Gelombang Elektromagnetik
I. PENDAHULUAN
Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
Seperti apakah gelombang elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik itu?
Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio. Tetapi spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang rentang spektrum gelombang elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing gelombang elektromagnetik di dalam spectrum dan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio. Tetapi spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang rentang spektrum gelombang elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing gelombang elektromagnetik di dalam spectrum dan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
II. KAJIAN PUSTAKA
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:
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.
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.
-
- 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.
-
- 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.
0 komentar:
Posting Komentar