Hubungan Kuat Medan Listrik dengan Medan Magnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang transversal yang terdiri dari osilasi medan listrik, medan magnetik, yang satu sama lain saling tegak lurus dan berubah secara periodik, seperti pada Gambar berikut.

Gelombang elektromagnetik merambatkan
energi medan listrik dan medan magnetik

Arah perambatan gelombang elektromagnetik dalam sumbu x positif, sedangkan sumbu y menunjukkan arah rambat medan listrik E, dan sumbu z merupakan arah perambatan medan magnet B. Berdasarkan persamaan Maxwell, diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik adalah suatu gelombang sinusoida dengan medan listrik E dan medan magnet B berubah terhadap jarak x dan waktu t menurut persamaan:

(1.0)

(1.1)

E_m dan B_m adalah nilai maksimum amplitudo medan listrik dan medan magnetik. Konstanta k disebut bilangan gelombang (wave number), yang nilainya setara dengan 2 π/λ , dengan λ adalah panjang gelombang. Adapun ω = 2 π/f , dengan f adalah frekuensi getaran. Sehingga diperoleh:

(1.2)

Turunan parsial dari persamaan (1.0), berarti t dianggap bilangan tetap, dan turunan parsial dari persamaan (1.1), berarti x dianggap tetap, sehingga:

(1.3)

(1.4)

Persamaan gelombang elektromagnetik seperti persamaan (1.0) dan (1.1) harus memenuhi hubungan:

Dari persamaan (1.3) dan (1.4), maka:

karena = c, dari persamaan (1.2) maka:

(1.5)

Dapat disimpulkan bahwa setiap saat, nilai perbandingan antara amplitudo medan listrik dengan amplitudo medan magnetik dari suatu gelombang elektromagnetik adalah sama dengan cepat rambat cahaya.