1.
PENGERTIAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
.jpg)
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 berbeda-beda. 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.
2.
CIRI-CIRI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Berdasarkan pengertian
diatas dapat kita peroleh ciri-ciri gelombang elektromagnetik, sebagai berikut
:
b)
Merambat dalam
arah lurus.
c)
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.
d)
Arah medan
listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap
arah rambat gelombang.
e)
Gelombang
elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
f)
Seperti halnya
gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa
pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi.
g)
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.
3.
RUMUS
Persamaan yang
menunjukan hubungan c, λ, dan f pada gelombang elektromagnetik dirumuskan
sebagai berikut.
c = λ .
f
4.
JENIS GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Susunan semua bentuk gelombang
elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum
elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di bawah disusun berdasarkan
panjang gelombang, 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.
Berikut adalah
pengelompokan gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang terbesar
sampai terkecil :
a)
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.
b)
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.
c)
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.
d)
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.
e)
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.
f)
Sinar X
Sinar-x.
disebut juga sinar rontgen dihasilkan oleh elektron-elektron yang
terletak dibagian kulit elektron atau dari pancaran radisi yang keluar ketika
elektron yang berkecepatan tinggi menumbuk permukaan logam. Mempunyai daya
tembus sangat besar sehingga dapat digunakan untuk memotret susunan tulang
dalam tubuh, misalnya untuk menentukan letak tulang yang retak akibat
kecelakaan. Termasuk berbahaya karena dapat mengionisasi sel hidup sehingga
tidak boleh digunakan oleh ibu hamil maka untu melihat janin dalam kandungan
digunakanultrasonografi.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.
g)
Sinar Gamma
Sinar gamma,
memiliki frekuensi paling besar serta panjang gelombang terkecil diantara spektrum gelombang elektromagnetik sehingga
daya tembus sangat besar dapat menembus pelat besi. Dihasilkan dari inti atom
yang tidak stabil . Dapat digunakan untuk membunuh sel kanker serta
sterilisasi alat-lat kedokteran.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.
5.
SUMBER-SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Sumber
gelombang elektromagnetik ada 2, yaitu alami seperti matahari, dan buatan
seperti ledakan nuklir, microwave, antena, radio, TV dan sebagainya. Menurut
hipotesis Maxwell, gelombang elektromagnetik dapat timbul dari muatan listrik
yang bergerak dipercepat, selain itu gelombang elektromagnetik dapat timbul
dari
1)
Osilasi listrik.
2)
Sinar
matahari ® menghasilkan sinar infra merah.
3)
Lampu
merkuri ® menghasilkan ultra violet.
4)
Penembakan
elektron dalam tabung hampa pada keping logam ® menghasilkan sinar X (digunakan
untuk rontgen).
5)
Inti atom
yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
6.
APLIKASI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Penerapan
gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat pada
contoh berikut :
a.
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.
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.
Sinar
Ultraviolet diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman
penyakit kulit.
e.
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar