Memahami gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa adanya medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa sifat yang dapat diukur yaitu: panjang gelombang, frekuensi, amplitudo, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi suatu gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak.
Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang melewati suatu titik dalam satuan waktu. Frekuensi tergantung pada kecepatan rambat gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang gelombangnya, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek gelombangnya, semakin tinggi frekuensinya.
Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh seluruh massa di alam semesta pada berbagai tingkatan. Semakin tinggi tingkat energi pada sumber energi, semakin pendek panjang gelombangnya dan semakin tinggi frekuensi energi yang dihasilkan. Karakteristik energi gelombang yang berbeda digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
Sifat gelombang elektromagnetik
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa berikut adalah beberapa ciri-ciri gelombang elektromagnetik:
- Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga kedua medan tersebut mempunyai nilai maksimum dan minimum pada waktu dan tempat yang sama.
- Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
- Dari ciri nomor 2 terlihat bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
- Seperti gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami pemantulan, pembiasan, kombinasi (interferensi) dan pembelokan atau hamburan (distorsi). Selain itu juga mengalami fenomena polarisasi karena merupakan gelombang transversal.
- Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat listrik dan magnet dari medium yang dilaluinya.
- Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak diperlukan media untuk propagasi).
- Kecepatan dalam ruang hampa adalah 3 x 108 m/s.
- Tidak terpengaruh oleh medan magnet dan medan listrik karena gelombang elektromagnetik tidak membawa muatan listrik.
- Dapat mempengaruhi pelat film.
Sumber gelombang elektromagnetik
- Osilasi listrik.
- Sinar matahari ® menghasilkan sinar ultraviolet.
- Lampu Mercury ® menghasilkan radiasi infra merah.
- Penembakan elektron dalam tabung vakum pada sepotong logam menghasilkan sinar-X (digunakan untuk sinar-X).
- Inti nuklir yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
Spektrum gelombang elektromagnetik
Susunan segala bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Diagram spektrum elektromagnetik di bawah ini disusun berdasarkan panjang gelombang yang lebih tinggi dan frekuensi yang lebih rendah, seperti gelombang radio, hingga energi yang lebih tinggi, panjang gelombang yang lebih pendek, dan frekuensi yang lebih tinggi seperti radiasi sinar-X dan sinar gamma. Namun cepat rambat semua gelombang tersebut di ruang angkasa adalah sama, yaitu 3 x 108 m/s.
Keuntungan gelombang elektromagnetik
Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari yaitu :
- Gelombang Radio: Banyak digunakan untuk komunikasi dan penyebaran informasi dan berita (stasiun radio dan televisi).
- Microwave: Digunakan untuk komunikasi, memasak, dan radar. Radar (Radio Detection and Ranging) digunakan untuk mengukur jarak objek target dari radar.
- Sinar infra merah: Digunakan dalam bidang kesehatan, digunakan untuk mendeteksi masalah peredaran darah, arthritis dan kanker. Radiasi inframerah juga dapat digunakan pada alarm pencuri.
- Cahaya Tampak : Dengan cahaya tampak kita dapat melihat benda-benda di sekitar kita sebagai hasil pantulan cahaya tampak.
- Sinar ultraviolet: Seiring dengan teknik spektroskopi, sinar ini digunakan untuk menentukan unsur-unsur yang ada dalam suatu bahan. Ekstrak tumbuhan membutuhkan sinar UV dan dapat membunuh kuman penyakit kulit.
- Sinar-X: Sinar-X ini biasa digunakan dalam bidang medis untuk menggambarkan posisi tulang dalam tubuh, terutama untuk mengetahui patah tulang.
- Sinar gamma: Dapat menembus beberapa sentimeter pelat timah atau pelat besi.
Contoh gelombang elektromagnetik
Energi radio adalah bentuk energi elektromagnetik tingkat terendah, dengan panjang gelombang berkisar dari ribuan kilometer hingga kurang dari satu meter. Kegunaan yang paling umum adalah komunikasi, eksplorasi ruang angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di kutub, dan memantau atmosfer. Panjang gelombang radar berkisar antara 0,8-100 cm.
Panjang gelombang radiasi gelombang mikro berkisar antara 0,3-300 cm. Pemanfaatannya terutama pada bidang komunikasi dan ruang terbuka, memasak, dan pengiriman informasi melalui sistem PJ aktif. Dalam sistem PJ aktif, pulsa gelombang mikro ditembakkan ke suatu target dan pantulan diukur untuk mempelajari sifat-sifat target. Contoh penerapannya adalah Tropical Rainfall Measurement Missions (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi gelombang mikro yang dipancarkan dari spektrum elektromagnetik atmosfer bumi untuk memperkirakan uap air, kandungan air di awan, dan besarnya curah hujan diukur.
Kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki emisi inframerah dari tubuh. Gambar inframerah khusus yang disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi, dan kanker. Radiasi inframerah juga dapat digunakan sebagai alarm pencuri. Pencuri akan mematikan lampu dan menyembunyikan alarm tanpa sepengetahuan mereka. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi infra merah yang dihasilkan oleh LED (Light Emitting Diode) pada unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh menggunakan remote control.
Ekstrak tumbuhan membutuhkan sinar UV dan dapat membunuh kuman penyakit kulit.
Sinar-X biasa digunakan dalam bidang medis untuk menggambarkan posisi tulang dalam tubuh, khususnya untuk mengetahui patah tulang. Namun sebaiknya berhati-hati dalam menggunakan sinar-x karena penggunaan sinar-x dalam jangka panjang dapat merusak sel-sel jaringan manusia.
Rumus gelombang elektromagnetik
Perambatan gelombang elektromagnetik yang cepat
Hubungan antara kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dan kekuatan medan listrik dan kekuatan medan magnet
Demikianlah artikel duniapendidikan.co.id mengenai Elektromagnetik: Manfaat, Rumus, Spektrum, Sumber Radiasi, Sifat, Efek, Contoh, Khasiat, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semua.
