi cahaya melalui interferens.
• 1862 — James Maxwell: mengemukakan teori bahawa cahaya ialah gelombang elektromagnet.
• 1887 — Heinrich Hertz: menjana gelombang radio, iaitu satu lagi jenis gelombang elektromagnet.
• Menjelang awal abad kedua puluh, spektrum elektromagnet merangkumi sinar gama, sinar-X, sinaran ultraungu, cahaya nampak, sinaran inframerah, gelombang mikro dan gelombang radio.

Ciri-ciri

• Gelombang elektromagnet ialah gelombang melintang.
• Gelombang ini tidak memerlukan medium dan boleh merambat melalui vakum.
• Semua gelombang elektromagnet merambat dalam vakum dengan laju:

• Lajunya lebih rendah dalam medium bahan.
• Dalam keadaan sesuai, gelombang ini menunjukkan pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens.

Spektrum Elektromagnet

• Spektrum elektromagnet adalah selanjar: tiada sempadan tertentu yang mengasingkan jenis gelombang bersebelahan.
• Mengikut tertib panjang gelombang menaik:
  1. Sinar gama
  2. Sinar-X
  3. Sinaran ultraungu
  4. Cahaya nampak
  5. Sinaran inframerah
  6. Gelombang mikro
  7. Gelombang radio
• Frekuensi meningkat dalam tertib terbalik. Pada laju tetap, panjang gelombang lebih besar sepadan dengan frekuensi lebih rendah.
• Spektrum cahaya nampak yang ditunjukkan berjulat kira-kira $400\text{ nm}$ hingga $750\text{ nm}$, dari ungu ke merah.
• Tenaga yang dibawa oleh gelombang elektromagnet berkadar terus dengan frekuensi. Sinar gama dan sinar-X membawa tenaga besar dan perlu dikendalikan dengan betul supaya tidak membahayakan pengguna.

Aplikasi

Gelombang	Aplikasi
Gelombang radio	Komunikasi radio jarak jauh; penyiaran radio dan televisyen tempatan; komunikasi tanpa wayar seperti Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee dan Z-Wave; mesin gelombang milimeter untuk mengimbas badan di lapangan terbang.
Gelombang mikro	Komunikasi satelit; rangkaian telefon bimbit; komunikasi antara alat elektronik; radar pesawat dan pemerangkap laju; ketuhar gelombang mikro.
Sinaran inframerah	Ketuhar, pemanggang dan pembakar; kamera dan teropong inframerah untuk melihat dalam gelap; pengeringan cat kereta; rawatan sakit otot; alat kawalan jauh televisyen dan DVD.
Cahaya nampak	Penglihatan; fotografi; fotosintesis; aplikasi laser dalam pemotongan logam, ukur tanah dan penghantaran maklumat melalui gentian optik.
Sinaran ultraungu	Pengerasan tampalan gigi; pemeriksaan kesahihan wang kertas; penulenan air minuman; pensterilan alat perubatan dan makanan; perangkap serangga.
Sinar-X	Pengesanan tulang retak atau patah dan pemeriksaan organ dalaman; pemeriksaan sambungan kimpalan; pengimbasan bagasi; pemeriksaan keaslian lukisan.
Sinar gama	Membunuh sel kanser melalui radioterapi; pensterilan peralatan pembedahan dan perubatan secara pukal; penyinaran makanan supaya tahan lebih lama.