RADIASI ELEKTROMAGNETIK

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.

Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang elektromagnetik termsuk gelombang transversal.

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hν, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.

Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hν.

Gelombang elektromagnetik
Yang termasuk gelombang elektromagnetik
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

Sinar kosmis tidak termasuk gelombang 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.

MEDAN MAGNET

Medan magnet adalah daerah yang dipengaruhi oleh muatan. Menurut penyelidikan Oersted, bahwa disekitar kawat yang dialiri arus listerk timbul medan magnet.

Arah Induksi Magnetik

1. Kaidah Tangan Kanan Ampere

“jika kawat lurus berarus berada antara medan magnet bebas, arus mengalir dari pergelangan tangan menuju ujung jari, ujung ibu jari menunjukkan kutub utara magnet”

Induksi Manetik di sekitar Kawat Lurus

1. Kawat lurus panjang takhingga

B_p = µ₀ i

2πa

2. Kawat lurus panjang tertentu

B_p = µ₀ I (cosα – cosβ)

4πa

Ket.:

B_p = induksi magnetic pada suatu titik P (Wb/m² atau Tesla)

µ₀ = permeabilitas ruang hampa (4π x 10^-7 Wb/A m)

a = jarak titik P ke kawat berarus (m)

I = kuat arus (A)

Induksi Magnetk di sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik

Arah induksi magnet pada kawat melingkar berarus listrik.

1. Induksi magnetic di suatu titik pada Sumbu kawat melingkar berarus

B_p = µ₀ I a sin θ , sin θ = a/r ,maka

2r

B_p = µ₀ i a²

2r

2. Induksi magnetic di pusat kawat melingkar berarus

B_o = µ₀ i

2r

Ket.:

B_p = induksi magnetic di titik P

B_o = induksi magnetic pada pusat lingkaran

a = jarak titik pusat dengan kawat melingkar(jari-jari) (m)

r =jarak titik P dengan kawat melingkar (m)

i = kuat arus

µ₀ = permeabilitas ruang hampa (4π x 10^-7 Wb/A m)

Induksi Magnetik yang Diyimbulkan oleh Solenoida Berarus listrik

Solenoida merupakan kumparan kawat, pola garis gaya magnet mirip dengan pola garis magnetic pada magnet batang.

1. Induksi magnetic di pusat Solenoida

B_o = µ₀ i N

l

2. Induksi magnetic di ujung-ujung Solenoida

B_p = B_Q = µ₀ i N

2 l

Ket.:

B_p= B_Q = induksi magnetic di ujung Solenoida (Wb/m² atau Tesla)

B_o = induksi magnetic pada pusat Solenoida (Wb/m² atau Tesla)

l = panjang Solenoida (m)

N = jumlah lilitan Solenoida

i = kuat arus (A)

µ₀ = permeabilitas ruang hampa (4π x 10^-7 Wb/A m)

GAYA LORENZ

Gaya Lorenz merupakan gaya yangndialami penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. Arah Gaya Lorenz dapat ditentukan dengan menggunakan menggunakan aturan kaidah tangan kanan. Telapak tangan dibuka, ujung jari dirapatkan, ibu jari tegak lurus dengan jari yang lainnya sehingga ibu jari menunjukkan arah arus listrik( i ) dan jari lainnya menunjukkan arah medan magnet(B) sedangkan arah telapak tangan menunjukkan arah Gaya Lorenz(F).

Hubungannya

F = B . i . l sin θ

Penghantar menunjukkan membentuk sudut θ dengan arah medan magnet (B).

SIFAT MAGNETIK BAHAN

Berdasarkan respons bahan terhadap magnet, bahan yang dapat ditarik oleh magnet dikelompokkan menjadi :

1. Bahan Feromagnetik

Merupakan bahan yang ditarik kuat oleh magnet. Contoh, besi, baja, nikel, cobalt, gadolinium.

2. Bahan Paramagnetik

Merupakan bahan yang kurang kuat ditarik oleh magnet. Contoh, aluminium, platina, magnesium.

3. Bahan Diamagnetik

Merupakan bahan yang tidak atau menolak garis-garis medan magnet luar. Contoh, seng, emas, garam dapur, wolfram.

TEORI KINETIK GAS

Energi kinetik sebuah molekul bergantung pada massa, dan total energi kinetik dari kumpulan molekul-molekulnya tergantung pada massa molekul-molekul penyusunnya.

Massa Molekul dan Pengertian Mol

Banyaknya atom karbon (partikel) dalam 12 g C – 12 disebut Bilangan Avogadro (N_A). Hasil Percobaan menunjukkan nilai bilangan avogadro adalah 6,022 x 10²³. Bilangan ini digunakan untuk mendifinisikan satuan ukuran banyaknya zat yang disebut dengan mole (disingkat mol)

Satu mol zat adalah banyaknya zat yang mengandung N_A molekul (partikel)

Mol bukanlah massa, tapi ukuran banyaknya partikel. Dapat disimpulkan bahwa:

Bilangan Avogadro = N_A = 6,022 x 10²³

Molekul setiap mol = 6,022 x 10²⁶ molekul/mol

Ket: m_o = massa sebuah partikel (kg)

M = massa molekul

N_A = bilangan Avogadro

Massa Molekul/massa atom (M) suatu zat adalah massa dalam kilogram dari satu kilomole zat.

Misal; atom Hidrogen (H) memiliki M = 1 kg/kmol, gas okisegen (O₂) memiliki M = 32 kg/kmol, air (H₂O) memiliki M = 18 kg/kmol.

Massa sebuah partikel (atom atau molekul) adalah perbandingan (atom atau molekul) dengan bilangan Avogadro.

1. PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL

A. Penurunan Persamaan Umum Gas Ideal

Misalkan kita memiliki tertentu gas dalam tangki. Kita mengubah suhu mutlak T atau volume gas V. Kita temukan bahwa untuk gas apa saja, tekanan p berhubungan dengan suhu mutlak T dan volume V yang dapat dinyatakan dengan suatu persamaan. Selanjutnya persamaan itu kita sebut dengan persamaan gas ideal.

Persamaan umum gas ideal menjelaskan hubungan antara tekanan, suhu, dan volume suatu gas. Untuk membahas persamaan gas ideal, kita bahas terlebih dahulu hukum Boyle, hukum Charles, hukum Gay – Lussac, dan hukum Boyle – Gay Lussac.

Hukum Boyle

Jika suhu gas yang berada dalam bejana tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas berbanding dengan volumenya.

p V = Konstan

p₁ V₁ = p₂ V₂

Hukum Charles

Jika tekanan gas dalam bejana tertutup dijaga tetap, maka volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.

V₁ T₂ = T₁ V₂

Hukum Gay – Lussac

Jika volume gas dalam bejana tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlanya

p₁ T₂ = T₁ p₂