MAKALAH FISIKA KELAS 12 : ELEKTROMAGNETIK

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Di zaman sekarang berbagai jenis makanan bisa ditemukan di kalangan masyarakat, manusia dengan cepat dapat menciptakan makanan dengan nama menu yang baru. Dengan hadirnya beberapa jenis makanan baru, tentu mengakibatkan pola makan manusia menjadi tidak teratur. Kebanyakan manusia lebih memilih membeli makanan langsung jadi daripada memasak dirumah karena didorong oleh ambisi untuk berkarir. Makanan yang dibeli sehari-hari  belum tentu sehat, karena kebanyakan jenis makanan yang dibeli merupakan olahan pabrik atau industri bahan makanan. Dalam proses pengolahan makanan ini tentu tidak terlepas dari pencampuran bahan-bahan kimia.

Dengan adanya pencampuran bahan-bahan kimia yang berlebihan ke dalam makanan, ini dapat membahayakan dan menimbulkan berbagai penyakit dalam tubuh manusia. Pemberian zat pengawet dan pewarna yang berlebihan salah satunya dapat menyebabkan penyakit kanker. Penyakit kanker ini sangat membahayakan manusia, karena sel-sel kanker dapat menyerang seluruh bagian tubuh baik di bagian luar dan bagian dalam tubuh manusia.

Berbagai cara dilakukan untuk mencegah ataupun mengobati penyakit kanker ini. Pengobatannya memerlukan biaya yang cukup besar, ada cara yang mudah dan efektif untuk mencegah penyakit kanker diantaranya seperti, makan makanan yang mengandung banyak serat, mengurangi  makan gorengan dan juga makanan yang mengandung protein dan lemak yang tinggi, menggunakan pengobatan herbal dan sekarang pencegahan penyakit kanker dapat menggunakan manfaat radiasi gelombang elektromagnetik seperti sinar gamma. Terapi dengan menggunakan radiasi sinar banyak digunakan untuk mencegah dan mengobati penyakit kanker.

Berdasarkan paparan di atas maka saya membuat makalah yang berjudul “Pemanfaatan sinar gamma dalam penghambatan sel kanker dalam tubuh manusia”, sebagai acuan dan solusi untuk masyarakat terhadap pencegahan kanker dengan menggunakan gelombang elektromagnetik.

–    Pengertian Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat. Ciri dari setiap gelombang adalah gelombang merambatkan energi. Pada gelombang mekanik, hal ini diperlihatkan ketika energi yang dirambatkan melalui gelombang air mampu memindahkan gabus yang semula terapung tenang di atas permukaan air. Olengnya kapal dilaut yang sering kali disebabkan oleh ombak laut membuktikan adanya sejumlah energi yang dibawa oleh gelombang. Panas matahari yang terasa di bumi kita juga disebabkan karena gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh matahari merambatkan atau meradiasikan energi panas ke bumi.

Sementara itu, pemindahan energi melalui gelombang elektromagnetik tanpa disadari manfaatnya sudah biasa dinikmati dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya, seseorang dapat menikmati alunan musik dari stasiun radio yang jauh letaknya karena adanya gelombang radio yang mengangkut energi bunyi musik itu.

Berkat gelombang mikro, seseorang dapat memberi perintah kepada karyawanya dan mengendalikan perusahaanya hanya dari sebuah telepon genggamnya. Semua cara berkomunikasi ini dapat terlaksana berkat gelombang elektromagnetik, yang dapat mengangkut energi informasi ke berbagai tempat.

–    Macam-macam Gelombang
Berdasarkan arah getar:

Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus arah rambatnya.

Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya.

Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui :

Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang dirambatkan adalah gelombang mekanik dan untuk perambatannya diperlukan medium.

Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang dirambatkan adalah medan listrik magnet, dan tidak diperlukan medium.

Berdasarkan amplitudonya:

Gelombang berjalan, yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya.

Gelombang stasioner, yaitu gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dari interferensi dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama tetapi fasenya berlawanan.

Dari beberapa informasi tersebut penulis mencoba untuk mencari beberapa manfaat gelombang khususnya untuk gelombang elektromagnetik

1.2       Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang di atas, dapat dirumuskan  masalah    sebagai berikut:

1)      Bagaimana proses penghambatan sel kanker pada manusia dengan menggunakan sinar gamma ?

2)      Bagaimana proses terapi dengan menggunakan sinar gamma ?

3)      Apa tujuan dari terapi sinar gamma terhadap penyakit kanker ?

4)      Apa keunggulan dan kelemahan dari pemanfaatan sinar gamma sebagai penghambat sel kanker?

1.3       Tujuan Penulisan

Sesuai dengan permasalahan tersebut, adapun tujuan dari penulisan ini adalah sebagai berikut :

1)      Untuk mengetahui proses penghambatan sel kanker dengan bantuan sinar gamma.

2)      Untuk mengetahui proses terapi sinar gamma terhadap pasien penyakit kanker.

3)      Untuk mengetahui tujuan dari terapi radiasi sinar gamma terhadap penyakit kanker.

4)      Untuk dapat mengetahui keunggulan dan kelemahan dari pemanfaatan sinar gamma sebagai penghambat sel kanker.

1.4       Manfaat Penulisan

1. Dapat menambah wawasan kita tentang manfaat sinar gamma salah satunya manfaatnya sebagai penghambat sel kanker.
2. Memberikan informasi kepada masyarakat proses terjadinya penghambatan sel kanker oleh sinar gamma.
3. Memberikan imformasi tentang proses terapi radiasi sinar gamma untuk mencegah penyakit kanker .
4. Masyarakat dapat mempelajari dan mengamalkan tujuan dari terapi sinar gamma, sehingga masyarakat yang punya penyakit dapat menerapkannya.
5. Masyarakat dapat mempelajari dan mencermati keunggulan maupun kelemahan yang dimiliki  sinar gamma sebagai penghambat sel kanker.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat  walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu.

Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.

Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.

                                                            

2.2 Sejarah Penemuan Gelombang Elektromagnetik

1. MICHAEL FARADAY 1791-1867

Listrik merupakan penemuan yang sangat penting dalam perkembangan peradaban manusia selanjutnya. Penemuan listrik merupakan awal dari penemuan-penemuan penting selanjutnya, seperti gelombang elektromagnetik yang merupakan konsep dasar penemuan radio, televisi dan handphone. Tahun 1791-1867 disebut sebagai abad listrik. Setiap aspek kehidupan manusia hampir seluruhnya membutuhkan listrik. Penggunaan listrik tersebar sangat luas dan hamper seluruh teknologi yang ada saat ini membutuhkan listrik.

Beberapa tokoh yang turut berperan dalam hal kelistrikan adalah : Charles Augustine de Coulomb, Count Alessandro Volta, Hans Christian Oersted dan Andre Marie Ampere. Mereka adalah ilmuwan terbaik di bidang listrik. Namun, ilmuwan yang memiliki peran penting dalam hal kelistrikan adalah ilmuwan yang berasal dari Inggris, Michael Faraday dan James Clerk Maxwell. Penemuan keduanya saling berkaitan satu sama lain dan saling melengkapi, meskipun keduanya tidak berada dalam satu tim.

Michael Faraday lahir pada tahun 1791 di Newington, Inggris. Berasal dari keluarga kurang mampu dan lebih banyak belajar secara autodidak. Di usia empat belas tahun Michael Faraday menjadi pegawai yang bertugas menjilid dan menjual buku. Kesempatan inilah yang digunakan olehnya untuk membaca buku. Ketika usianya menginjak dua puluh tahun, Michael Faraday mengunjungi ceramah-ceramah yang diberikan oleh ilmuwan Inggris kenamaan Sir Humphry Davy. Faraday terpesona dan ternganga-nganga. Michael Faraday menulis surat kepada Davy hingga akhirnya Davy bersedia untuk menerimanya sebagai asisten. Hanya dalam tempo beberapa tahun, Faraday sudah membuat beberapa penemuan baru atas hasil kreasinya sendiri. Meskipun Michael Faraday tidak mempunyai latar belakang yang memadai di bidang matematika, namun beliau adalah seorang ahli ilmu alam.

Penemuan Faraday pertama yang penting di bidang listrik terjadi pada tahun 1821. Dua tahun sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat menyimpang jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Hal ini membuat Michael Faraday menyimpulkan bahwa, jika magnit didekatkan, yang akan bergerak adalah kawat yang dialiri listrik. Bekerja atas dasar dugaan ini, Michael Faraday berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana kawat akan terus-menerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik dialirkan ke kawat. Sesungguhnya penemuan ini Faraday merupakan motor listrik pertama, suatu skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak. Meskipun masih sangat primitif, penemuan Michael Faraday ini merupakan “nenek moyang” dari semua motor listrik yang digunakan dunia saat ini.

Penemuannya berupa penggunaan arus listrik untuk membuat benda bergerak adalah pembuka jalan yang luar biasa untuk penemuan-penemuan motor listrik selanjutnya. Namun kegunaan praktisnya masih terbatas karena belum ada metode untuk menggerakkan arus listrik selain dari baterei kimiawi sederhana yang ada pada saat itu. Faraday yakin, pasti ada suatu cara penggunaan magnit untuk menggerakkan listrik, dan beliau terus-menerus mencari jalan bagaimana menemukan metode tersebut. Kini, magnit yang tak berpindah-pindah tidak mempengaruhi arus listrik yang berdekatan dengan kawat. Tetapi di tahun 1831, Faraday menemukan bahwa bilamana magnit dilalui lewat sepotong kawat, arus akan mengalir di kawat sedangkan magnit bergerak. Keadaan ini disebut “pengaruh elektro magnetik,” dan penemuan ini disebut “Hukum Faraday” dan pada umumnya dianggap penemuan Faraday yang terpenting dan terbesar.

Hukum Faraday merupakan penemuan yang monumental, berdasarkan dua alasan berikut. Pertama, “Hukum Faraday” mempunyai arti penting yang mendasar dalam hubungan dengan pengertian teoritis tentang elektromagnetik. Kedua, elektromagnetik dapat digunakan untuk menggerakkan secara terus-menerus arus aliran listrik seperti diperagakan sendiri oleh Faraday lewat pembuatan dinamo listrik pertama. Meski generator tenaga pembangkit listrik kita untuk mensuplai kota dan pabrik dewasa ini jauh lebih sempurna ketimbang apa yang diperbuat Faraday, tetapi kesemuanya berdasar pada prinsip serupa dengan pengaruh elektromagnetik.

Faraday juga memberi sumbangan di bidang kimia. Beliau membuat rencana mengubah gas menjadi cairan, beliau menemukan berbagai jenis zat kimia, termasuk benzene. Karyanya yang lebih penting adalah usahanya di bidang elektrokimia (penyelidikan tentang akibat kimia terhadap arus listrik). Penyelidikan Faraday dengan ketelitian tinggi menghasilkan dua hukum “elektrolysis” yang merupakan dasar dari elektrokimia. Beliau juga mempopulerkan banyak sekali istilah yang digunakan dalam bidang elektrokimia seperti: anode, cathode, electrode dan ion.

Faraday juga memperkenalkan ke dunia fisika gagasan penting mengenai garis magnetik dan garis kekuatan listrik. Dengan penekanan bahwa bukan magnit sendiri melainkan medan diantaranya, dia menolong mempersiapkan jalan untuk pelbagai macam kemajuan di bidang fisika modern, termasuk pernyataan Maxwell tentang persamaan antara dua ekspresi lewat tanda (=) seperti 2x + 5 = 10. Faraday juga menemukan, jika perpaduan dua cahaya dilewatkan melalui bidang magnit, perpaduannya akan mengalami perubahan. Penemuan ini punya makna penting khusus, karena ini merupakan petunjuk pertama bahwa ada hubungan antara cahaya dengan magnit.

Faraday bukan cuma cerdas tetapi juga tampan dan punya gaya sebagai penceramah. Tetapi, dia sederhana, tak ambil peduli dalam hal kemasyhuran, duit dan sanjungan. Dia menolak diberi gelar kebangsawanan dan juga menolak jadi ketua British Royal Society. Hidup perkawinannya panjang dan berbahagia, cuma tak punya anak. Dia tutup usia tahun 1867 di dekat kota London.

2. JAMES CLERK MAXWELL 1831-1879

Maxwell dilahirkan di Edinburgh, Skotlandia, tahun 1831. James Clark Maxwel juga merupakan ilmuan yang telah menelusuri keterkaitan antara gejala kelistrikan  dan kemagnetan dengan bertitik tolak pada dasarnya pengetahuan yang sudah ada pada saat itu yaitu:

1. Muatan listkik dapat menimbulkan medan listrik di sekitarnya besarnya kekuatan medan   listrik ini dapat diperlihatkan oleh hokum Coulomb.
   2. Arus listrik atau mauatan listrik yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di sekitanya. Besarnya kekuatan medan listrik magnet diperlihatkan olrh hokum BiotSafart.
   3. Perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik yang dapat dijelaskan oleh hukum Faraday

Dasar teori dari perambatan gelombang elektromagnetik pertama kali dijelaskan pada 1873 oleh James Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society mengenai teori dinamika medan elektromagnetik (A dynamical theory of the electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865.

3. HEINRICH RUDOLF HERTZ

Kebenaran Hipotesa Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik pada akhirnya dibuktikan oleh “ Heinrich Rudolf Hertz” antara tahun 1886 dan 1888, pertama kali membuktikan teori Maxwell melalui eksperimen, memperagakan bahwa radiasi radio memiliki seluruh properti gelombang (sekarang disebut gelombang Hertzian), dan menemukan bahwa persamaan elektromagnetik dapat diformulasikan ke persamaan turunan partial disebut persamaan gelombang.

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau sepertipartikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya),panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck

E = Hν

di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.

2.3 Ciri Gelombang Elektromagnetik

Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :

Dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

1. Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.
2. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
3. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
4. Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.
5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.

Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada.

Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran Maxwell.

2.4 Sifat Gelombang Elektromagnetik

Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, Hertz berhasil mengukur bahwa radiasi gelombang elektromagnetik frekuensi radio (100 MHz) yang dibangkitkan memiliki kecepatan rambat sesuai dengan nilai yang diramalkan oleh Maxwell. Di samping itu, eksperimen Hertz ini juga menunjukkan sifat-sifat gelombang dari cahaya, yaitu pemantuan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Dengan demikian, hipotesis Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik telah terbukti kebenarannya melalui eksperimen Hertz. Dari uraian ini, dapat ditulis sifat-sifat gelombang elektromagnetik yaitu:

1. Dapat merambat dalam ruang hampa,
2. Merupakan gelombang transversal,
3. Dapat mengalami polarisasi,
4. Dapat mengalami pemantulan (refleksi),
5. Dapat mengalami pembiasan (refraksi),
6. Dapat mengalami interferensi,
7. Dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi),
8. Merambat dalam arah lurus.Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan Maxwell,

kecepatan gelombang elektromagnetik diruang hampa adalah sebesar 3 x 108 m/s yang

nilainya sama dengan laju cahaya terukur.

2.5 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.

Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi, hasilnya kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GHz Panjang gelombang dikalikan dengan energi per foton adalah 1.24 μeVm. Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang.

Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi. Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ≥ 0,5 mm).

Istilah “spectrum optik” juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 – 700 nm).

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.

Gelombang Radio

Tabel ini menunjukkan spektrum frekuensi gelombang radio yang dibagi menjadi beberapa pita frekuensi.

No.	Pita Frekuensi	Rentang Frekuensi
1	Extremely Low Frequency (ELF)	< 3kHz
2	Very Low Frequency (VLF)	3 – 30 kHz
3	Low Frequency (LF)	30 – 300 kHz
4	Medium Frequency (MF)	300 kHz – 3 MHz
5	High Frequency (HF)	3 – 30 MHz
6	Very High Frequency (VHF)	30 – 300 MHz
7	Ultra High Frequency (UHF)	300 MHz – 3 GHz
8	Super High Frequency (SHF)	3 – 30 GHz
9	Extra High Frequency (EHF)	30 – 300 GHz

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

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.

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.

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.

Spektrum Warna	Panjang Gelombang	Frekuensi (x Hz)
Merah Jingga Kuning Hijau Biru Ungu	620 – 780 590 – 620 570 – 597 492 – 577 455 – 495 390 – 455	4,82 – 4,60 5,03 – 4,82 5,20 – 5,03 6,10 – 5,20 6,59 – 6,10 7,69 – 6,59

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.

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.

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.

Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi paling besar atau panjang gelombang terkecil. Frekuensi yang dimiliki sinar gamma berada dalam rentang 1020 Hz sampai 1025 Hz. Sinar gamma dihasilkan dari peristiwa peluruhan inti radioaktif. Inti atom unsur yang tidak stabil meluruh menjadi inti atom unsur lain yang stabil dengan memancarkan sinar radioaktif, di antaranya sinar alfa, sinar beta, dan sinar gamma. Di antara ketiga sinar radioaktif ini, yang termasuk gelombang elektromagnetik adalah sinar gamma. Sementara dua lainnya merupakan berkas partikel bermuatan listrik. Jika dibandingkan dengan sinar alfa dan sinar beta, sinar gamma memiliki daya tembus yang paling tinggi sehingga dapat menembus pelat logam hingga beberapa sentimeter. Sekarang, sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran, diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Selain itu, sinar gamma dapat digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.

Sinar gamma yang di notasikan dengan simbul γ merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang paling pendek, yaitu dari 10  m sampai 10  m. Daya tembus sinar gamma besar sekali, yaitu dapat menembus logam sampai beberapa sentimeter. Sinar gamma dihasilkan oleh atom-atom tidak stabil. Perbedaan sinar gamma dengan sinar-X terletak pada asal terjadinya.  Sinar-X berasal dari aktivitas electron atom, sedangkan sinar gamma berasal dari aktivitas inti atom.

Sinar gamma membentuk spectrum elektromagnetik energi tertinggi, sinar gamma didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm. Meskipun radiasi elektromagnetik dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras. Sinar gamma merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi yang lebih menembus dari radiasi alfa atau beta, tapi kurang mengionisasi. Perlindungan sinar gamma membutuhkan banyak massa. Bahan yang digunakan untuk perisai harus diperhitungkan bahwa sinar gamma diserap lebih banyak oleh bahan dengan nomor atom tinggi dan kepadatan tinggi. Makin tinggi energi sinar gamma, maka makin tebal perisai yang dibutuhkan. Bahan untuk menahan sinar gamma biasanya diilustrasikan dengan ketebalan yang dibutuhkan untuk mengurangi intensitas dari sinar sinar gamma setengahnya. Sinar gamma dari fallout nuklir kemungkinan akan menyebabkan jumlah kematian terbesar dalam penggunaan senjata nuklir dalam sebuah perang nuklir. Sinar gamma memang kurang mengionisasi dari sinar alfa atau beta. Namun, mengurangi bahaya terhadap manusia membutuhkan perlindungan yang lebih tebal. Dalam hal ionisasi, radiasi gamma berinteraksi dengan bahan melalui tiga proses utama yaitu efek fotoelektrik, penyebaran Compton, dan produksi pasangan.

Sejauh ini ada tiga radionuklida pemanacar gamma yang paling sering digunakan yakni cobalt-60, cesium-137 dan technetium-99m (Wikipedia.com).

Cesium -137 bermanfaat digunakan dalam perawatan kanker, mengukur dan mengontrol aliran fluida pada beberapa proses industri, menyelidiki subterranean stratapada oil wells, dan memastikan level pengisian yang tepat untuk paket makanan, obat – obatan dan produk yang lain.

Cobalt-60 bermanfaat untuk sterilisasi peralatan medis di rumah sakit, pasteurizebeberapa makanan dan rempah, sebagai terapi kanker, mengukur ketebalan logam dalamstell mills. Sedangkan Tc-99m adalah isotop radioaktif yang paling banyak digunakan secara luas untuk studi diagnosa sebagai radiofarmaka. (Technetium-99m memiliki waktu paru yang lebih singkat). Radiofarmaka ini digunakan untuk mendiagnosa otak, tulang, hati dan juga mampu menghasilkan pencitraan yang dapat digunakan untuk mendiagnosa aliran darah pasien.

2.6 Urutan Gelombang Elektromagnetik berdasarkan Frekuensi dan Panjang Gelombang

Urutan Spektrum Gelombang Elektromagnetik dari Frekuensi Besar ke Frekuensi Kecil / dari Panjang gelombang Kecil ke Panjang Gelombang Besar

Urutan Frekuensi Cahaya Tampak dari Besar ke Kecil

Gelombang elektromagnetik terdiri atas bermacam-macam gelombang yang berbeda frekuensi dan panjang gelombang. Tetapi, kecepatannya di ruang hampa adalah sama (Foster, 2004). Urutan spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai dari frekuensi terkecil hingga frekuensi terbesar adalah a) gelombang radio, b) gelombang televisi, c) gelombang mokro (radar), d) sinar inframerah, e) sinar tampak, f ) sinar ultraviolet, g) sinar-X, dan h) sinar gamma.

1. Gelombang Radio

Panjang gelombang radio frekuensi terentang dari beberapa kilometer

sampai 0,3 meter. Frekuensi gelombang radio terentang sekitar beberapa hertz dan energi foton bergerak dari sekitar 0 sampai 10 eV.

Anonim (2009a) menyatakan bahwa berdasarkan lebar frekuensinya, gelombang radio dibedakan menjadi Low Frequency (LF), Medium Frequency (MF), High Frequency(HF), Very High Frequency (VHG), Ultra High Frequency (UHF), dan Super High Frequency(SHF).

Foster (2004) menyatakan “modulasi frekuensi sebagai pembawa informasi lebih unggul dibandingkan dengan modulasi amplitudo (AM) sebab pada pemancar AM akan terdengar daru akibat adanya peristiwa-peristiwa kelistrikan dan kemagnetan di udara yang dapat mengganggu amplitudo gelombang”.

1. Gelombang Televisi

Frekuensi gelombang televisi sedikit lebih tinggi dari gelombang radio. Gelombang ini merambat lurus dan tidak dapat dipantulkan oleh lapisan-lapisan atmosfer bumi sehingga untuk menangkap siaran televisi, diperlukan sebuah stasiun penghubung, misalnya stasiun Jakarta, maka di wilayah Bandung diperlukan sebuah stasiun penghubung yang terletak di puncak gunung Tangkuban Perahu sedangkan untuk Indonesia bagian timur memerlukan stasiun penghubung berupa satelit (Foster, 2004).

1. Gelombang Mikro

Supriyono, (2006) menyatakan bahwa panjang gelombang mikro terentang dari 0,3 meter hingga 0,001 meter dengan frekuensi terentang dari 109 hertz hingga 3 x 1011 hertz. Daerah gelombang mikro ditandai sebagai UHF yang berarti frekuensi ultra tinggi relatife terhadap frekuensi radio. Gelombang ini dihasilkan oleh peralatan elektronik khusus, misalnya dalam tabung klystron.

1. Inframerah

Supriyono, (2006) menyatakan bahwa panjang gelombang inframerah terentang dari 10-3 meter sampai 7,8 x 10-7 meter dengan rentang frekuensi inframereh dari 3 x 1011 hertz sampai 4 x 1014 hertz. Lala (2008) menyatakan sinar infra merah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Jadi, setiap benda panas memancarka sinar inframerah dengan sinar yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.

1. Cahaya Tampak

Cahaya tampak merupakan spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata manusia. Supriyono (2006) menyatakan bahwa panjang gelombang cahaya terentang dari 7,8 x 10-7meter (warna merah) sampai 3,8 x 10-7 meter (warna ungu) dengan frekuensi cahaya dari 4 x 1014 hertz sampai 8 x 1014 hertz. Cahaya ini dihasilkan oleh atom dan molekul yang diakibatkan kerena adanya perubahan internal gerakan elektron.

1. Sinar Ultraviolet

Matahari merupakan sinar ultraviolet yang memiliki radiasi ultraviolet yang tinggi. Supriyono (2006) menyatakan bahwa panjang gelombang sinar ultraviolet terentang dari 3,8 x 10-7 meter hingga 6 x 10-10 meter dengan rentang frekuensi dari 8 x 1014 hertz sampai sekitar 3 x 1017 hertz. Sinar ultraviolet dihasilkan oleh atom dan molekul yang bermuatan listrik.

1. Sinar-X

Sinar-X memiliki panjang gelombang berkisar antara 10-11 meter sampai 10-9 meter dengan rentang frekuensi 1016 hertz hingga 1020 hertz sehingga sinar ini memiliki daya tembus yang cukup kuat yang dapat menembus buku tebal, kayu tebal, dan bahkan pelat aliminium setebal 1 cm (Anonim, 2009c). Anonim (2009b) menyatakan bahwa “sinar-X dihasilkan oleh elektron-elektron yang berada di bagian dalam kulit elektron atom, atau pancaran yang terjadi karena elektron dengan kelajuan besar menumbuk logam”. Supriyono (2006) menyimpulkan bahwa sinar-X memiliki sifat-sifat, yaitu:

1. merambat menurut lurus,
2. dapat menghitamkan pelat film,
3. dapat mengionkan gas karena memiliki energi tinggi,
4. dapat menembus logam tipis,
5. tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet,
6. dipancarkan ketika sinar katode menumbuk logam,
7. dapat mengeluarkan elektron-elektron foto dari permukaan logam yang ditumbukkan.
8. Sinar Gamma

Sinar gamma memiliki pajang gelombang 10-10 meter sampai 10-12 meter dengan frekuensi 1018 hingga 1020 (Supriyono, 2006). Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi terbesar dan bentuk radioaktif yang dikeluarkan inti-inti atom tertentu. Gelombang ini memiliki energi yang besar yang dapat menembus logam dan beton.

2.7 Peranan Gelombang Elektromagnetik dalam Kehidupan

Gelombang elektromagnetik banyak dimanfaatkan dalam kehidupan di muka bumi. Pemanfaatan itu ada dalam berbagai bidang, yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang astronomi, bidang seni, dan bidang sains fisika. Banyak sekali keuntungan yang diperoleh dari pemanfaatan gelombang elektromagnetik ini. Tetapi, gelombang elektromagnetik ini juga dapat memberikan dampak negatif yang dapat mengganggu kehidupan di muka bumi.

Gelombang radio banyak dimanfaatkan oleh manusia dalam bidang komunikasi yaitu digunakan sebagai alat komunikasi dan pembawa informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain. Salah satunya digunakan pada sistem siaran televise, radio dan perangkat elektronik yang menghasilkan osilasi listrik.

Peranan elektronik dalam sarana komunikasi dapat memberikan dampak negatif. Hal ini terletak pada gelombang elektromagnetik yang dihasilkan. Taufik (2009) menyebutkan bahwa gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh alat elektronik dapat menyebabkan cacat mental karena saraf otak kita terganggu oleh gelombang tersebut. Selain itu, jika ada yang menghubungi pada saat mengisi bensin maka daerah SPBU itu dapat menjadi berbahaya karena gelombang elektromagnetik tersebut dapat memicu ledakan dari SPBU. Oleh karena itu, kita harus berhati-hati bila berada di derah SPBU.

Supriyono (2006) menyatakan bahwa gelombang yang dipancarkan dari stasiun radio pemancar dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi. Lapisan atmosfer tersebut mengandung pertikel-partikel bermuatan listrik, yaitu lapisan ionosfer sehingga dapat mencapai tempat-tempat di bumi yang jaraknya jauh dari pemancar. Gelombang radio dapat menembus lapisan ionosfer pada energi foton sekitar 108 Hz. Gelombang yang membawa informasi diteruskan oleh lapisan ionosfer. Informasi yang berbentuk suara dibawa oleh gelombang pendukung sebagai perubahan frekuensi dan disebut sebagai modulasi frekuensi (FM).

Gelombang mikro digunakan dalam analisis struktur atom dan molekul serta digunakan pula pada radar (radio detecting and ranging). Gelombang mokro juga digunakan dalam komunikasi antarbenua dengan menggunakan bantuan satelit sehingga walaupun komunikasi jarak jauh yang terhalang oleh gunung pun dapat dilakukan. Posisi satelit harus diperhatikan karena posisi satelit mempengaruhi hubungan komunikasi seluruh dunia. Merry (2009) menyatakan bahwa “Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi ISM sekitar 2,45 GHz. … . Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan mentrasfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut”.

Sinar inframerah tidak dapat dideteksi oleh mata telanjang tetapi masih dapat dirasakan karena energi panas yang dihasilkan. Setiap hari manusia bisa merasakan sinar inframerah yang berasal dari matahari yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Lala (2008) menyatakan bahwa 80% cahaya matahari adalah sinar inframerah karena panjang jangkauan gelombang sinar ini (4 sampai 1000 mikron).

Sinar inframerah banyak digunakan dalam bidang industri, bidang kesehatan atau kedokteran, astronomi, dan dalam mempelajari struktur molekul. Foster (2004) menyatakan bahwa dalam bidang kedokteran sinar inframerah dapat digunakan untuk mengurangi rasa sakit pada rematik dan menghangatkan permukaan kulit. Sinar inframerah tidak banyak dihamburkan oleh partikel-pertikel sehingga dalam bidang astronomi dengan menggunakan pelat-pelat film yang peka terhadap sinar inframerah, pemotretan permukaan bumi oleh pesawat dari satelit dapat dilakukan. Sinar inframerah dapat digunakan untuk mempelajari struktur molekul dengan menggunakan alat spektroskop inframerah.

Cahaya tampak atau sinar tampak dapat membantu penglihatan mata kita. Dengan adanya sinar tampak, mata kita dapat melihat benda-benda di sekeliling kita dan dapat dibedakan macam-macam warnanya.

Sinar ultraviolet dapat digunakan untuk membunuh mikroorganisme, yaitu dengan radiasi ultraviolet yang diserap akan menghancurkan mikroorganisme seperti hasil reaksi karena ionosasi dan dissosiasi molekul. Sinar ini dapat mengubah molekul sterol dari provitamin D menjadi vitamin D yang berguna untuk pertumbuhan tubuh manusia (Supriyono, 2006). Foster (2004) menyatakan sinar ultraviolet juga dapat digunakan untuk mengetahui unsure-unsur dalam dalam suatu bahan dengan teknik spektroskopi karena rentang frekuensi sinar ini antara 1015 hertz hingga 1016 hertz.

Selain memberikan keuntungan, sinar ultraviolet juga menyebabkan kerugian yang besar dalam kehidupan. Sinar ultraviolet yang terdapat di dalam matahari dapat diserap oleh lapisan ozon di atmosfer. Apabila lapisan ozon di atmosfer berlubang maka dapat meningkatkan sinar ultraviolet yang sampai ke permukaan bumi dan dapat merusak jaringan kulit pada manusia (Foster, 2004). Sinar ultraviolet membawa lebih banyak energi daripada gelombang cahaya lain. Karena inilah gelombang ultraviolet dapat masuk dan membakar kulit sehingga kulit manusia menjadi sensitif terhadap sinar ultraviolet matahari. Hal ini, dapat menimbulkan kanker pada kulit (Anonim, 2009b).

Sinar-X disebut juga sinar rontgen. Dalam bidang kedokteran sinar ini digunakan untuk memotret bagian tulang yang patah, batu ginjal, paru-paru, dan bagian tubuh lainnya. Di zaman modern ini, Supriyono (2006) menyatakan bahwa sinar rontgen digunakan dalam operasi pembedahan sehingga dokter dapat mengetahui bagian mana yang harus dibedah. Pada bidang industri sinar ini digunakan untuk menemukan cacat las dan bungkus logam karena sinar ini dapat dapat menembus logam. Pada bidang seni, sinar-X digunakan untuk melihat bagian dalam patung yang tidak terlihat dari luar. Pada bidang sains fisika, sinar-X digunakan untuk mempelajari pola-pola difraksi pada struktur atom suatu bahan sehingga dapat digunakan untuk menentukan struktur bahan tersebut.

Sinar gamma sangat berbahaya untuk manusia karena dapat membunuh sel hidup terutama sinar gamma dengan tingkat energi yang tinggi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir seperti ledakan bom nuklir.

Foster (2009) menyatakan bahwa Ground Penetrating Radarmerupakan metode geofisika dengan menggunakan teknik elektromagnetik yang dirancang untuk mendeteksi objek yang terkubur didalam tanah dan mengevaluasi kedalam objek tersebut.

 2.8 Sumber Gelombang Elektromagnetik

1. Osilasi listrik.
2.  menghasilkan sinar ®Sinar matahari infra merah.
3.  menghasilkan ®Lampu merkuri ultra violet.
4.  menghasilkan ®Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam sinar X(digunakan untuk rontgen).

Inti atom yang tidak stabil  menghasilkan sinar gamma.

2.9 Pemanfaatan gelombang elektromagnetik
1) Gelombang radio (MF dan HF)
-Untuk komunikasi radio
(memanfaatkan sifat  gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer, hingga dapat mencapai tempat yang jauh)
2) Gelombang radio (UHF dan VHF)
-Untuk komunikasi satelit
( memanfaatkan sifat gelombang  UHF dan VHF yang dapat menembus lapisan atmosfer (ionosfer), hingga dapat mencapai satelit)

3) Gelombang Mikro
-Untuk pemanas microwave
-Untuk komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging)
-Untuk menganalisa struktur atomik dan molekul
-Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut
-Digunakan pada rangkaian Televisi
-Gelombang RADAR diaplikasikan untuk mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah dan posisi yang tepat.
4) Sinar Inframerah
-Untuk terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok (physical therapy)
-Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail
-Untuk fotografi diagnosa penyakit
-Digunakan pada remote control berbagai peralatan elektronik, alarm pencuri
-Mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif
-Pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut.
-Sinar infra merah dibidang militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan.
5) Sinar tampak
-Membantu penglihatan mata manusia
-Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi.
6) Sinar ultraviolet
-Untuk proses fotosintesis pada tumbuhan
-Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia
-Dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan
-Untuk memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank
7) Sinar X (Sinar Rontgen)
-Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan, foto Rontgen
-Untuk analisa struktur bahan / kristal
-Mendeteksi keretakan / cacat pada logam
-Memeriksa barang-barang di bandara udara / pelabuhan
8) Sinar gamma
-Dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker
-Dimanfaatkan untuk sterilisasi peralatan rumah sakit
-Untuk sterilisasi makanan, bahan makanan kaleng
-Untuk pembuatan varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi
-Untuk mengurangi populasi hama tananaman (serangga)
-Untuk medeteksi keretakan /cacat pada logam (seperti kegunaan sinar X juga)
-Untuk sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya aliran PDAM), mendeteksi kebocoran

2.10   Bahaya dalam Pemanfaatan Sinar Elektromagnetik
Paparan radiasi ultraviolet-B yang berlebih terhadap manusia, hewan, tanaman dan bahan-bahan bangunan dapat menimbulkan dampak negatif. Pada manusia, radiasi UV-B berlebih dapat menimbulkan penyakit kanker kulit, katarak mata serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi.

Selain itu, peningkatan radiasi gelombang pendek UV-B juga dapat memicu reaksi kimiawi di atmosfer bagian bawah, yang mengakibatkan penambahan jumlah reaksi fotokimia yang menghasilkan asap beracun, terjadinya hujan asam serta peningkatan gangguan saluran pernapasan.

Pada tumbuhan, radiasi UV-B dapat menyebabkan pertumbuhan berbagai jenis tanaman menjadi lambat dan beberapa bahkan menjadi kerdil. Sebagai akibatnya, hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun serta tanaman hutan menjadi rusak.

Pulsa microwaves dapat menimbulkan efek stres pada kimia syaraf otak.

Apabila terjadi lubang ozon, maka sinar UV, khususnya yang jenis UV tipe B yang memiliki panjang gelombang 290 nm, yang menembus ke permukaan bumi dan kemudian mengenai orang, dapat menyebabkan kulit manusia tersengat, merubah molekul DNA, dan bahkan bila berlangsung menerus dalam jangka lama dapat memicu kanker kulit, termasuk terhadap mahluk hidup lainnya.

Radiasi HP dapat mengacaukan gelombang otak, menyebabkan sakit kepala, kelelahan, dan hilang memori, pemakaian HP bisa menyebabkan kanker otak.

efek negatif yang bisa muncul sebagai akibat radiasi HP antara lain kerusakan sel saraf, menurunnya atau bahkan hilangnya konsentrasi, merusak sistem kekebalan tubuh, meningkatkan tekanan darah, hingga gangguan tidur dan perubahan aktivitas otak.

Sebagian besar garis-garis wajah dan kerut/keriput disebabkan oleh pemaparan berlebihan terhadap sinar UV, baik UVA yang bertanggung jawab atas noda gelap, kerut/keriput, dan melanoma maupun UVB yang bertanggung jawab atas kulit terbakar dan karsinoma.

Dampak negatif wi-fi sehubungan dengan radiasi elektromagnetik: keluhan nyeri di bagian kepala, telinga, tenggorokan dan beberapa bagian tubuh lain bila berada dekat dengan peralatan elektronik atau menara pemancar.

Bahaya Gelombang Elektromagnetik

Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet).

Dapat menyebabkan katarak mata(Sinar ultraviolet).

Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet).

Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet).

Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma).

Dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia (Sinar X dan terutama sinar gamma).

2.11 Polarisasi gelombang Elektromagnetik

Polarisasi hanya dapat terjadi pada gelombang transversal, seperti gelombang tali dan

gelombang cahaya, dan tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal, seperti pada

gelombang bunyi. Suatu gelombang disebut terpolarisasi linear jika getaran dari gelombang

selalu terjadi dalam satu arah saja, yaitu arah polarisasi.

Bagaimana dengan gelombang cahaya? Gelombang cahaya memiliki arah getaran medan

listrik dan medan magnetic yang saling tegak lurus, dan keduanya tegak lurus terhadap arah

rambat gelombang cahaya. Karena kuat medan listrik jauh lebih besar dari kuat medan magnetik

(ingat E = cB), maka hanya arah getaran medan listrik E yang kita perhitungkan.

Cahaya terpolarisasi linear dapat dihasilkan dengan bantuan bahan tertentu, yang disebut

Polaroid. Bahan ini memiliki sumbu transmisi. Jika intensitas cahaya tak terpolarisasi yang

jatuh pada Polaroid adalah 0 I , maka intensitas cahaya yang melewati polaroid, I, dinyatakan

oleh:

I = 0 21 I (2-29)

Dari uraian tentang polarisasi kita dapat mendefinisikan bahwa peristiwa polarisasi adalah

terserapnya sebagian arah getar cahaya. Cahaya yang sebagian arah getarnya terserap disebut cahaya terpolarisasi, dan jika cahaya hanya mempunyai satu arah getar tertentu disebut cahaya terpolarisasi linear.

Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari cahaya tak terpolarisasi, yaitu dengan

menghilangkan (memindahkan) semua arah getar dan melewatkan salah satu arah getar saja.

Ada 4 cara untuk melakukan hal ini, yaitu:

1. penyerapan selektif;
2. pemantulan;
3. pembiasan ganda; dan
4. hamburan.

-Polarisasi dengan Penyerapan Selektif

Teknik yang umum untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi adalah menggunakan polaroid, yang akan meneruskan gelombang-gelombang yang arah getarnya sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap gelombang-gelombang pada arah getar lainnya. Oleh karena teknik ini berdasarkan penyerapan arah getar, maka disebut polarisasi dengan penyerapan selektif. Suatu polaroid ideal akan meneruskan semua komponen medan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap semua komponen medan listrik E yang tegak lurus pada sumbu transmisi.

Polaroid pertama disebut dengan polarisator dan polaroid kedua disebut dengan analisator. Sumbu transmisi masing-masing polaroid ditunjukkan oleh garis putus-putus. Polarisator berfungsi untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi dari cahaya tak terpolrisasi (cahaya alami).

Analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas cahaya terpolarisasi.

Besarnya kuat medan listrik yang diteruskan oleh analisator adalah:

2 E = E cos q (2-30)

Bagaimanakah perhitungan intensitas cahaya untuk sistem poalroid, seperti pada Gambar

2.39? seperti telah kita ketahui dari Persamaan (2-29), jika cahaya alami tak terpolarisasi yang

jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas maka cahaya terpolarisasi yang

melewati polarisator 1 I , adalah

I1 = 0 21 I

Cahaya dengan intensitas ini kemudian datang padan analisator dan cahaya yang keluar dari

analisator akan memiliki intensitas 2 I . Menurut hukum Malus, hubungan antara dan dapat

dinyatakan oleh:

2 I = 1 I cos2 q = 210 I cos2 q (2-31)

dengan = sudut antara sumbu transmisi analisator dengan sumbu transmisi polarisator. Jika

Persamaan (2-31) Kita perhatikan dapat diperoleh hasil sbb:

intensitas cahaya yang diteruskan oleh sistem polaroid mencapai maksimum jika kedua

sumbu polarisasi adalah sejajar (= 0 _ atau 180 _ ) dan mencapai minimum jika kedua sumbu

transmisi saling tegak lurus atau = 90 _ .

Polarisasi dengan Pemantulan

Cahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari cahaya tak terpolarisasi dengan cara pemantulan.

Jika seberkas cahaya menuju ke bidang batas antara dua medium maka sebagian cahaya akan

dipantulkan. Ada 3 kemungkinan yang terjadi pada cahaya yang dipantulkan, yaitu:

1. cahaya pantul tak terpolarisasi;
2. cahaya terpolarisasi sebagian; dan
3. cahaya pantul terpolarisasi seluruhnya (sempurna).

– Polarisasi dengan Hamburan

Jika cahaya datang suatu sistem partikel (misal gas), maka elektron-elektron dalam partikel dapat menyerap dan memancarkan kembali sebagian dari cahaya. Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh partikel-partikel inilah yang disebut hamburan. Hamburan dapat menyebabkan cahaya Matahari tak terpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi sebagian atau terpolarisasi sempurna.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak dengan arah getar tegak lurus satu sama lain dan masing-masing medan tegak lurus arah rambat gelombang.

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah dapat merambat dalam ruang hampa, merupakan gelombang transversal, mengalami polarisasi, dapat mengalami pemantulan (refleksi), dapat mengalami pembiasan (refraksi), dapat mengalami interferensi, dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi), dan mermbat dalam arah lurus.

Spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya.

Urutan spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai dari frekuensi terkecil hingga frekuensi terbesar adalah gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro (radar), sinar inframerah, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma.

Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari telah terlihat utamanya dalam bidang teknologi. Adanya teknologi yang semakin canggih membuat gelombang elektromanetik dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang komunikasi, bidang seni, dan bidang sains fisika. Selain manfaat yang begitu besar, gelombang elektromagnetik juga memiliki kelemahan dan dapat memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan.

3.2 Saran

Masyarakat hendaknya lebih mengetahui dan memahami tentang gelombang elektromagnetik kerena selain bermanfaat untuk kehidupan, ternyata gelombang elektromagnetik memiliki dampak yang buruk juga. Dengan lebih memahami gelombang elektromagnetik, diharapkan masyarakat akan lebih berhati-hati dalam memanfaatkan gelombang elektromagnetik.

Penulis, diharapkan lebih kreatif dan inovatif lagi dalam penulisan makalah selanjutnya agar pembaca lebih tertarik untuk membaca makalah yang telah dibuat.

DAFTAR PUSTAKA

http://aktifisika.wordpress.com/2008/11/17/spektrum-gelombang-elektromagnetik/

Anonim, 2009a. Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik dan Spektrum Elektromagnetik, (Online),(http://www.ittelkom.ac.id, diakses 7 November 2009).

Anonim. 2009b. FIR dalam Bio Pendant. (http://www.galaxurbiz.com, diakses 7 November 2009).

Anionim, 2009c. Spektrum Gelombang Elektromagnetik.(http://makalah-artikel-online,blogspot.com, diakses 7 November 2009).

Foster, Bob. 2004. Fisika SMA Jilid 3A untuk Kelas XII. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Lala, Brigitta. 2008. Gelombang elektromagnetik. (http://brigittalala.wordpress.com, diakses 7 November 2009).

Merry. 2009. Memanfaatkan Cahaya Lampu untuk Jaringan Wi-Fi.(http://merry.blog.uns.ac.id, diakses 7 November 2009).

Taufik. 2009. Peranan Elektronik pada Komunikas. (http://akyura-kun.blogspot.com, diakses 7 November 2009).

Supriyono. 2006. Fisika untuk SMA/MA Jilid Xb. Surabaya: Sagufindo Kinarya.

http://alineliyani.blogspot.com/2010/01/gelombang-elektromagnetik-dan.html

http://a-girl-writes.blogspot.com/2013/02/v-behaviorurldefaultvmlo.html

http://fisikastudycenter.com/skl-un-fisika/104-manfaat-dan-bahaya-gem#ixzz2UV9B4azT

Bagikan Artikel ini