BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
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 spektrum dan contoh dan penerapan masing-masing
gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
B. Rumusan masalah
1. Apa yang dimaksud dengan gelombang
elektromagnetik?
2. Bagaimana ciri-ciri gelombang
elektromagnetik?
3. Bagaimana karakteristik khusus masing-masing
gelombang elektromagnetik di dalam spektrum?
C. Tujuan
1. Mengetahui pengertian dari gelombang
elektromagnetik
2. Mengetahui ciri-ciri gelombang
elektromagnetik
3. Mengetahui karakteristik khusus masing-masing
gelombang elektromagnetik di dalam spektrum
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian 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.
B. 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.
C. Sumber gelombang elektromagnetik
1. Osolasi listrik
2. Sinar matahari menghasilkan sinar inframerah
3. Lampu merkuri menghasilkan sinar ultraviolet
4. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada
keping logam menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen)
5. Inti atom yang tidak stabil menghasilkan
sinar gamma
D. Spektrum gelombang eletromagnetik
1. Gelombang radio
Gelombang radio merupakan gelombang yang
memiliki frekuensi paling kecil atau panjang gelombang paling panjang.
Gelombang radio berada dalam rentang frekuensi yang luas meliputi beberapa Hz
sampai gigahertz (GHz atau orde pangkat 9). Gelombang ini dihasilkan oleh
alat-alat elektronik berupa rangkaian osilator (variasi dan gabungan dari
komponen Resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C)). Oleh karena itu,
gelombang radio banyak digunakan dalam sistem telekomunikasi. Siaran TV, radio,
dan jaringan telepon seluler menggunakan gelombang dalam rentang gelombang
radio ini.
Suatu sistem telekomunikasi yang menggunakan
gelombang radio sebagai pembawa sinyal informasinya pada dasarnya terdiri dari
antena pemancar dan antena penerima. Sebelum dirambatkan sebagai gelombang
radio, sinyal informasi dalam berbagai bentuknya (suara pada sistem radio,
suara dan data pada sistem seluler, atau suara dan gambar pada sistem TV)
terlebih dahulu dimodulasi. Modulasi di sini secara sederhana dinyatakan
sebagai penggabungan antara getaran listrik informasi (misalnya suara pada
sistem radio) dengan gelombang pembawa frekuensi radio tersebut. Penggabungan
ini menghasilkan gelombang radio termodulasi. Gelombang inilah yang dirambatkan
melalui ruang dari pemancar menuju penerima. Oleh karena itu, kita mengenal
adanya istilah AM dan FM. Amplitudo modulation (AM) atau modulasi amplitudo
menggabungkan getaran listrik dan getaran pembawa berupa perubahan
amplitudonya. Adapun frequency modulation (FM) atau modulasi frekuensi
menggabungkan getaran listrik dan getaran pembawa dalam bentuk perubahan
frekuensinya.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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
7. 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.
E. Penerapan gelombang elektromagnetik
1.
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.
2.
Gelombang mikro
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.
3.
Sinar inframerah
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.
4.
Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan
dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
5.
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.
BAB III
PENUTUP
A. 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:
1. Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi
ialah kecepatan cahaya: 300 m/s, yaitu 300 MHz
2. Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz,
yaitu 4.1µeV/GHz
3. Panjang gelombang dikalikan dengan energy per
foton adalah 1.24 µeV (micro energy)
B. Saran
Supaya lebih memahami tentang gelombang,
disarankan para pembaca mencari referensi lain yang menyangkut dengan materi
yang ada pada makalah ini. Semoga para pembaca memahami dan mengaplikasikannya
dalam kehidupan sehari-hari.