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.
Halo
BalasHapus