Radiasi ElektromagnetikRadiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.

Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal.

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hν, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.

Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hν.

Radiasi elektromagnetik sinar putih dalam sebuah prisma (optik) yang terurai menjadi beberapa warna cahaya yang terpisah

Yang termasuk gelombang elektromagnetik

Gelombang Panjang gelombang λgelombang radio 1 mm-10.000 kminfra merah 0,001-1 mmcahaya tampak 400-720 nmultra violet 10-400nmsinar X 0,01-10 nmsinar gamma 0,0001-0,1 nm

Sinar kosmis tidak termasuk gelombang elektromagnetik; panjang gelombang lebih kecil dari 0,0001 nm.

Sinar dengan panjang gelombang besar, yaitu gelombang radio dan infra merah, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih rendah. Sinar dengan panjang gelombang kecil, ultra violet, sinar x atau sinar rontgen, dan sinar gamma, mempunyai frekuensi dan tingkat energi yang lebih tinggi.

Spektrum Elektromagnetik

Spektrum ElektromagnetikSpektrum 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 (lihat juga tabel dan awalan SI):

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 (λ ≥ 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).

Sifat Gelombang Elektromagnetik

1. Dapat merambat dalam ruang hampa.2. Merupakan gelombang transversal (arah getar arah rambat), jadi dapat

mengalami polarisasi.3. Dapat mengalami refleksi, refraksi, interferensi dan difraksi.4. Tidak dibelokkan dalam medan listrik maupun medan magnet.

Catatan:

Gelombang radio dipakai sebagai gelombang pembawa sistem komunikasi karena mudah dipantulkan oleh lapisan ionosfer.

Ada 2 macam cara membawa gelombang bunyi:

1. Modulasi Amplitudo (AM)Amplitudo gelombang radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi dengan frekuensi tetap.

2. Modulasi Frekuensi (FM)Frekuensi gelombang radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi dengan amplitudo tetap.

Sistem FM lebih unggul daripada AM karena FM dapat mengurangi desau akibat kelistrikan diudara, walaupun jangkauannya terbatas sekali.

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:

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

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).

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 : 

a. 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. 

b. 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.

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. 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.

Aisa KusbardiniKelas X-1SMA Negeri 52 Jakarta2009 / 2010