MAKALAH TENTANG GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang Elektromagnetik

1.    Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Orang yang pertama kali menguji hipotesis Maxwall mengenai gelombang elektromagnetik adalah Heinrich Hertz, pada tahun 1887 (Foster, 2004). Percobaan-percobaan yang dilakukan oleh Hertz memberikan definisi gelombang elektromagnetik. Supriyono (2006) menyatakan bahwa “gelombang elektromagnetik terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak, dengan arah getar tegak lurus satu sama lain, dan masing-masing medan tegak lurus arah rambat gelombang. Gelombang Tersebut dapat merambat meski tidak ada medium penghantar dan merupakan kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi serta merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain.

 Berdasarkan spektrumnya, gelombang elektromagnetik terdiri dari sebagai berikut:

 

1.      Gelombang Radio

Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi dalam orde MHz sampai GHz. Gelombang radio dan televisi banyak dimanfaatkan bidang televisi komunikasi, misalnya: radiophone. Radiofon (radiophone) merupakan telepon yang tidak menggunakan kabel, tetapi memanfaatkan satelit komunikasi, sehingga gelombang yang dikirim berupa gelombang radio.

2.      Gelombang Mikro

Merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi, yaitu 3 GHz. Gelombang ini dapat menimbulkan efek pemanasan pada benda yang menyerapnya.contonya dipakai pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging). Pesawat radar bekerja menggunakan sifat pemantulan gelombang mikro.

3.      Sinar Inframerah

Infrared (IR) atau infra merah merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang dari gelombang merah, namun lebih pendek dari gelombang radio. Contoh penggunaan inframerah adalah untuk menyelidiki suatu penyakit dalam tubuh dengan pancaran inframerah, atau dapat juga digunakan untuk mempelajari/ mengetahui struktur suatu molekul (dikenal dengan spektroskopi inframerah). Contoh alat yang menggunkan  radiasi infra red adalah Remote control.

4.      Sinar Tampak

Cahaya tampak merupakan gelombang elektromagnetik yang memilik panjang gelombang 700 nm sampai 400 nm. Cahaya tampak merupakan cahaya polikromatik, karena dapat terdispersi menjadi beberapa cahaya monokromatik. Salah satu jenis cahaya tampak yang penting adalah laser.

5.      Sinar Ultraviolet

UV atau ultraungu merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang 400 nm s.d. 440 nm. Pada panjang gelombang 400nm s.d 300 nm, dinamakan ultraviolet dekat, 300 nm s.d 200 nm dinamakan ultraviolet jauh, dan di bawah 200 nm dinamakan ultraviolet ekstrim. Penghasil ultraviolet yang paling besar adalah matahari, namun yang mencapai permukaan bumi hanyalah ultraviolet dekat karena gelombang di bawah 290 nm habis diserap oleh ozon dalam atmosfer

6.      Sinar X           

Sinar-X adalah radiasi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih pendek daripada ultraviolet. Sinar ini dihasilkan dari penembakan atom-atom dengan partikel-partikel berenergi tinggi. Atom setiap unsur akan memancarkan spektrum sinar-X yang khas apabila atom tersebut ditembaki dengan elektron. Foton sinar-X akan dipancarkan bila elektron datang menumbuk sebuah elektron dari orbital sebelah dalam sehingga keluar dari atom. Bila hal ini terjadi, elektron dari orbital luar akan jatuh ke kulit sebelah dalam untuk menggantikannya, sehingga kehilangan energi dengan memancarkan foton yang disebut sinar-X.

7.      Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh inti atom tereksitasi pada saat proses perpindahan atom tersebut ke keadaan terkesitasi yang lebih rendah.

Sinar gamma dapat dimanfaatkan dalam bidang pertanian, misalnya dalam rekayasa genetika, yaitu penyinaran gamma untuk menghasilkan bibit unggul. Sinar gamma juga dimanfaatkan dalam bidang kesehatan, antara lain: sinar gamma digunakan untuk membunuh kanker dengan dosis tepat dan untuk mensterilisasi peralatan di rumah sakit. Alat untuk mengetahui adanya radiasi sinar gamma adalah Geiger-Mulle

2.    Pengaruh Gelombang Elektromagnetik dalam Kehidupan Manusia

Pada dasarnya kita hidup diatas bumi telah mendapatkan medan listrik dan medan magnit natural yang disebabkan adanya lapisan ionosfer dan awan-awan yang bermuatan listrik Medan listrik tinggal membedakan pengaruh gelombang elektromagnetik itu Panjang gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnetik memiliki rentang yang sangat besar. Seluruh rentang panjang gelombang dan frekuensi tersebut dinamakan spektrum gelombang elektromagnetik. Sebagian besar spektrum gelombang elektromagnetik tidak dapat dilihat, sehingga pengamatannya dilakukan secara tidak langsung, yaitu dengan alat yang dapat mengubah gelombang elektromagnetik menjadi bentuk energi lain, seperti energi listrik, kalor, energi kimia, dll.

Gelombang elektromagnetik banyak dimanfaatkan dalam kehidupan di muka bumi. Pemanfaatan itu ada dalam berbagai bidang, yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang astronomi, bidang seni, dan bidang sains fisika. Gelombang radio banyak dimanfaatkan oleh manusia dalam bidang komunikasi yaitu digunakan sebagai alat komunikasi dan pembawa informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain. Salah satunya digunakan pada sistem siaran televise, radio dan perangkat elektronik yang menghasilkan osilasi listrik.

Gelombang mikro digunakan dalam analisis struktur atom dan molekul serta digunakan pula pada radar (radio detecting and ranging). Gelombang mokro juga digunakan dalam komunikasi antarbenua dengan menggunakan bantuan satelit sehingga walaupun komunikasi jarak jauh yang terhalang oleh gunung pun dapat dilakukan. Posisi satelit harus diperhatikan karena posisi satelit mempengaruhi hubungan komunikasi seluruh dunia. Merry (2009) menyatakan bahwa “Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi ISM sekitar 2,45 GHz. … . Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan mentrasfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut”.

Sinar inframerah tidak dapat dideteksi oleh mata telanjang tetapi masih dapat dirasakan karena energi panas yang dihasilkan. Setiap hari manusia bisa merasakan sinar inframerah yang berasal dari matahari yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Lala (2008) menyatakan bahwa 80% cahaya matahari adalah sinar inframerah karena panjang jangkauan gelombang sinar ini (4 sampai 1000 mikron).

Sinar inframerah banyak digunakan dalam bidang industri, bidang kesehatan atau kedokteran, astronomi, dan dalam mempelajari struktur molekul. Foster (2004) menyatakan bahwa dalam bidang kedokteran sinar inframerah dapat digunakan untuk mengurangi rasa sakit pada rematik dan menghangatkan permukaan kulit. Sinar inframerah tidak banyak dihamburkan oleh partikel-pertikel sehingga dalam bidang astronomi dengan menggunakan pelat-pelat film yang peka terhadap sinar inframerah, pemotretan permukaan bumi oleh pesawat dari satelit dapat dilakukan. Sinar inframerah dapat digunakan untuk mempelajari struktur molekul dengan menggunakan alat spektroskop inframerah.

Cahaya tampak atau sinar tampak dapat membantu penglihatan mata kita. Dengan adanya sinar tampak, mata kita dapat melihat benda-benda di sekeliling kita dan dapat dibedakan macam-macam warnanya.

Sinar ultraviolet dapat digunakan untuk membunuh mikroorganisme, yaitu dengan radiasi ultraviolet yang diserap akan menghancurkan mikroorganisme seperti hasil reaksi karena ionosasi dan dissosiasi molekul. Sinar ini dapat mengubah molekul sterol dari provitamin D menjadi vitamin D yang berguna untuk pertumbuhan tubuh manusia (Supriyono, 2006). Foster (2004) menyatakan sinar ultraviolet juga dapat digunakan untuk mengetahui unsure-unsur dalam dalam suatu bahan dengan teknik spektroskopi karena rentang frekuensi sinar ini antara 1015 hertz hingga 1016 hertz.

Selain memberikan keuntungan, sinar ultraviolet juga menyebabkan kerugian yang besar dalam kehidupan. Sinar ultraviolet yang terdapat di dalam matahari dapat diserap oleh lapisan ozon di atmosfer. Apabila lapisan ozon di atmosfer berlubang maka dapat meningkatkan sinar ultraviolet yang sampai ke permukaan bumi dan dapat merusak jaringan kulit pada manusia (Foster, 2004). Sinar ultraviolet membawa lebih banyak energi daripada gelombang cahaya lain. Karena inilah gelombang ultraviolet dapat masuk dan membakar kulit sehingga kulit manusia menjadi sensitif terhadap sinar ultraviolet matahari. Hal ini, dapat menimbulkan kanker pada kulit (Anonim, 2009b).

Sinar-X disebut juga sinar rontgen. Dalam bidang kedokteran sinar ini digunakan untuk memotret bagian tulang yang patah, batu ginjal, paru-paru, dan bagian tubuh lainnya. Di zaman modern ini, Supriyono (2006) menyatakan bahwa sinar rontgen digunakan dalam operasi pembedahan sehingga dokter dapat mengetahui bagian mana yang harus dibedah. Sinar gamma sangat berbahaya untuk manusia karena dapat membunuh sel hidup terutama sinar gamma dengan tingkat energi yang tinggi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir seperti ledakan bom nuklir.

Foster (2009) menyatakan bahwa Ground Penetrating Radar merupakan metode geofisika dengan menggunakan teknik elektromagnetik yang dirancang untuk mendeteksi objek yang terkubur didalam tanah dan mengevaluasi kedalam objek tersebut.

3.    Penerapan Gelomabang Elektromagnetik di dalam teknologi industri

Adanya teknologi yang semakin canggih membuat gelombang elektromanetik dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang komunikasi, bidang seni, dan bidang sains fisika .Pada bidang industri sinar ini dapat digunakan untuk menemukan cacat las dan bungkus logam karena sinar ini dapat dapat menembus logam. Pada bidang seni, sinar-X digunakan untuk melihat bagian dalam patung yang tidak terlihat dari luar. Pada bidang sains fisika, sinar-X digunakan untuk mempelajari pola-pola difraksi pada struktur atom suatu bahan sehingga dapat digunakan untuk menentukan struktur bahan tersebut.

4.    1. Dampak negatif alat yang menggunakan Gelomabang Elektromagnetik dalam kehidupan yaitu:

·         Sinar ultraviolet yang terdapat di dalam matahari dapat diserap oleh lapisan ozon di atmosfer. Apabila lapisan ozon di atmosfer berlubang maka dapat meningkatkan sinar ultraviolet yang sampai ke permukaan bumi dan dapat merusak jaringan kulit pada manusia.

·         Sinar gamma sangat berbahaya untuk manusia karena dapat membunuh sel hidup terutama sinar gamma dengan tingkat energi yang tinggi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir seperti ledakan bom nuklir.

·         gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh alat elektronik seperti laptop,handphone,dll dapat menyebabkan cacat mental karena saraf otak kita terganggu oleh gelombang tersebut.

·         Radiasi rontgen yang tinggi dapat merusak sel-sel saraf pada tubuh manusia,dan juga dapat menyebabkan kemandulan .

·         dll

2. Dampak positif alat yang menggunakan Gelomabang Elektromagnetik dalam kehidupan yaitu:

·         Pesawat televisi dan pesawat radio FM menggunakan gelombang modulasi frekuensi tersebut dapat digunakan sebagai gelombang informasi sehingga kita dapat menerima berbagai macam informasi .

·         Sinar rontgen digunakan dalam operasi pembedahan sehingga dokter dapat mengetahui bagian mana yang harus dibedah.

·         Antena radar dapat bertindak sebagai pemencar dan penerima gelombang elektromagnetik

·         dll

5.    Contoh alat alat yang menggunakan gelombang elektromagnetik

Contoh alat-alat yang menggunakan gelombang elektromagnetik dapat dilihat dari berbagai bidang yaitu

·         Bidang kesehatan,yaitu

·         Laser yang menggunakan inframerah yangt digunakan untuk menyelidiki suatu penyakit dalam tubuh dengan pancaran inframerah, atau dapat juga digunakan untuk mempelajari/ mengetahui struktur suatu molekul (dikenal dengan spektroskopi inframerah).

·         Sinar Rontgen

·         Bidang komunikasi

·         Pesawat televisi 

·         pesawat radio FM

·         telefon / hp

·         Bidang Teknologi

·         RADAR (Radio Detection and Rangin) yang berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan.

·         laser.

·         Remote control

·         Bidang pertanian

peralatan Geiger-Muller  yang digunakan dalam rekayasa genetika, yaitu penyinaran gamma untuk menghasilkan bibit unggul.