BAB I. Pendahuluan tentang Optoelektronika

Pendahuluan dasar teknologi optoleketronika

1. OPTOELEKTRONIKA SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2024/2025 TEKNIK ELEKTRO – FAKULTAS TEKNIK DIRGANTARA DAN INDUSTRI UNIVERSITAS DIRGANTARA MARSEKAL SURYADARMA

2. Pokok bahasan PENDAHULUAN ATOM DAN TINGKAT ENERGI RADIOMETRI DAN FOTOMETRI ELEMENT GEOMETRIK OPTIK KOMPONEN OPTOELEKTRONIK INTERFEROMETRI LASER SISTEM KOMUNIKASI OPTIK

3. OPTOELEKTRONIKA OPTO : Cahaya ELEKTRONIKA : Ilmu dan teknologi tentang melintasnya partikel bermuatan listrik didalam suatu gas atau suatu ruang hampa atau suatu semikonduktor (J Willmen ). ELEKTRONIKA : cabang ilmu dan teknologi yang mempelajari penggunaan elektron dan arus listrik untuk mengontrol , merancang , dan memahami berbagai komponen dan sistem

4. OPTIKA Optika  ( serapan   dari   bahasa Belanda :  optica ) adalah cabang   fisika  yang menggambarkan perilaku dan sifat   cahaya   dan interaksi   cahaya   dengan   materi . Optika menerangkan dan diwarnai oleh   gejala optis . Kata  optik   berasal dari   bahasa Latin   ὀ π τική , yang berarti   tampilan . Cahaya   adalah   energi   berbentuk   gelombang elektromagnetik  yang kasat   mata   dengan   panjang gelombang   sekitar 380–750  nm.

5. Optika  ( serapan   dari   bahasa Belanda :  optica ) adalah cabang   fisika  yang menggambarkan perilaku dan sifat   cahaya   dan interaksi   cahaya   dengan   materi . Optika menerangkan dan diwarnai oleh   gejala optis . Kata  optik   berasal dari   bahasa Latin   ὀ π τική , yang berarti   tampilan . Kajian dalam   optika   umumnya menggambarkan sifat   cahaya tampak ,  inframerah   dan   ultraviolet ; tetapi karena   cahaya   adalah   gelombang elektromagnetik , gejala yang sama juga terjadi di  sinar-X ,  gelombang mikro , gelombang   radio , dan bentuk lain dari   radiasi elektromagnetik   dan juga gejala serupa seperti pada sorotan   partikel bermuatan  ( charged beam ). Optika secara umum dapat dianggap sebagai bagian dari   keelektromagnetan . Beberapa gejala optis bergantung pada sifat   kuantum   cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optika hingga   mekanika kuantum .

6. Dalam praktiknya , kebanyakan dari gejala optis dapat dihitung dengan menggunakan sifat elektromagnetik dari   cahaya , seperti yang dijelaskan oleh   persamaan Maxwell . Bidang optika memiliki identitas , masyarakat , dan konferensinya sendiri . Aspek keilmuannya sering disebut juga  fisika optik . Ilmu optik terapan sering disebut rekayasa optik . Aplikasi dari rekayasa optik yang terkait khusus dengan sistem   iluminasi  ( iluminasi ) disebut rekayasa pencahayaan . Di ruang bebas suatu gelombang berjalan pada kecepatan c = 3×10 8   meter / detik . Ketika memasuki medium tertentu ( dielectric   atau   nonconducting )  gelombang   berjalan dengan suatu kecepatan v, yang mana adalah karakteristik dari bahan dan kurang dari besarnya   kecepatan cahaya   itu sendiri (c). Perbandingan   kecepatan cahaya  di dalam ruang hampa dengan   kecepatan cahaya  di  medium   adalah   indeks bias  n bahan sebagai berikut : n =  c⁄v

7. Optika klasik Optik klasik terbagi menjadi dua cabang utama :  optika geometris   dan   optika fisis . Optika Geometris Optika geometris , atau   optika sinar , menjelaskan propagasi cahaya dalam bentuk " sinar ". Sinar dibelokkan di  antarmuka   antara dua medium yang berbeda , dan dapat berbentuk kurva di dalam   medium  yang mana indeks-refraksinya merupakan fungsi dari posisi . Optika Fisis Optika fisis   atau   optika gelombang   membentuk   prinsip Huygens   dan memodelkan   propagasi   dari   muka gelombang   kompleks melalui sistem optis , termasuk   amplitudo   dan   fase   dari   gelombang . Teknik ini , yang biasanya diterapkan secara numerik pada komputer , dapat menghitung efek   difraksi ,  interferensi ,  polarisasi , serta efek kompleks lain. Akan tetapi pada umumnya aproksimasi masih digunakan , sehingga tidak secara lengkap memodelkan teori   gelombang elektromagnetik   dari   propagasi   cahaya .

8. CAHAYA Cahaya   adalah   energi   berbentuk   gelombang elektromagnetik  yang kasat   mata   dengan   panjang gelombang   sekitar 380–750  nm. Pada bidang   fisika , cahaya adalah radiasi   elektromagnetik , baik dengan   panjang gelombang   kasatmata   maupun yang tidak . [2] [3]   Selain itu , cahaya adalah paket partikel yang disebut   foton . Kedua definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut " dualisme gelombang-partikel ". Paket cahaya yang disebut   spektrum   kemudian dipersepsikan secara visual oleh indra penglihatan sebagai   warna . Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan   optika , merupakan area riset yang penting pada   fisika  modern . Studi mengenai cahaya dimulai dengan munculnya era  optika klasik  yang mempelajari besaran optik seperti :  intensitas ,  frekuensi   atau   panjang gelombang ,  polarisasi   dan   fase   cahaya . Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan   pendekatan paraksial   geometris seperti   refleksi   dan   refraksi , dan pendekatan sifat optik fisisnya yaitu :  interferensi ,  difraksi ,  dispersi ,  polarisasi . Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan   optika geometris  ( en : geometrical optics ) dan   optika fisis  ( en : physical optics ).

9. Sejarah Pada puncak optika klasik ,  cahaya   didefinisikan sebagai gelombang elektromagnetik dan memicu serangkaian penemuan dan pemikiran , sejak tahun 1838 oleh   Michael Faraday   dengan penemuan   sinar katode , tahun 1859 dengan   teori radiasi massa hitam   oleh   Gustav Kirchhoff , tahun 1877  Ludwig Boltzmann   mengatakan bahwa status  energi   sistem fisik dapat menjadi diskrit ,  teori kuantum   sebagai model dari   teori radiasi massa hitam   oleh   Max Planck   pada tahun 1899 dengan hipotesis bahwa   energi  yang teradiasi dan terserap dapat terbagi menjadi jumlahan diskrit yang disebut   elemen energi ,  E . Pada tahun 1905,  Albert Einstein   membuat percobaan   efek fotoelektrik , cahaya yang menyinari   atom   mengeksitasi   elektron   untuk melejit keluar dari   orbitnya . Pada pada tahun 1924 percobaan oleh   Louis de Broglie   menunjukkan   elektron   mempunyai sifat dualitas partikel-gelombang , hingga tercetus   teori dualitas partikel-gelombang .

10. Albert Einstein   kemudian pada tahun 1926 membuat   postulat   berdasarkan   efek fotolistrik , bahwa cahaya tersusun dari   kuanta  yang disebut   foton  yang mempunyai sifat dualitas yang sama . Karya   Albert Einstein   dan   Max Planck   mendapatkan   penghargaan Nobel   masing-masing pada tahun 1921 dan 1918 dan menjadi dasar   teori mekanika kuantum  yang dikembangkan oleh banyak ilmuwan , termasuk   Werner Heisenberg ,  Niels Bohr ,  Erwin Schrödinger ,  Max Born ,  John von Neumann ,  Paul Dirac ,  Wolfgang Pauli ,  David Hilbert ,  Roy J. Glauber   dan lain-lain . Era ini kemudian disebut era  optika modern   dan   cahaya   didefinisikan sebagai dualisme   gelombang  transversal elektromagnetik dan aliran   partikel  yang disebut   foton . Pengembangan lebih lanjut terjadi pada tahun 1953 dengan ditemukannya   sinar   maser , dan   sinar   laser   pada tahun 1960. Era optika modern tidak serta merta mengakhiri era  optika klasik , tetapi memperkenalkan sifat-sifat cahaya yang lain yaitu   difusi   dan   hamburan . Teori cahaya : 1) sebagai partikel , 2) sebagai gelombang ,

11. OPTOELEKTRONIKA : Cabang ilmu yang mengkaji perubahan dari   medan elektromagnetik  ( E, H ) ke   rapat arus listrik  ( j ) baik dalam kerangka fisika klasik maupun kuantum . yang diterapkan dalam berbagai peralatan   elektronik  yang berhubungan dengan cahaya dan dianggap juga sebagai sub- bidang dari   fotonika . Dalam konteks ini , cahaya yang dikaji juga merangkumi semua   spektrum   cahaya dalam gelombang   elektromagnetik  ( spektrum elektromagnetik ) seperti   sinar gamma ,  sinar-X ,  ultraviolet   dan   inframerah , yang merupakan bentuk cahaya radiasi yang tak terlihat selain cahaya yang tampak oleh   mata   manusia  normal ( spektrum tampak ).

12. OPTOELEKTRONIK   adalah suatu aplikasi perangkat   elektronik  yang berfungsi mendeteksi dan mengontrol sumber   cahaya   atau dapat juga dikatakan sebagai peralatan pengubah dari tenaga   listrik   ke   optik   atau sebaliknya . Sumber cahaya yang digunakan dalam aplikasi ini dihasilkan di antaranya dari   fotodiode   injeksi   diode ,  LED , dan   laser . Beberapa sumber ini telah banyak digunakan pada beberapa perangkat optoelektronik yang biasa digunakan dalam bidang   telekomunikasi   serat optik .

13. Optoelektronik dengan cepat menjadi bidang teknologi yang berkembang pesat yang terdiri dari penerapan perangkat elektronik untuk mencari sumber , mendeteksi , dan mengendalikan cahaya . Perangkat ini dapat menjadi bagian dari banyak aplikasi seperti layanan militer , sistem kontrol akses otomatis , telekomunikasi , peralatan medis , dan banyak lagi . Karena bidang ini sangat luas , jangkauan perangkat yang termasuk dalam optoelektronik sangat luas , termasuk perangkat penangkap gambar , LED dan elemen , tampilan informasi , penyimpanan optik , sistem penginderaan jarak jauh , dan sistem komunikasi optik . Contoh perangkat optoelektronik meliputi : Fotonik mengacu pada studi dan penerapan ilmu fisika cahaya .

14. Laser telekomunikasi Serat optik Laser biru Lampu lalu lintas LED Fotodioda Sel surya Perangkat optoelektronik paling umum yang memiliki fitur konversi langsung antara elektron dan foton adalah LED, dioda foto dan laser, serta sel surya . Dalam artikel ini , kami membahas perbedaan antara optoelektronik , elektro-optik , dan fotonik , berbagai jenis perangkat dan aplikasinya , kelebihan dan kekurangan , serta masa depan industri ini .

15. Teori Umum Optoelektronika O ptoelektronik adalah disiplin ilmu elektronika khusus yang berfokus secara eksplisit pada perangkat pemancar atau pendeteksi cahaya . Perangkat optoelektronik merujuk pada komponen yang digunakan untuk mendeteksi atau memancarkan radiasi elektromagnetik , biasanya dalam wilayah spektrum elektromagnetik yang tampak dan inframerah dekat (NIR ). Masing-masing fungsi ini memanfaatkan efek fotolistrik bahan , yang juga dikenal sebagai interaksi cahaya-materi . Premis ini ditetapkan oleh Albert Einstein, yang mendalilkan bahwa cahaya terkuantisasi , terbentuk dari foton , bukan gelombang kontinu .

16. Mekanisme dasar semua perangkat optoelektronik didasarkan pada efek fotovoltaik , yang mengacu pada emisi elektron dari material oleh foton . Ketika sinar cahaya mengenai material fotolistrik , energi foton dapat diserap oleh elektron dalam kisi kristal material. Jika energi ini melebihi celah pita energi elektron , maka energi tersebut akan dikeluarkan dari material . Prinsip umum yang sama berlaku sebaliknya untuk menghasilkan cahaya dari sinyal listrik .

17. Perbedaan Antara Optoelektronik , Elektro-Optik , dan Fotonik Studi tentang cahaya adalah bidang yang sangat kompleks dan interseksional yang melibatkan berbagai aliran pemikiran . Fotonik dan optik , misalnya , adalah dua bidang sains yang tidak diragukan lagi saling terkait tetapi berbeda . Demikian pula, optoelektronik dan elektro-optik adalah entitas yang sepenuhnya terpisah tetapi terkait . Sangat mudah untuk melupakan bahasa sehari-hari ketika mempertimbangkan berbagai bidang ini dari sudut pandang yang begitu luas . Lebih jauh , istilah-istilah ini sering digunakan secara bergantian ketika mereka memiliki makna berbeda yang perlu diperhatikan . Mereka didefinisikan sebagai berikut :

18. Optoelektronik - dideskripsikan sebagai " perangkat yang merespons daya optik , memancarkan atau memodifikasi radiasi optik atau memanfaatkan radiasi optik untuk operasi internalnya " atau " perangkat apa pun yang berfungsi sebagai transduser listrik-ke-optik atau optik-ke-listrik ." [ sumber ] Elektro-optik - ini dikenal sebagai " penggunaan medan listrik terapan untuk menghasilkan dan mengendalikan radiasi optik " [ sumber ]. Perlu dicatat juga bahwa peringatan diberikan untuk istilah ini karena elektro-optik (E-O) sering digunakan sebagai sinonim untuk optoelektronik , yang tidak tepat . Fotonik - Fotonik dikenal sebagai " teknologi untuk menghasilkan dan memanfaatkan cahaya , yang unit kuantumnya adalah foton ." Definisi ini adalah yang terluas dari tiga istilah yang tercantum .

19. Cara sederhana untuk membedakan antara optik dan fotonik adalah bahwa keduanya berkaitan dengan manipulasi cahaya . Namun , elektro-optik terlibat dengan manipulasi perangkat dan sistem secara elektrik untuk menghasilkan sifat cahaya yang diinginkan , sedangkan fotonik berkaitan dengan manipulasi cahaya untuk menghasilkan sinyal listrik yang dibutuhkan . Sebelum menjelajahi jenis perangkat optoelektronik yang tersedia saat ini , ada baiknya membedakan apa yang dimaksud dengan elektro-optik dibandingkan dengan optoelektronik . Ada beberapa perbedaan pendapat tentang penggunaan kata tersebut , seperti yang disebutkan . Seperti namanya , elektro-optik lebih erat kaitannya dengan bidang optik . Jika ditelusuri lebih dalam , elektro-optik biasanya mengacu pada metode dan perangkat yang digunakan untuk memoderasi karakteristik cahaya melalui efek listrik , seperti menyesuaikan indeks bias perangkat optik secara elektronik . Optoelektronik jauh lebih bervariasi dari itu . Sekarang setelah kita membahas terminologi dasar , mari selami berbagai jenis perangkat optoelektronik di pasaran .

20. Jenis-jenis Perangkat Optoelektronik dan Aplikasinya Saat ini , perangkat optoelektronik terutama didasarkan pada semikonduktor seperti silikon (Si), yang menunjukkan sifat elektronik antara konduktor dan isolator berdasarkan struktur celah pita energi dalam material . Meskipun hubungan antara optoelektronik dan semikonduktor tidak saling eksklusif , keduanya membentuk dasar sebagian besar sistem optoelektronik yang digunakan dalam produk konsumen , industri , dan militer . Ini termasuk tetapi tidak terbatas pada : Fotodioda , Fotovoltaik ( atau sel surya ), Fotoresistor , Dioda pemancar cahaya (LED ), Rangkaian terpadu (IC) sensor encoder, Dioda laser, Serat optik

21. Fotodioda F otodioda adalah sensor cahaya semikonduktor yang terdiri dari sambungan P-N aktif dan menghasilkan arus atau tegangan ketika cahaya jatuh pada sambungan tersebut , menurut ELPROCUS . Jenis perangkat ini memiliki tiga "mode" yang dapat digunakan : - Bias maju sebagai LED - Bias mundur sebagai fotodetektor - Fotovoltaik sebagai sel surya Fotodioda digunakan dalam berbagai aplikasi seperti peralatan medis , kamera , peralatan industri , dan peralatan keselamatan .

22. Sel surya atau sel fotovoltaik adalah perangkat yang mengubah energi matahari secara langsung menjadi listrik . [ sumber ] Karena sinar matahari terdiri dari foton saat mengenai sel surya , maka ia menghasilkan arus dan tegangan yang menghasilkan tenaga listrik . Aplikasi fotovoltaik meliputi sistem telekomunikasi , alat bantu navigasi laut , elektrifikasi pedesaan , dan banyak lagi . Fotovoltaik ( atau sel surya )

23. Perangkat ini adalah resistor variabel yang dikendalikan cahaya , yang juga dikenal sebagai resistor yang bergantung pada cahaya ( atau LDR ). Menurut All About Circuits, ketika fotoresistor ditempatkan di tempat yang sangat gelap , resistansinya sangat tinggi ( dalam megaohm ). Sebaliknya , ketika diterangi , resistansinya berkurang secara signifikan ( tergantung pada intensitas cahaya , bisa mencapai ratusan ohm ). Dalam hal aplikasi , fotoresistor digunakan terutama dalam perangkat switching yang peka terhadap cahaya . Fototransistor

24. Dioda pemancar cahaya (LED) adalah dioda semikonduktor P-N yang rekombinasi elektron dan lubangnya menghasilkan foton , yang merupakan efek yang disebut elektroluminesensi . Penggunaan LED sangat luas karena menghasilkan lebih sedikit panas , mengonsumsi lebih sedikit daya , dan bertahan lebih lama daripada lampu pijar . Aplikasi yang umum dapat berkisar dari komponen komputer dan perangkat medis hingga panel instrumen , peralatan rumah tangga , jam tangan , dan banyak lagi . Dioda pemancar cahaya (LED)

25. Ini adalah sensor sirkuit terpadu sistem - pada -chip ( SoC ) lengkap yang digunakan sebagai inti dari enkoder optik untuk mengubah gerakan putar atau linier menjadi sinyal listrik yang dapat digunakan untuk menentukan kecepatan , laju , kecepatan , jarak , posisi , atau arah . Aplikasi umum akan menggunakan satu atau beberapa sensor ini sebagai umpan balik ke pengontrol dalam sistem kontrol gerak . IC Sensor Encoder memiliki susunan monolitik fotodioda aktif yang digunakan untuk mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik , tetapi selain itu , ia memiliki sebagian besar sirkuit periferal untuk mengondisikan dan memanipulasi sinyal analog listrik . Beberapa IC enkoder yang paling rumit mungkin berisi hingga 10 subsistem berbeda untuk membentuk sistem yang kohesif untuk deteksi gerakan yang tepat . Misalnya , ia mungkin berisi driver input umpan balik loop tertutup , sensor suhu , output analog dan digital, dan sirkuit perlindungan hubung singkat yang bersama-sama membentuk sistem yang kohesif untuk memberikan solusi siap pakai untuk kebutuhan pelanggan . Rangkaian terpadu ( ic ) sensor encoder

26. Dioda laser adalah perangkat laser semikonduktor yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya . Bentuk dan pengoperasiannya sangat mirip dengan LED . Dioda LASER (juga dikenal sebagai VCSEL – Vertical Cavity Surface Emitting LASER) memiliki banyak manfaat seperti : - 70 kali lebih efisien daripada LED tradisional . - Panjang gelombang optik tunggal , cahaya koherensi tinggi , yang meminimalkan kehilangan sinyal pada komunikasi serat jarak jauh . - Keandalan yang tak tertandingi , biasanya memerlukan sekitar 1 juta jam operasi dibandingkan dengan sekitar 100 ribu jam operasi untuk LED . - Karena sifat cahaya VCSEL dan karena lompatan dan batasan dalam proses dan kontrol manufaktur semikonduktor , cetakan VCSEL lebih cepat daripada LED. Laser dioda

27. Serat optik digunakan dengan perangkat optoelektronik untuk mengirimkan informasi melalui cahaya termodulasi . Penggunaan serat optik yang umum adalah telekomunikasi , sensor, bio- medis , dan laser serat . Berikut adalah empat alasan mengapa serat optik lebih banyak digunakan daripada kabel listrik ... 1. Sinyal optik tidak rentan terhadap gangguan EMI/EMC, dan juga tidak menyebabkannya . 2. Sinyal dengan panjang gelombang yang berbeda dapat dikirim melalui serat yang sama dan tidak saling mengganggu . 3. Sinyal optik tidak mengalami penurunan kualitas secepat sinyal listrik . 4. Bandwidth kabel optik jauh lebih besar daripada kabel listrik . Serat optik

28. Tidak diragukan lagi , optoelektronik merupakan teknologi penting yang memungkinkan industri informasi berfungsi secara praktis tanpa hambatan , dan telah menguntungkan banyak sektor yang terlibat , seperti medis , komunikasi , kedirgantaraan , dan pertahanan . Namun , seperti teknologi lainnya , ada beberapa kelebihan dan kekurangan utama optoelektronik yang perlu dipertimbangkan . Kerugian dan keuntungan optoelektronik

29. KEUNTUNGAN KERUGIAN Membantu memberikan pandangan baru dalam merancang satelit . Pita lebar tinggi untuk komunikasi . Perangkat mengonsumsi daya lebih sedikit . Berkat perangkat seperti pengulang optik dan jaringan serat optik , perangkat ini telah menjadi bantuan besar bagi industri militer dan kedirgantaraan dengan membantu mentransmisikan tautan frekuensi radio melalui udara yang sering kali tidak selalu dapat mencapai penerima yang dituju karena kapal , ruang terbatas , atau terowongan . Hemat biaya . Perangkat sensitif terhadap suhu . Memerlukan penyelarasan yang tepat untuk pemasangan (yang mungkin sulit ). Mengintegrasikan elemen optoelektronik pada substrat sering kali menjadi tantangan .

30. Menurut Market Insight Reports, pasar optoelektronik diperkirakan tumbuh pada CAGR sebesar 10,25% selama periode perkiraan tahun 2019 hingga 2024 . Perangkat optoelektronik merupakan bagian penting dari pasar semikonduktor global, dan pertumbuhannya terlihat di beberapa area, khususnya : Masa depan industri optoelektronik

31. Permintaan yang tinggi terhadap LED telah menjadi standar industri untuk teknologi tampilan pada perangkat elektronik . Standar ini disebabkan oleh meningkatnya permintaan akan kinerja yang lebih baik dan resolusi yang lebih tinggi di kalangan konsumen . Ada peningkatan permintaan di industri otomotif berkat adopsi kendaraan listrik dan kendaraan otonom , yang diharapkan dapat meningkatkan penggunaan perangkat optoelektronik , sehingga mendorong pasar . Teknologi manufaktur dan fabrikasi yang canggih mengalami peningkatan konsumsi , yang mendorong penggunaan komponen optoelektronik di sektor industri . Selain itu , optoelektronik menyediakan peluang signifikan untuk R&D, dan dampaknya dapat dilihat di bidang peningkatan kinerja , pengurangan biaya , dan produksi volume besar . [ sumber ]

32. Dapat dikatakan bahwa optoelektronik tidak akan segera punah.Baik komunitas industri maupun akademis memprediksi masa depan yang menjanjikan untuk penelitian dalam teknologi optoelektronik dan kemajuan dalam bidang optik dan fotonik diharapkan dapat merevolusi abad ke-21 . Dituntut pengembangan perangkat optoelektronik untuk berbagai bidang aplikasi misalnya aplikasi kedirgantaraan dan pertahanan . kesimpulan

33. Dalam   fisika   elektromagnetisme , sebuah   medan elektromagnetik   adalah sebuah   medan   terdiri dari dua medan   vektor  yang berhubungan :  medan listrik   dan   medan magnet . Ketika dibilang medan elektromagnetik , medan tersebut dibayangkan mencakup seluruh   ruang ; biasanya medan elektromagnetik hanya terbatas di sebuah daerah kecil di sekitar objek dalam ruang . Vektor ( E   dan   B ) yang merupakan karakter medan masing-masing memiliki sebuah nilai yang didefinisikan pada setiap titik ruang dan waktu . Bila hanya   medan listrik  ( E ) bukan nol , dan konstan dalam waktu , medan ini dikatak sebuah   medan elektrostatik .  E   dan   B  ( medan magnet) dihubungkan dengan   persamaan Maxwell . Medan elektromagnetik dapat dijelaskan dengan sebuah dasar kuantum oleh   elektrodinamika kuantum .

34. Elektromagnetisme   : bahasa Belanda :  elektromagnetisme ) adalah cabang ilmu   fisika  yang mempelajari hubungan antara   medan listrik   dan   medan magnet  di dalam   rangkaian listrik  yang menghasilkan   gaya gerak listrik   dan   medan elektromagnetik . Konsep utama dalam elektromagnetisme adalah   induksi elektromagnetik  yang didasari oleh   hukum induksi Faraday . Prinsip elektromagnetisme diterapkan pada sistem kerja   transformator ,  induktor ,  motor listrik ,  generator listrik   dan   solenoid . [1] Gambar 1. Medan elektromagnetik yang timbul dalam kumparan selenoid

35. Fotonika   adalah bidang ilmu dan kajian yang berkaitan dengan   optik   dan rekayasa optik , terutama yang berhubungan dengan partikel   foton   dalam   spektrum   elektromagnetik . Spektrum   adalah sebuah keadaan atau harga yang tidak terbatas hanya pada suatu set harga saja tetapi dapat berubah secara tak terbatas di dalam sebuah   kontinum . Gambar 2. Refraksi   cahaya oleh partikel foton pada sebuah prisma Gambar 4. Spektrum   cahaya   dari sebuah bianglala /  pelangi Gambar 3. Radiasi   elektromagnetik   sinar   putih dalam sebuah   prisma (optik)  yang terurai menjadi beberapa warna   cahaya  yang terpisah

36. FOTON Foton   adalah   partikel elementer   dalam fenomena   elektromagnetik . Biasanya foton dianggap sebagai pembawa   radiasi elektromagnetik , seperti   cahaya ,  gelombang radio , dan   Sinar-X . Foton juga dapat diartikan sebagai energi terkuantisasi . Foton berbeda dengan partikel elementer lain seperti   elektron   dan   quark , karena ia tidak bermassa dan dalam ruang vakum foton selalu bergerak dengan   kecepatan cahaya ,  c . Foton memiliki baik sifat gelombang maupun partikel (" dualisme gelombang-partikel "). Gambar 5. Foton yang dipancarkan dalam berkas koheren   laser

37. Sebagai gelombang , satu foton tunggal tersebar di seluruh ruang dan menunjukkan fenomena gelombang seperti   pembiasan   oleh lensa dan   interferensi   destruktif ketika gelombang terpantulkan saling memusnahkan satu sama lain . Sebagai partikel , foton hanya dapat berinteraksi dengan materi dengan memindahkan energi sejumlah : Dimana h adalah konstanta Planck, c = laju cahaya , adalah panjang gelombang .  

38. SIFAT-SIFAT FISIK FOTON : Foton tidak bermassa T idak memiliki   muatan listrik T idak meluruh secara spontan di ruang hampa Gambar 6. Diagram Feynman   pertukaran foton virtual ( dilambangkan oleh garis gelombang dan gamma , antara sebutir   positron   dan   elektron   Positron   atau   antielektron   adalah   antipartikel   atau   antimateri   dari   elektron . Positron memiliki   muatan listrik   sebesar +1e,  spin  ½, dan memiliki massa sama seperti   elektron . Ketika positron berenergi rendah bertumbukan dengan elektron energi rendah , pemusnahan terjadi , yang menghasilkan foton sinar gamma. Positron dihasilkan dari emisi peluruhan radioaktif positron ( melalui   Interaksi lemah ) atau melalui sepasang produksi dari foton yang berenergi . Foto   Ruang awan   oleh   C. D. Anderson   dari positron pertama yang pernah diidentifikasi . Sebuah pelat timah 6 mm memisahkan bagian atas ruangan dari bagian bawah . Positron harus datang dari bawah karena trek di atas dibengkokkan lebih kuat di medan magnet menunjukkan energi yang lebih rendah .

39. Persamaan maxwell Tabel 1: Perumusan dalam muatan dan arus bebas

40. Tabel 2. Perumusan dalam muatan dan arus total

41. Tabel 3. Definisi dan Satuan