SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DAN APLIKASINYA DALAM
KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Telah kita ketahui bersama bahwa cahaya matahari merupakan salah satu bentuk spektrum gelombang elektromagnetik yang tergolong dalam bentuk cahaya tampak. Cahaya matahari bukanlah satu-satunya bentuk dari gelombang elektromagnetik, masih ada jenis dari spektrum lain yang memiliki fungsi dan peran yang disesuaikan dengan sifat dan akteristik setiap spektrum gelombang elektromagnetik
Setelah meningalnya maxwell sekitar tahun 1887 Hertz melanjutkan penelitian mengenai gelombang yang telah dihipotesiskan sebelumnya oleh maxwell. Hertz secara sukses menemukan dan mendeteksi radio dengan menggunakan frekuensi gelombang elektromagnetik. Pada saat itu diketahui bahwa gelombang radio dan cahaya tampak adalah gelombang elektromagnetik. Sekarang telah diketahui beberapa bentuk lain dari gelombang elektromagnetik yang dibedakan berdasarakn dengan perbedaan frekwensi dan panjang gelombang. Dalam bentuk hubungan matematis persamaan dapat dituliskan sebagai :
Dimana;
C = cepat rambat gelombang (m/s)
F = frekuensi(hz), dan
λ = panjang gelombang
Spektrum gelombang elektromagnetik dapat diurutkan berdasarkan dari frekewensi yang paling rendah hingga frekwensi paling tinggi yang kemudian dimaanfaatkan pada berbagai bidang kehidupan sesuai karakteristiknya.
Coba amati gambar diatas. Apa yang anda dapat ketahui dari gambar tersebut? Dari gambar kita dapat lihat bahwa pada gelombang elektromagnetik panjang gelombang berpengaruh terhadap frequensinya. Jenis GEM yang mempunyai panjang gelombang terpanjang maka frequensinya pasti lebih kecil dan berlaku sebaliknya. seperti pada gambar 3.0 gelombang radio memiliki panjang gelombang terpanjang tetapi frequensinya terkecil berkebalikan dengan sinar gamma yang memeiliki panjang gelombang terpendek tetapi memeilki frequensi terbesar.
1. Gelombang Radio
Pernakah anda mendengarkan radio atau menonton TV? Sesuai dengan namanya gelombang radio digunakan untuk membawa isyarat bunyi dan isyarat gambar melalui jarak yang jauh. Seperti namanya gelombang ini dalam kehiduan sehari-hari diaplikasikan pada radio dan TV yang sering kalian tonton dirumah. Gelombang elektromagnetik ini mempunyai panjang gelombang yang bervariasi ada 15 cm atau sepanjang botol minuman, seukuran mobil, sepanjang kapal, gunung bahkan sepanjang diameter bumi kita dengan rentang antara 10 mm sampai 30.000 km. Gelombang radio dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer yang ada diatmosfer dan cara membawa isyarat bunyi tersebut dengan mengadakan perubahan amplitudo atau AM (amplitudo modulation).
Gelombang radio memilki klasifikasi tersendiri untuk di aplikasikan dalam kehidupan, mulai dari panjang gelombang jangkauan rendah sampai yang tertinggi. untuk hal ini amati radio dirumah anda! pada radio, di pengaturan frequensi radio terdapat singkatan-singkatan seperti LW, MW dan SW ini menunjukkan tingkat panjang gelombang dari gelombang radio dan istilah VHF dan UHF utuk jenis frequensi gelombang. LW untuk gelombang panjang, MW untuk gelombang menengah, SW gelombang yang lebih pendek. VHF dan UHF menyatakan jenis frequensi gelombang dari radio dengan VHF adalah gelombang frequensi tinggi dan UHF untuk frekuensi yang lebih tinggi. Nah karena terdapat perbedaan karakter pasti terdapat juga perbedaan fungsi. sekarang LW, MW dan SW digunakan sebagai gelombang untuk pemancar radio sedangkan VHF dan UHF digunakan pemancar saluran televisi. Untuk gelombang tipe VHF dan UHF ini memiliki frekuensi sekitar 108hertz, gelombang elektromagnetik dapat menembus lapisan ionosfer. Sebagai alat komunikasi diperlukan jasa satelit untuk menangkap gelombang itu dan memancarkannya lagi ke tempat-tempat yang lebih jauh. selain itu ada juga VLW(very long wave), gelombang dengan panjang gelombang 104-105dengan frequensi 0.0003- 30000 hz yang digunakan untuk pengiriman pesan ke kapal selam.
2. Gelombang mikro
Pernakah anda melihat benda seperti diatas? tahukah anda fungsi dan cara kerja alat tersebut? Mikro wave merupakan salah satu aplikasi dari gelombang mikro, mikrowave berfungsi layaknya open untuk memanggang makanan. Mikrowave bekerja dengan menggunakan arus listrik, ketika alat ini dihidupkan maka arus akan mengalir dan mengaktifkan magneton yaitu bagian yang merubah arus listrik menjadi radiasi gelombang mikro, gelombang mikro kemudian diarahkan dengan antena ke dalam waveguide dan mengenai makanan pada bagian dalam mikrowave. Gelombang mikro akan diserap oleh oelh makanan sehingga makanan menjadi memanas dalam selang waktu yang sangat singkat.
Gelombang mikro (mikrowaves) masih termasuk ke dalam gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz dan dengan panjang gelombang 1mm sampai 1 m..
Selain dari mikrowave gelombagn mikro juga di manfaatkan dalam 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. inframerah
Pernakah anda menemukan benda seperti diatas ?pernakah anda mengamati benda tersebut ?bagaimana remote tv dapat digunakan untuk mematikan dan menghidupkan tv ? benda diatas yaitu remote dan sensor panas merupakan salah satu pengaplikasian gelombang elektromagnetik dalam teknologi, gelombang elektromagnetik ini dikenal dengan nama inframerah. Pada remote TV inframerah digunakan sebagai alat untuk komunikasi atau perantara nirkabel antara remote ke TV. Ketika anda menekan tombol pada remote maka remote akan mengirim sinar inframerah ke perangkat elektronik berupa kode dan akan diterima oleh perangkat elektronik untuk segerah mengfungsikan komponen yang dimasutkan sesuai kode yang diterima. Tak hanya remote dan alat sensor sinar inframerah juga dapat ditemuakn pada hanphone jenis lama pada jaman sebelum diperkenalkannya fitur bluetooth dan juga dapat ditemukan dibidang-bidang lain sepertihalnya pada bidang kesehatan yang biasanya dimaanfatkan sebagai alat kesehatan seperti untuk meningkatkan sirkulasi mikro. Meningkatkan metabolisme tubuh., membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena asam urat yang tinggi.
Sinar inframerah (infrared/IR) termasuk dalam gelombang elektromagnetik yang berada dalam rentang frekuensi 300 GHz sampai 40.000 GHz (10 pangkat 13) dan panjang gelombang 0.001 - 1 mm . Sinar inframerah dihasilkan oleh proses di dalam molekul dan benda panas akibat aktivitas (getaran) atomik dan molekuler di dalamnya dan 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.
Pada 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.
4. Cahaya tampak
Tahukah kalian bahwa diantara spektrum gelombang elektromagnetik hanya cahaya tampak yang dapat dilihat oleh manusia?. Spektrum frekuensi sinar tampak berisi frekuensi dimana mata manusia peka atau dapat melihatnya. 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 seperti cahaya matahari.
cahaya tampak memiliki warna-warna yang dapat dibagi lagi dan memilki panjang dan frequensi yang berbeda, semuanya terdiri dari tujuh spektrum warna yaitu: merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu.
sekarang muncul pertayaan apakah aplikasi dari sinar tampak ini bagi manusia ? mebuat kita manusia dapat melihat benda. Yah. benar..tapi hanya itu kah?. tidak adakah pertanyaan lain misalnya coba amati gambar dibawah dan coba buat pertayaan
Sekarang pertayaan yang muncul, apakah persamaan dari gambar-gambar tersebut?sama-sama merupakan bagian dari kendaraan ''. ..bukan yang benar adalah baik itu lampu stop motor mobil maupun lampu lalu lintas sama-sama menggunakan warna merah. kemudian muncul pertayaan lagi mengapa berwarna merah ?. hal tersebut, berhubungan dengan panjang gelombang dimana warna merah adalah spektrum cahaya tampak dengan panajng gelombang terpanjang sehingga mempercepat manusia berpokus pada warna itu, itulah mengapa kita pada saat mengandari sepeda motor seketika dapat menyadari ketika kendaraan didepan kita tiba-tiba berhenti atau lampu lalu lintas yang tiba-tiba berwarna merah dari jarak jauh.
5. Sinar ultraviolet
Rentang frekuensi sinar ultraviolet (ultraungu) membentang dalam kisaran 80.000 GHz sampai puluhan juta GHz (10 pangkat 17).Sinar ultraviolet terdapat dalam sinar matahari. Sinar ini tak tampak oleh mata tetapi dapat merusakkan retina mata. Bila kita terlalu lama kena sinar matahari, kulit kita lebih gelap karena radiasi sinar ultraungu dan pada taraf yang tinggi dapat menyebabkan kanker kulit
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.
Walapun kedengarannya berbahaya sinar ultraviolet ini masih dapat dimaanfaatkan dalam kehidupan. Salah stu maanfatnya adalah digunakan dalam bidang kesehatan terutama bagian instansi sebagai sterilisator alat-alat dan ruang operasi selain itu digunakan juga pada pabrik-pabrik pengelolahan air minum seperti aqua sebagai alat mensterilkan air dari segala jenis bakteri dan patogen penyebab penyakit pada air.
5. Sinar x
"sinar x" dinamakan oleh penemunya Wilhelm Conrad Rontgen (1845-1923).Ilmuwan Jerman pada November 1895 yang tanpa sengaja menemukan sebuah sinar dari proses mempelajari dan meneliti pancaran electron dari tabung katode karena tidak di kenal dalam ilmu pengetahuan,maka Rontgen memberikan nama dengan sinar x. sinar x merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang gelombang 10-8 sampai 10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 -1021 Hz.
suatu kasus disebuah rumah sakit merawat pasien yang diduga menderita penyakit pada bagian tulang, tapi masalah yang dihadapi dokter bahwa ketidakpastian posisi dari tulang tersebut, "pertayaan" haruska dilakukan operasi?ya (untuk yang gaptek), disinilah maanfaat ditemukannya sinar x, sinar x memiliki kemampuan atau karakteristik yang dapat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang pasien tanpa mengoperasi selain itu bagian lain juga dapat di lihat seperti kondisi gigi,dan bahkan logam, hal ini seing disebut dengan istilah ’Foto Rontgen’
6. Sinar gamma
Sinar gamma merupakan spektrum gelombang elektromagnetik yang mempunyai pnjang gelombang terpendek tetapi memiliki frekuensi dan tingkat energi yang paling besar dari spektrum gelombang yang lain .Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gamma dan sinar X dari energi yang sama, keduanya untuk radiasi elektromagnetik yang sama, seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gamma dibedakan dengan sinar X oleh asal mereka. Sinar gamma adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari beberapa transisi nuklir, ada penindihan antara apa yang kita sebut sinar gamma energi rendah dan sinar-X energi tinggi.
Bakteri dan serangga bersaing dengan manusia untuk memperoleh makanan. Manusia, bakteri, dan serangga sama-sama suka makan nasi, daging, sayur, dan susu. Sayangnya, bakteri sering mencuri makanan yang disimpan manusia. Yap, makanan yang disimpan jadi busuk dan beracun gara-gara dimakan bakteri dan serangga. Padahal, manusia harus menyimpan makanan untuk persediaan hari esok. Apakah ada cara ampuh untuk mengusir bakteri dan serangga?nah untuk hal ini sinar gamma dapat diandalkan , sejumlah peneliti telah mengembangkan sebuah alat dengan menggunakan sinar gamma untuk membunuh bakteri jahat dan serangga yang merusak makanan. Makanan yang disinari sinar gamma disebut makanan iradiasi. Bagaimana makanan iradiasi dibuat? Makanan iradiasi dibuat dengan super hati-hati. Karena sinar gamma hanya dapat diperoleh dari bahan radioaktif yang sangat berbahaya. Bahan radioaktif ditaruh dalam kotak berlapis timah super tebal. Kotak berdinding tebal ini disebut mesin penghasil sinar gamma. Ilmuwan harus memakai baju anti radiasi saat mengutak-atik mesin sinar gamma. Makanan lalu dimasukkan dalam ruangan berlapis timah. Makanan dihadapkan pada mesin penghasil sinar gamma.
Lalu, sinar gamma disorotkan ke makanan selama sedetik. Hasilnya? 99 persen bakteri dan serangga langsung mati!
Tapi tidak seperti pegadaian yang mengatasi masalah tanpa masalah penggunaan sinar gamma ini tetap saja dapat mendatangkan masalah, dalam hal jika penggunaanya berlebih dan over dosis dari standar maxsimal penggunaannya karena sinar gamma ini masih tergolong zat radio aktif yang dapat mengakibatkan efek samping ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada manusia seperti berikut : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare, Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya denyut jantung atau nadi, Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih yang jumlahnya berkurang.
selain dari fungsi diatas sinar gamma juga berfungsi di bidang lain yaitu dibidang Industri, untuk mengetahui struktur logam, pertanian, untuk membuat bibit unggul, teknik nuklir, untuk membuat radio isotop, kedokteran, untuk terapi dan diagnosis dan farmasi, untuk sterilisasi.
EmoticonEmoticon