GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
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.
Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :
Dari uraian tersebut diatas dapat
disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:
1. Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang
bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat
yang sama dan pada tempat yang sama.
2. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak
lurus terhadap arah rambat gelombang.
3. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan
gelombang transversal.
4. Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang
elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan
difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang
transversal.
5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat
listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.
Cahaya yang
tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik.
Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain,
berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang
dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan
diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua
gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa
tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat
mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa
yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar
gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi
elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran Maxwell.
SUMBER
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
- Osilasi
listrik.
- Sinar matahari ® menghasilkan sinar infra merah.
- Lampu merkuri ® menghasilkan ultra violet.
- Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping
logam ® menghasilkan sinar X
(digunakan untuk rontgen).
Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar
gamma.
SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Susunan semua
bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya
disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di bawah
disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan _m) mencakup kisaran
energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi
rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan
panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma
Ray.
Contoh spektrum elektromagnetik
Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut
panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau
sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan
dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh
muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar.
Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut
osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena
pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio
akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi.
Gelombang mikro
Gelombang mikro (mikrowaves) adalah
gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika
gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada
benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi
panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan
dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis.
Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada
pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan
menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar
memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang
elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara
pemancaran dengan penerimaan.
Sinar Inframerah
Sinar inframerah meliputi daerah
frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai
10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar
dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter
sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat
dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.
Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar
karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar
inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna
benda.
Cahaya tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi
elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai
bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata
manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari
panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x
10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser
dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
Sinar ultraviolet
Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi
dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m
10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik.
Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan
bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi
menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak
membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.
Sinar X
Sinar X mempunyai frekuensi antara 10
Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm.
meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus
buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.
Sinar Gamma
Sinar gamma mempunyai frekuensi antara
10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya
tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh
jaringan tubuh.
Contoh penerapan gelombang elektromagnetik dalam
kehidupan sehari-hari :
- Radio
Radio energi
adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang
gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan
paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar.
Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan
bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor
lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar
antara 0.8 – 100 cm.
b.
Microwave
Panjang
gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya
terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang
terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave
ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari
karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall
Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi
microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik
atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas
hujan.
c.
Infrared
Kondisi-kondisi
kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh.
Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah
sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga
digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri
tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi
sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat
dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan
menggunakan remote control.
d. Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat
membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
e. Sinar
X
Sinar
X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang
dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan
sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat
penggunaan sinar X yang terlalu lama.
III. KESIMPULAN
Dari pembahasan di atas, dapat
disimpulkan bahwa begitu besar peranan gelombang elektromagnetik yang
bermanfaat dalam kehidupan kita sehari-hari, tanpa kita sadari keberadaannya.
Spektrum elektromagnetik adalah rentang
semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat
dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum
ini secara langsung berkaitan :
* Panjang gelombang dikalikan dengan
frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
* Energi dari foton adalah 4.1 feV per
Hz, yaitu 4.1µeV/GHz
* Panjang gelombang
dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 µeVm
Spektrum elektromagnetik dapat dibagi
dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek
berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang
gelombang sangat panjang. Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan
tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam
metode deteksi. Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik
dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV),
dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi
rendah (? = 0,5 mm). Istilah “spektrum optik” juga masih digunakan secara luas
dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup
sebagian rentang panjang gelombang saja (320 – 700 nm)[1].
Dan beberapa contoh spektrum
elektromagnetik seperti :
Radar
(Radio Detection And Ranging),digunakan sebagai pemancar dan
penerima gelombang.
Infra Merah
Dihasilkan dari getaran atom dalam bahan dan dimanfaatkan untuk mempelajari struktur
molekul
Sinar tampak
mempunyai panjang gelombang 3990 Aº –
7800 Aº.
Ultra ungu
dimanfaatkan untuk pengenalan unsur
suatu bahan dengan teknik spektroskopi.
