GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang Elektromagnetik

 

Pernahkah Anda membayangkan jika dunia ini tanpa cahaya?

Akankah Anda dapat melakukan aktivitas?

Tentu jawabnya tak mungkin ada aktivitas, karena untuk melakukan aktvitas manusia perlu tahu tentang keadaan di sekelilingnya. Benda-benda untuk dapat terlihat harus memantulkan cahaya. Tanpa cahaya kamu tak pernah tahu dan tak pernah melihat apa sebenarnya yang ada di sekitarmu.

Cahaya termasuk salah satu spektrum gelombang elektromagnetik dapat dilihat oleh mata. Gelombang elektromagnetik memiliki rentang spektrum dari sinar gamma sampai gelombang radio. Banyak aplikasi teknologi yang berdasar konsep gelombang elektromagnetik ini. Pulsa handphone antara lain dikirim dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Ketika anda berkomunikasi dengan HP gelombang suaramu diubah menjadi gelombang elektromagnetik oleh sistem relay sehingga pihak yang kamu ajak komunikasi dapat mendengar suaramu.

Baiklah, di bab akan diperdalam mengenai gelombang elektromagetik.

Bermula dari banyak pendapat mulai dari Al hasan, Aristoteles, Newton, Planck, Maxwell dan yang lain diyakini spektrum gelombang elektromagnetik adalah berkecepatan cahaya. Perkembangan teori, prinsip, dan konsep gelombang elektromagnetik menghasilkan teknologi tentang gelombang elektromagnetik yang bermanfaat. Aplikasi gelombang elektromagnetik pada berbagai bidang memungkinkan manusia berbuat banyak. Diantaranya bidang telekomunikasi antar wilayah global, bahkan menembus ruang angkasa. Peranan satelit komunikasi relai yang menangkap gelombang elektromagnetik dan memantulkannya kembali bermanfaat bagi penyiaran gelombang TV, gelombang radio dan gelombang mikro.

1.    Hakikat Gelombang Elektromagnetik

Pada pertengahan abad ke sepuluh seorang ilmuwan Mesir di Iskandaria yang  bernama Al Hasan (965-1038) mengemukakan pendapat bahwa mata dapat melihat benda-benda di sekeliling karena adanya cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh benda-benda yang bersangkutan masuk ke dalam mata. Teori ini akhirnya dapat diterima oleh orang banyak  sampai sekarang ini.

 

Terjadinya gelombang elektromagnetik

Faraday menyatakan bahwa perubahan medan magnetic menyebabkan muatan listrik mengalir dalam loop kawat atau ekuivalen dengan bangkitnya medan listrik.

Maxwell mengusulkan proses kebalikannya yaitu suatu perubahan medan listrik akan membangkitkan medan magnetic.

Jika perubahan medan magnetiknya sinusoida, maka dibangkitkan medan listrik yang juga berubah secara sinusoida. Selanjutnya, perubahan medan listrik secara sinusoida ini membangkitkan medan magnetic yang berubah secara sinusoida. Demikian seterusnya, terjadi proses berantai pembentukkan medan listrik dan medan magnetic yang merambat kesegala arah. 

Merambatnya medan magnetic dan medan listrik kesegala arah inilah yang disebut gelombang elektromagnetik.

2.    Bentuk gelombang elektromagnetik

Medan listrik E dan medan magnetic B selalu saling tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. Oleh karena itulah, gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal dan dapat mengalami polarisasi.

3.    Besaran dalam gelombang elektromagnetik

Cepat rambat gelombang elektromagnetik menurut max well:

semua gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan cepat rambat yang sama, yaitu:

  

persaman dasar gelombang

4.    Spectrum gelombang elektromagnetik

Spektrum Gelombang elektromagnetik dari frekuensi terendah ke frekuensi tertinggi. Gelombang radio merupakan spectrum gelombang elektromagnetik dengan frekuensi terendah. Sedangkan sinar gamma merupakan spectrum gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertinggi.

 

Gelombang radio merupakan spectrum gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang tertinggi. Sedangkan sinar gamma merupakan spectrum gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang terendah.

 5.    Karakteristik dan Penerapan tiap Gelombang Elektromagnetik

a.         a.  Gelombang radio (dengan frekuensi 10⁴-10⁷ Hz)

gelombang elektromagnetik ini mampu menembus lapisan ionosfer sehingga sering digunakan sebagai sarana komunikasi dengan satelit-satelit.

         b.  Gelombang mikro

Gelombang mikro (microwaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi (SHF = Super High Frekuenscy).

c.   Radar (dengan frekuensi 10¹⁰ Hz)

Radar (Radio Detection and Ranging), yaitu berarti mencari dan menentukan jarak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pantulan dari gelombang yang dipancarkan tadi digunakan untuk mendeteksi obyek. Informasi yang dikirim ataupun yang diterima berbentuk sebagai pulsa. Bila pulsa ini dikirim oleh pesawat radar dan mengenai suatu sasaran dalam selang waktu Dt, maka jarak antara radar ke sasaran :

= kecepatan cahaya (3 . 10⁸ m/det).

      Selang waktu yang diperlukan oleh gelombang tersebut dinamakan time delay 

a.         Sinar Infra merah (dengan frekuensi 10¹¹ -10¹⁴ Hz)

Dimana gelombang ini lebih panjang dari gelombang cahaya tampak dan tidak banyak dihamburkan oleh partikel-partikel debu dalam atmosfir sehingga mengurangi batas penglihatan manusia.

 

b.         Cahaya tampak (dengan frekuensi 10¹⁴ -10¹⁵ Hz)

Cahaya tampak (visible light) yaitu cahaya yang tampak oleh mata manusia dan terdiri dari deretan warna-warna merah sampai ungu.

c.          Sinar UV

Daerah frekuensi 10¹⁵ – 10¹⁶ Hz dinamakan daerah ultra ungu (ultra violet). Dengan frekuensi ultra ungu memungkinkan kita mengenal lebih cepat dan tepat unsur-unsur yang terkandung dalam suatu bahan.

d.         Sinar-X

Daerah frekuensi 10¹⁶ – 10²⁰ Hz, disebut daerah sinar X. Gelombang ini dapat juga dihasilkan dengan menembakkan elektron dalam tabung hampa pada kepingan logam. Karena panjang gelombangnya sangat pendek, maka gelombang ini mempunyai daya tembus yang cukup besar sehingga selain digunakan di rumah sakit, banyak pula digunakan di lembaga-lembaga penelitian ataupun industri.

e.         Sinar Gamma

Daerah frekuensi 10²⁰ – 10²⁵ Hz, disebut daerah sinar gamma. Gelombang ini mempunyai daya tembus yang lebih besar daripada sinar X, dan dihasilkan oleh inti-inti atom yang tidak stabil.