Radiasi Elektromagnetik - Spektrum, Sumber, Manfaat, Bahaya

Konsep dasar fisika mengenai radiasi elektromagnetik
Konsep dasar fisika mengenai radiasi elektromagnetik.
Daftar Isi

Spektrum

Teman-teman yang sudah sampai materi ini seharusnya paham bahwa energi bisa ditransfer dengan cara yang beragam.

Mulai dari yang gampang banget, seperti mendorong benda supaya bergerak (usaha secara mekanis).

Piston yang menggerakkan kendaraan akibat tekanan dari panas (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, di saat pertama kali mendengar kata radiasi, biasanya kita kerap berpikir mengenai hal yang merugikan.

Namun sejatinya tidak begitu, mengingat radiasi itu sendiri mirip seperti tiga hal sebelumnya.

Yakni dapat diartikan sebagai perpindahan energi, bisa dalam bentuk gelombang ataupun partikel. Salah satunya menggunakan gelombang elektromagnetik.

Sekarang pandangan kita perlu diruncingkan sedikit mengenai topik yang akan dipaparkan.

Elektromagnetik yang dimaksud pada bahasan kali ini bukan berfokus ke interaksi antara fenomena kelistrikan dan kemagnetan.

Melainkan dianggap suatu gelombang dari medan listrik dan magnet secara satu kesatuan.

Beragam Gelombang Elektromagnetik

Nah, terlepas dari itu semua, kalian pernah kan melihat pelangi atau minimal tahu tentang pelangi?

Sangat jelas kalau pelangi merupakan fenomena di mana seseorang dapat melihat warna-warni di langit.

Dapat Dilihat Mata

Ingat! Bahwa apa yang kita lihat merupakan cahaya yang masuk ke dalam mata kita.

Di samping itu, biasanya secara tidak sengaja suka terlihat 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?

Padahal kan warna sinar matahari seperti yang ditunjukkan pada fenomena tadi gak warnanya gak beragam.

Oke, kalau pertanyaan kayak gitu, berarti kita sepakat bahwa warna pelangi muncul karena 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 mengenai gelombang cahaya.

Catatan: Saya sarankan banget buat baca materinya, supaya dapat bayangan mengenai maksud pembiasannya.

Pada pembahasan tersebut, apabila suatu cahaya yang melalui dua medium berbeda, maka akan mengalami pembelokkan.

Berbeloknya gelombang ini menyebabkan adanya penyusutan panjang gelombang.

Penyusutan itu terjadi lalu menghasilkan beberapa gelombang dengan panjang yang tidak sama.

Dari situlah munculnya warna yang berbeda-beda pada pelangi.

Artinya cahaya sebagai gelombang elektromagnetik mempunyai rentang panjang gelombang yang bervariasi.

Tidak Nampak

Fenomena lain juga pernah ditemukan oleh Heinrich Hertz mengenai apa yang kita kenal saat ini sebagai gelombang radio.

Yaitu gelombang yang umumnya digunakan untuk keperluan komunikasi jarak jauh serta tanpa kabel.

Sebagai contoh, buat transmisi saluran TV dan untuk siaran radio. Telepon genggam juga pakai gelombang satu ini.

Dengan demikian, cahaya bukanlah satu-satunya gelombang elektromagnetik. Sebenarnya, masih ada yang lainnya.

Seperti contoh, sinar x untuk rongsen, infrared kalau jaman dulu buat transfer data.

Interval Spektrum

Rentang panjang gelombang atau frekuensi dari gelombang elektromagnetik ini dinamakan sebagai spektrum.

Dan gelombang-gelombang atau sinar-sinar sebelumnya memiliki rentang panjang gelombangnya masing-masing.

Spektrum gelombang elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik

Sesuai namanya, gelombang, artinya ada yang berosilasi. Lalu elektromagnetik, maka ada efek listrik dan magnet dalam perambatannya.

Mungkin di antara kalian berpikir jika medan listrik dan magnet menginduksikan satu sama lain, medan listrik → medan magnet \→ medan listrik.

Kalau begitu seharusnya ada keterlambatan atau delay antara medan listrik dan magnet.

Tapi sejatinya tidak seperti itu, gelombang elektromagnetik merupakan suatu satu kesatuan.

Persamaan

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

Rumus Kelajuan Cahaya

Kelajuan gelombang elektromagnetik, besarnya dipengaruhi oleh sifat mediumnya, yaitu permitivitas ε dan permeabilitasnya μ.

Kedua hal itu merupakan ukuran suatu medium, secara garis besarnya mirip seperti, seberapa "kooperatif" medium untuk dilalui medan tersebut.

Di ruang hampa besar kelajuannya adalah:

c = \frac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}}

Sumber dan Manfaat

Apa aja sih yang bisa menghasilkan gelombang elektromagnetik? Dan kira-kira apa saja kegunaannya? Biar pada tahu, kita lanjut pembahasannya.

Penghasil Cahaya

Sumber yang paling mencolok banget dan sering kita sebut yaitu cahaya. Seperti lampu, senter, sinar matahari merupakan salah satu sumber cahaya.

Pemanfaatannya dari cahaya ini sangat beragam di antaranya:

  • Pastinya sebagai penerang.
  • Sumber listrik dengan panel surya.
  • Isyarat rambu lalu lintas.
  • Sumber kehangatan.

Pembangkit Isyarat

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. Karena makanan itu panas gak hanya kulitnya tapi isinya juga.

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, tujuannya buat mendeteksi adanya objek disekitar.

Jadi, transmitter atau pemancar akan memancarkan gelombang radio yang kemudian dipantulkan oleh sebuah objek. Lalu kembali diterima oleh receiver atau penerima.

Dalam bidang medis, mulai dari proses disinfeksi hingga pengobatan dalam dilakukan menggunakan sinar gamma.

Salah satunya untuk menangani pasien yang terkena tumor.

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.

Lumayan Bahaya

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.

Dampaknya mulai dari penuaan dini sampai-sampai ke kanker kulit kalau kelamaan.

Sangat Bahaya

Kalau yang mengerikannya adalah sinar x dan sinar gammar, karena jika terpapar lebih lanjut bahanya gak main.

Akibatnya bisa merusak sel tubuh hingga mengalami kanker, bahkan mengalami mutasi. Tunggu, emangnya mutasi bahaya?

Oh jelas ketidaknormalan manusia saat lahir adalah salah satu akibatnya.

Penggunaan sinar bisa menjadi bumerang bagi pasiennya jika tidak tepat sasaran.

Label

Komentar

Search icon