Radiasi Elektromagnetik

Konsep dasar fisika mengenai radiasi elektromagnetik
Konsep dasar fisika mengenai radiasi elektromagnetik.

Spektrum

Sampai sini kita telah melihat bahwa energi bisa ditransfer dengan cara yang beragam, mulai dari, kita mendorong benda supaya bergerak (usaha secara mekanis), piston yang bergerak akibat dipanaskan (usaha oleh energi panas atau kalor), begitu juga lampu di rumah kita yang menyala karena ada beda potensial (usaha oleh fenomena kelistrikan).

Di samping itu, ketika kita pertama kali mendengar kata radiasi, biasanya kita kerap berpikir mengenai hal yang merugikan, namun sejatinya tidak begitu, mengingat radiasi itu sendiri sama seperti tiga hal sebelumnya yang dapat diartikan sebagai perpindahan energi, bisa dalam bentuk gelombang ataupun partikel, salah satunya adanya gelombang elektromagnetik.

Sekarang pandangan kita perlu diruncingkan sedikit, elektromagnetik yang kita bahas kita kali ini bukan berfokus ke interaksi antara fenomena kelistrikan dan kemagnetan, melainkan suatu gelombang dari medan listrik dan magnet secara satu kesatuan.

Nah, terlepas dari itu semua, kalian pernah kan melihat pelangi atau minimal tahu tentang pelangi, dan nampak kalau pelangi merupakan fenomena di mana kita dapat melihat warna-warni di langit.

Ingat! Bahwa apa yang kita lihat merupakan cahaya yang masuk ke dalam mata kita. Di samping itu, kita tidak sengaja sering lihat sinar matahari menembus celah-celah pepohonan menuju permukaan tanah, atau melihat sinar matahari yang melalui celah lubang suatu, misal asbes, fiber, atau baja ringan.

Dan kita selalu melihat warna cahaya tersebut putih kekuningan, pertanyaannya bagaimana warna-warni pelangi itu muncul? Oke, kalau kita bertanya kayak gitu, berarti kita sepakat bahwa warna pelangi muncul oleh cahaya matahari.

Pelangi muncul karena ada proses pembiasan ketika cahaya yang melintas melalui suatu droplet air, cahaya yang melalui droplet tersebut juga mengalami pemantulan di permukaan dalam droplet. Nah, sekarang ingat lagi fenomena pembiasan atau refraksi di pembahasan tentang gelombang cahaya.

Pada pembahasan tersebut, apabila suatu cahaya yang melalui dua medium berbeda, maka akan mengalami pembelokkan (kalau mau tau kenapa belok, langsung buka aja pembahasannya), sehingga ada penyusutan panjang gelombang.

Dan panjang gelombang tersebut mewakili masing-masing warna pada pelangi, artinya cahaya sebagai gelombang elektromagnetik mempunyai rentang panjang gelombang tertentu.

Fenomena lain juga pernah ditemukan oleh Heinrich Hertz mengenai apa yang kita kenal saat ini sebagai gelombang radio, yang memiliki kecepatan serupa dengan kecepatan cahaya. Dengan demikian, cahaya bukanlah satu-satunya gelombang elektromagnetik, dan masih banyak lagi.

Seperti contoh, sinar x untuk rongsen, infrared, kalau jaman dulu buat transfer data, gelombang radio buat transmisi saluran TV dan untuk radio, dan masih banyak lagi.

Rentang panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik ini dinamakan sebagai spektrum, dan gelombang-gelombang, sinar-sinar sebelumnya memiliki rentang panjang gelombangnya masing-masing

Spektrum gelombang elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik

Sesuai namanya, gelombang, artinya ada yang berosilasi, elektromagnetik, ada efek listrik dan magnet dalam perambatannya, mungkin diantara kalian berpikir jika medan listrik dan magnet menginduksikan satu sama lain, medan listrik \rightarrow medan magnet \rightarrow medan listrik.

Kalau begitu seharusnya ada keterlambatan atau delay antara medan listrik dan magnet. Oke kita sekarang sepakat saja kalau gelombang elektromagnetik merupakan suatu satu kesatuan.

Gelombang ini dideskripsikan bahwa medan listrik E berosilasi saling tegak lurus terhadap medan magnet B
E = E_{\text{max}}\sin(kx-\omega t)
B = B_{\text{max}}\sin(kx-\omega t) .

Dua gelombang medan listrik dan magnet yang menyusun gelombang cahaya

Kelajuan gelombang elektromagnetik, besarnya dipengaruhi oleh sifat mediumnya, yaitu permitivitas \varepsilon_0 dan permeabilitasnya \mu_0, yang merupakan ukuran suatu medium, secara garis besarnya mirip seperti, seberapa "kooperatif" medium untuk dilalui medan tersebut
c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0\varepsilon_0}} .

Sumber dan Manfaat

Yang paling mencolok banget dan sering kita sebut yaitu cahaya, berarti lampu, senter, sinar matahari merupakan salah satu sumber cahaya.

Nah terus kalian tahu microwave oven kan? Dari namanya aja udah jelas, yaitu gelombang mikro, jadi pemanas ini menggunakan gelombang elektromagnetik buat memanaskan makanan di dalamnya.

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik apda microwave

Kenapa pake gelombang mikro? Karena tingkat penetrasinya yang tinggi, kalian paham kalau dijemur pakai cahaya (misal matahari) bakal panas tapi butuh waktu lama, kalau bentar paling cuman lapisan luarnya aja, dalamnya enggak, alias dalemnya enggak matang.

Kemudian rangkaian osilator LC juga bisa menghasilkan gelombang ini pada spektrum gelombang radio, biasanya digunakan untuk pemancar, kalau anak-anak telekomunikasi pasti paham banget nih.

Kalau di militer gelombang radio juga bisa digunakan untuk radar, buat mendeteksi adanya objek disekitar. Jadi, transmitter atau pemancar akan memancarkan gelombang radio yang kemudian dipantulkan oleh objek tersebut dan kembali diterima oleh receiver atau penerima.

Bahayanya

Di samping banyaknya kegunaan dari radiasi gelombang elektromagnetik, ada juga bahaya yang ditimbulkan oleh radiasi gelombang ini, ya seperti hidup, ada kekurangan ada kelebihan....., ah sudahlah.

Tingkat bahayanya beragam dari mulai yang kelihatan sepele sampe kaya adegan di film-film. Kalian pernah dengar sunblock kan, tujuannya adalah supaya kulit kita tidak terbakar saat berjemur diri, kok bisa?

Karena sinar matahari tidak hanya mengandung spektrum cahaya tampak tapi juga ada infrared dan sinar ultraviolet.

Kalau yang mengerikannya adalah sinar x dan sinar gammar, karena jika terpapar lebih lanjut bahanya gak maen, karena bisa merusak sel tubuh hingga mengalami kanker, hingga mengalami mutasi, apakah mutasi bahaya? Oh jelas ketidaknormalan manusia saat lahir adalah salah satu akibatnya.

Buat kalian yang bertanya, apa manfaat sinar gammar sebelumnya, jadi sinar ini bisa digunakan untuk melakukan disinfeksi, hingga pengobatan.

Label
< Materi SebelumnyaKonsep Pengukuran
Search icon