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.
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.
Ultraviolet
Sinar UV
diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit
kulit.
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.