Spektrum
Gelombang Elektromagnetik
Gelombang
elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell ternyata terbentang dalam rentang
frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik
dapat diidentifikasi berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Cahaya
merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana gelombang radio atau sinar-X.
Masing-masing memiliki penggunaan yang berbeda meskipun mereka secara fisika
menggambarkan gejala yang serupa, yaitu gejala gelombang, lebih khusus lagi
gelombang elektromagnetik. Mereka dibedakan berdasarkan frekuensi dan panjang
gelombangnya. Gambar berikut ini menunjukkan spektrum gelombang
elektromagnetik.
spektrum
gelombang elektromagnetik
Gelombang Radio
Tentu kamu sering menonton TV, mendengarkan
radio, atau menggunakan ponsel untuk berkomunikasi, bukan? Nah, semua peralatan
elektronik itu menggunakan gelombang radio sebagai perambatan sinyalnya.
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.
Gelombang Mikro
oven
microwave
Pernahkah
kamu mendengar tentang alat elektronik berupa oven microwave? Atau, kamu
mungkin sudah pernah menggunakannya untuk memasak? Oven microwave menggunakan
sifat-sifat gelombang mikro (microwave) berupa efek panas untuk memasak.
Selain itu, gelombang mikro juga digunakan dalam sistem komunikasi radar dan
analisis struktur atom dan molekul.
Rentang frekuensi gelombang mikro membentang
dari 3 GHz hingga 300 GHz. Frekuensi sebesar ini dihasilkan dari rangkaian
osilator pada alat-alat elektronik. Gelombang mikro dapat diserap oleh suatu
benda dan menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Sebuah sistem pemanas
berbasis microwave dapat memanfaatkan gejala ini untuk memasak benda. Sistem
semacam ini digunakan dalam oven microwave yang dapat mematangkan makanan di
dalamnya secara merata dan dalam waktu singkat (cepat).
Dalam suatu sistem radar, gelombang mikro
dipancarkan terus menerus ke segala arah oleh pemancar. Jika ada objek yang
terkena gelombang ini, sinyal akan dipantulkan oleh objek dan diterima kembali
oleh penerima. Sinyal pantulan ini akan memberikan informasi bahwa ada objek
yang dekat yang akan ditampilkan oleh layar radar.
antena
radar
Dari
waktu pemancaran sinyal sampai diterima kembali oleh radar, jarak objek yang
terdeteksi dapat diketahui. Tentu kamu dapat membayangkan rumus yang dapat
dipakai untuk menghitung jarak ini, bukan? Ya, jarak adalah kecepatan dikali
waktu, dan karena kecepatan gelombang adalah konstan, maka dengan mengetahui
waktu, jarak pun dapat dihitung. Jangan lupa bahwa pembagian dengan faktor 2
diperlukan karena sinyal menempuh jarak pulang pergi. Coba kamu tuliskan
rumusnya.
Sistem radar banyak dimanfaatkan oleh pesawat
terbang dan kapal selam. Dengan adanya radar, pesawat terbang dan kapal selam
mampu mendeteksi keberadaan objek lain yang dekat dengan mereka. Di saat cuaca
buruk di mana terjadi badai dan gangguan cuaca yang dapat mengganggu
pengelihatan, keberadaan radar dapat membantu navigasi pesawat terbang untuk
mengetahui arah dan posisi mereka dari tempat tujuan pendaratan.
Sinar Inframerah
Bagaimana remote TV dapat digunakan untuk
mematikan atau menyalakan TV? Di sini remote menggunakan pemancar dan penerima
sinar inframerah. Tahukah kamu bahwa ada ponsel yang dilengkapi dengan
inframerah untuk transfer data dari atau menuju ponsel?
Sinar inframerah (infrared/IR) termasuk dalam
gelombang elektromagnetik dan berada dalam rentang frekuensi 300 GHz sampai
40.000 GHz (10 pangkat 13). Sinar inframerah dihasilkan oleh proses di dalam
molekul dan benda panas. Telah lama diketahui bahwa benda panas akibat
aktivitas (getaran) atomik dan molekuler di dalamnya dianggap memancarkan
gelombang panas dalam bentuk sinar inframerah. Oleh karena itu, sinar
inframerah sering disebut radiasi panas.
Foto inframerah yang bekerja berdasarkan
pancaran panas suatu objek dapat digunakan untuk membuat lukisan panas dari
suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas dapat menggambarkan daerah mana
yang panas dan tidak. Suatu lukisan panas dari satu gedung dapat digunakan
untuk mengetahui daerah mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihan
sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.
Dalam bidang kesehatan, pancaran panas berupa
pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh dapat dijadikan sebagai
informasi kondisi kesehatan organ tersebut. Ini sangat bermanfaat bagi dokter
dalam diagnosis dan keputusan tindakan yang sesuai buat pasien. Selain itu,
pancaran panas dalam intensitas tertentu dipercaya dapat digunakan untuk proses
penyembuhan penyakit seperti cacar dan encok.
hasil
citra foto inframerah terhadap tubuh manusia untuk pemeriksaan kesehatan
Dalam
teknologi elektronik, sinar inframerah telah lama digunakan sebagai media
transfer data. Ponsel dan laptop dilengkapi dengan inframerah sebagai salah
konektivitas untuk menghubungkan atau transfer data dari satu perangkat dengan
perangkat lain. Fungsi inframerah pada ponsel dan laptop dijalankan melalui
teknologi Irda (infra red data acquitition).
Cahaya atau sinar tampak
Dalam rentang spektrum gelombang
elektromagnetik, cahaya atau sinar tampak hanya menempati pita sempit di atas
sinar inframerah. Spektrum frekuensi sinar tampak berisi frekuensi dimana mata
manusia peka terhadapnya. Frekuensi sinar tampak membentang antara 40.000 dan
80.000 GHz (10 pangkat 13) atau bersesuaian dengan panjang gelombang antara 380
dan 780 nm (10 pangkat -9). Cahaya yang kita rasakan sehari-hari berada dalam
rentang frekuensi ini. cahaya juga dihasilkan melalui proses dalam skala atom
dan molekul berupa pengaturan internal dalam konfigurasi elektron.
Pembahasan tentang cahaya begitu luas dan
membentuk satu disiplin ilmu fisika tersendiri, yaitu optik.
Sinar Ultraviolet
Rentang frekuensi sinar ultraviolet (ultraungu)
membentang dalam kisaran 80.000 GHz sampai puluhan juta GHz (10 pangkat 17).
Sinar ultraungu atau disebut juga sinar
ultraviolet datang dari matahari berupa radiasi ultraviolet memiliki energi
yang cukup kuat dan dapat mengionisasi atom-atom yang berada di lapisan
atmosfer. Dari proses ionisasi atom-atom tersebut dihasilkan ion-ion, yaitu atom
yang bermuatan listrik. Lapisan yang terdiri dari ion-ion ini membentuk lapisan
khusus dalam atmosfer yang disebut ionosfer. Lapisan ionosfer yang
terisi dengan atom-atom bermuatan listrik ini dapat memantulkan gelombang
elektromagnetik frekuensi rendah (berada dalam spektrum frekuensi gelombang
radio medium) dan dimanfaatkan dalam transmisi radio.
Karena energinya yang cukup kuat dan sifatnya
yang dapat mengionisasi bahan, sinar ultraviolet tergolong sebagai radiasi yang
berbahaya bagi manusia (terutama jika terpancar dalam intensitas yang besar).
Untungnya, atmosfer bumi memiliki lapisan yang dapat menahan dan menyerap
radiasi ultraviolet dari matahari sehingga sinar matahari yang sampai ke bumi
berada dalam taraf yang tidak berbahaya. Tentu kamu sudah tahu lapisan apakah
itu? ya, lapisan ozon.
lapisan
ozon di atmosfer menahan sebagian radiasi ultraviolet
Penggunaan
bahan kimia baik untuk pendingin (lemari es dan AC) berupa freon maupun untuk
penyemprot (parfum bentuk spray dan pilok/penyemprot cat), dapat
menyebabkan kebocoran lapisan ozon. Hal ini menyebabkan sinar ultraviolet dapat
menembus lapisan ozon dan sampai ke permukaan bumi, suatu hal yang sangat
berbahaya buat manusia. Jika semakin banyak sinar ultraviolet yang terpapar ke
permukaan bumi dan mengenai manusia, efek yang tidak diinginkan bagi manusia
dan lingkungan dapat timbul.
1.1 Propagasi Gelombang
Definisi dari propagasi
gelombang adalah perambatan
gelombang pada media perambatan. Media perambatan atau biasa juga disebut
saluran transmisi gelombang dapat berupa fisik yaitu sepasang kawat konduktor,
kabel koaksial dan berupa non fisik yaitu gelombang radio atau sinar laser.
Pada Gambar 1 merupakan gambaran singkat tentang propagasi gelombang (J,
Herman, 1986: 1.4).
Gambar 1. Propagasi Gelombang
1.2 Gelombang Radio dan Spektrum Elektromagnetik
Gelombang radio termasuk keluarga radiasi
elektromagnetik meliputi infra merah (radiasi panas), cahaya tampak (visible
light), ultraviolet, sinar-X, dan bahkan panjang gelombang Gamma yang
lebih pendek dan sinar kosmik. Gelombang elektromagnetik berasal dari interaksi
antara medan listrik dan medan magnet seperti pada Gambar 2 (Reed, 2004: 20.1).
Gambar 2. Medan listrik dan magnet
pada gelombang elektromagnetik
Pembagian spektrum gelombang elektromagnetik
dapat di lihat pada Gambar 3 berikut ini.
Gambar 3. Spektrum elektromagnetik
Menurut John (1988: 8-10) Nilai panjang gelombang λ berhubungan dengan
frekuensi f dan kecepatan gelombang v, dimana kecepatan
gelombang bergantung pada media. Dalam kasus ini medianya adalah ruang bebas (free
space/vacuum).
λ= v / f
dimana :
v= c (ruang bebas)= 3 x 108 m s-1
Pada Gambar 4 ditunjukkan hubungan antara
panjang gelombang dan frekuensi pada v = c. Banyak jenis
frekuensi yang ada seperti Gambar 3 diatas. Berikut ini adalah daftar frekuensi
yang lebih rinci dalam tabel 1.
Gambar 4. Panjang gelombang
berbanding frekuensi untuk v = c
1.3 Polarisasi Gelombang Elektromagnetik
J, Herman (1986: 1.43) menyatakan polarisasi
gelombang didefinisikan sebagai sifat gelombang elektromagnetik yang
menjelaskan arah dan amplitudo vektor kuat medan magnet sebagai fungsi waktu.
Ada tiga macam polarisasi gelombang yaitu polarisasi linier, polarisasi
lingkaran, dan polarisasi eliptis.
Gambar 5. Polarisasi gelombang
elektromagnetik
2. Gelombang Ruang Bebas (Free Space)
2.1 Pembiasan (Refraction) oleh Atmosfir Bumi
Pada atmosfir bumi terjadi pembiasan gelombang
sekitar 18 km dari permukaan bumi di daerah khatulistiwa dan sampai sekitar 8
dan 11 km di daerah kutub selatan dan utara. Untuk itu radius bumi diubah
disesuaikan demikian hingga kelengkungan relatif antara gelombang dan bumi
tetap seperti yang ditunjukkan Gambar 6 Radius kelengkungan bumi yang telah
disesuaikan dengan perbandingan antara radius efektif bumi dan radius bumi yang
sesungguhnya disebut dengan faktor K. Pada kondisi atmosfir normal, dalam
perhitungan radius bumi ekuivalen biasanya digunakan K = 4/3 (J, Herman, 1986:
3.2).
Gambar 6. Radius efektif bumi
Gambar 7. Profil lintasan (path
profile) dengan faktor K = 4/3
2.2 Propagasi Line of Sight (LOS)
Propagasi gelombang pada frekuensi diatas 30 MHz memanfaatkan gelombang langsung dan gelombang pantul oleh permukaan bumi. Pada Gambar 8 berikut ini adalah gambaran dari propagasi Line of Sight (LOS).
Gambar 8. Daerah Freshnel di
sekitar lintasan langsung
Pada propagasi LOS terdapat daerah yang harus
dan wajib terhindar dari halangan, daerah itu disebut dengan daerah
fresnel (fresnel zone). Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 9. Pemetaan daerah-daerah
Freshnel
Berdasarkan Gambar 9 dan
keterangan di atas, F1 disebut sebagai radius
daerah Freshnel pertama, yang dirumuskan dengan (Aswoyo, 2006: 101) :
2.3 Redaman pada ruang bebas (free space loss)
Redaman LOS berharga rata-rata sama dengan redaman ruang bebas. Dalam perhitungan redaman lintasan dianggap tetap sehingga untuk LOS adalah (J, Herman, 1986: 3.29):
Lp = 32,5 + 20 log d (km) + 20 log f
(MHz)
(2.5)
3. Difraksi (Diffraction) dan Hamburan (Scattering)
3.1 Difraksi oleh Penghalang (Knife Edge Diffraction)
Difraksi adalah
kemampuan gelombang untuk berbelok setelah mengalami benturan dengan
penghalang. J, Herman (1986: 4.5) menyatakan difraksi oleh bukit, pohon,
bangunan dan lain-lain sulit sekali dihitung, akan tetapi perkiraan redamannya
dapat diperoleh dengan mengingat harga-harga ekstrim yang disebabkan oleh
difraksi rintangan tajam yang menyerap sempurna (Knife Edge Diffraction).
Gambar 10.
Difraksi pada penghalang
3.2 Hamburan oleh Troposfir (Troposphere Scatter)
Sistem komunikasi radio
yang mengunakan sifat hamburan gelombang elektromagnetik oleh partikel-partikel
troposfir yang disebut sistem tropo atau thin line troposcattering system.
Jaraknya berkisar 200 – 800 km dan frekuensi yang dipakai yaitu 300 – 30.000
MHz berada di daerah UHF dan SHF (J, Herman,1986: 4.11). Pada Gambar 11, adalah
mekanisme troposcattering.
Gambar 11.
Mekanisme hambuiran oleh troposfir.
4. Gelombang Langit (Sky Wave)
4.1 Ionosfir
Ionosfir tersusun dari
3 (tiga) lapisan , mulai dari yang terbawah yang disebut dengan lapisan D, E
dan F. Sedangkan lapisan F dibagi menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2
(yang lebih atas), seperti Gambar 12.
Gambar 12.
Lapisan ionosfir
Untuk lebih jelasnya tentang fenomena masing-masing lapisan pada ionosfir
klik tombol nama-nama lapisan ionosfir.- Lapisan D terletak sekitar 40 km – 90 km. Ionisasi di lapisan D sangat rendah, karena lapisan ini adalah daerah yang paling jauh dari matahari. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang-gelombang yang berfrekuensi rendah. Frekuensi-frekuensi yang tinggi, terus dilewatkan tetapi mengalami redaman. Setelah matahari terbenam, lapisan ini segera menghilang karena ion-ionnya dengan cepat bergabung kembali menjadi molekul-molekul.
- Lapisan E terletak sekitar 90 km – 150 km. Lapisan ini, dikenal juga dengan lapisan Kenelly–Heaviside, karena orang-orang inilah yang pertama kali menyebutkan keberadaan lapisan E ini. Setelah matahari terbenam, pada lapisan ini juga terjadi penggabungan ion-ion menjadi molekul-molekul, tetapi kecepatan penggabungannya lebih rendah dibandingkan dengan lapisan D, dan baru bergabung seluruhnya pada tengah malam. Lapisan ini mampu membiaskan gelombang dengan frekuensi lebih tinggi dari gelombang yang bisa dibiaskan lapisan D. Dalam praktek, lapisan E mampu membiaskan gelombang hingga frekuensi 20 MHz.
- Lapisan F terdapat pada ketinggian sekitar 150 km – 400 km. Selama siang hari, lapisan F terpecah menjadi dua, yaitu lapisan F1 dan F2. Level ionisasi pada lapisan ini sedemikian tinggi dan berubah dengan cepat se iring dengan pergantian siang dan malam. Pada siang hari, bagian atmosfir yang paling dekat dengan matahari mengalami ionisasi yang paling hebat. Karena atmosfir di daerah ini sangat renggang, maka penggabungan kembali ion-ion menjadi molekul terjadi sangat lambat (setelah terbenam matahari). Karena itu, lapisan ini terionisasi relatif konstan setiap saat. Lapisan F bermanfaat sekali untuk transmisi jarak jauh pada frekuensi tinggi dan mampu membiaskan gelombang pada frekuensi hingga 30 MHz.
4.2 Propagasi Gelombang dalam Ionosfir
Pada frekuensi tinggi atau daerah HF, yang
mempunyai range frekuensi 3 – 30 MHz, gelombang dapat dipropagasikan menempuh
jarak yang jauh akibat dari pembiasan dan pemantulan lintasan pada lapisan
ionospher. Gelombang yang berpropagasi melalui lapisan ionosfer ini disebut
sebagai gelombang ionosfer (ionospheric wave) (Aswoyo, 2006: 89).
Gambar 13. Propagasi Gelombang Ionosfir
5. Gelombang Permukaan Bumi (Ground Wave)
5.1 Permukaan Bumi sebagai Penumpu Gelombang Elektromagnetik
Gelombang permukaan bumi berpolarisasi vertikal,
karena setiap komponen horisontalnya akan dihubung singkat oleh permukaan bumi.
Daerah frekuensi utama gelombang ini adalah 30 kHz – 3 MHz yaitu band MF dan LF
dan konfigurasi medannya terlihat seperti pada gambar.
Perubahan kadar air mempunyai pengaruh yang besar
terhadap gelombang tanah. Redaman gelombang tanah berbanding lurus terhadap
impedansi permukaan tanah. Impedansi ini merupakan fungsi dari konduktivitas
dan frekuensi. Jika bumi mempunyai konduktivitas yang tinggi, maka redaman
(penyerapan energi gelombang) akan berkurang. Dengan demikian, propagasi
gelombang tanah di atas air, terutama air garam (air laut) jauh lebih baik dari
pada di tanah kering (berkonduktivitas rendah), seperti padang pasir. Rugi-rugi
(redaman) tanah akan meningkat dengan cepat dengan semakin besarnya frekuensi.
Karena alasan tersebut, gelombang tanah sangat tidak efektif pada
frekuensi di atas 2 MHz.
Gambar 14. Perambatan Gelombang
permukaan bumi
5.2 Propagasi Gelombang dalam Air Laut
Propagasi gelombang permukaan merupakan
satu-satunya cara untuk berkomunikasi di dalam lautan Untuk memperkecil redaman
laut, maka digunakan frekuensi yang sangat rendah, yaitu band ELF (Extremely
Low Frequency), yaitu antara 30 hingga 300 Hz. Dalam pemakaian tertentu dengan
frekuensi 100 Hz, redamannya hanya sekitar 0,3 dB per meter. Redaman ini akan
meningkat drastis bila frekuensinya makin tinggi, misalnya pada 1 GHz
redamannya menjadi 1000 dB per meter.
gas
untuk spray menyebabkan lubang di lapisan ozon
Kanker
kulit dan penyakit gangguan penglihatan seperti katarak dapat ditimbulkan dari
radiasi ultraviolet yang berlebihan. Ganggang hijau sebagai sumber makanan
alami dan mata rantai pertama dalam rantai makanan dapat berkurang akibat
radiasi ultraviolet ini. ini dapat mengganggu keseimbangan alam dan merupakan
sesuatu yang sangat merugikan buat kehidupan makhluk hidup di Bumi.
Sinar ultraviolet juga dapat dihasilkan oleh
proses internal atom dan molekul. Sinar ultraviolet juga dapat dimanfaatkan
dalam proses sterilisasi makanan dimana kuman dan bakteri berbahaya di dalam
makanan dapat dimatikan.
Sinar-X
Sinar-X dikenal luas dalam dunia kedokteran
sebagai sinar Rontgen. Dipakai untuk memeriksa organ bagian dalam tubuh. Tulang
yang retak di bagian dalam tubuh dapat terlihat menggunakan sinar-X ini.
Sinar-X berada pada rentang frekuensi 300 juta
GHz (10 pangkat 17) dan 50 miliar GHz (10 pangkat 19). Penemuan sinar-X
dianggap sebagai salah satu penemuan penting dalam fisika. Sinar-X ditemukan
oleh ahli fisika Jerman bernama Wilhelm Rontgen saat sedang mempelajari sinar
katoda. Cara paling umum untuk memproduksi sinar-X adalah melalui mekanisme
yang disebut bremstrahlung atau radiasi perlambatan. Mekanisme ini yang
ditempuh oleh Rontgen saat pertama kali menghasilkan sinar-X. Dalam teori
radiasi gelombang elektromagnetik diketahui bahwa muatan listrik yang
dipercepat (atau diperlambat) akan menghasilkan gelombang elektromagnetik. Selain
melalui radiasi perlambatan, sinar-X juga dihasilkan dari proses transisi
internal elektron di dalam atom atau molekul.
foto
hasil penyinaran sinar-X
Sinar
Gamma
produksi
sinar gamma oleh inti atom
Sinar
gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi (dan
karenanya juga energi) yang paling besar. Sinar gamma memiliki rentang
frekuensi dari 10 pangkat 18 sampai 10 pangkat 22 Hz. Sinar gamma dihasilkan
melalui proses di dalam inti atom (nuklir).
·
Makalah
·
Microwave oven repair
·
Spektrum
·
Gamma Ray
·
Science Blogs
·
Spectrum
·
Ultraviolet
·
Sinar X
·
Makalah
·
Microwave oven repair
·
Spektrum
·
Gamma Ray
ELEKTROMAGNETIK
A. 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
1. 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.
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.
B. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet den medan listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus.
Terjadinya gelombang elektromagnetik
Pertama, arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Ini dikenal sebagai gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.
Kedua, medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnet. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry.
Dari kedua prinsip dasar listrik magnet di atas dan dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan. Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi. Dengan demikian Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Usulan Maxwell ini kemudian menjadi hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.
Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.
Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.
C. POLARISASI CAHAYA
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar.
atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yakni jika cahaya itu bergerak beroscillasi dengan arah tertentu.
Terjadi akibat peristiwa berikut :
1. Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan Brewster
2. Polarisator karena penyerapan selektif
3.Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO3),kuarsa,mike,kristal gula,topaz,dan es.
Polarisasi cahaya adalah penguraian cahaya,gambar arah cahayanya merambat lurus.
A. 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
1. 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.
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.
B. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet den medan listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus.
Terjadinya gelombang elektromagnetik
Pertama, arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Ini dikenal sebagai gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.
Kedua, medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnet. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry.
Dari kedua prinsip dasar listrik magnet di atas dan dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan. Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi. Dengan demikian Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Usulan Maxwell ini kemudian menjadi hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.
Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.
Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.
C. POLARISASI CAHAYA
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar.
atau polarisasi optik adalah salah satu sifat cahaya yakni jika cahaya itu bergerak beroscillasi dengan arah tertentu.
Terjadi akibat peristiwa berikut :
1. Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan Brewster
2. Polarisator karena penyerapan selektif
3.Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO3),kuarsa,mike,kristal gula,topaz,dan es.
Polarisasi cahaya adalah penguraian cahaya,gambar arah cahayanya merambat lurus.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar