BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio,gelombang mikro dll. Tetapi spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang tentang sumber radiasi GEM, spektrum GEM, karakteristik khusus masing-masing gelombang elektromagnetik di dalam spectrum dan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
Gelombang sebenarnya dapat dibagi ke dalam beberapa jenis, baik berdasarkan arah rambatannya maupun medium perantaranya.Salah satunya, berdasarkan medium perantaranya, gelombang dibagi atas gelombang mekanik (galombang yang memerlukan medium atau zat perantara) dan gelombang elektromagnetik (gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium).
Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, mengapa panas sinar matahari dapat dirasakan manusia di bumi? Karena energy matahari merupakan salah satu contoh elektromagnetik yang merambat melalui kevakuman udara di luar angkasa (tidak ada medium dalam perambatannya). Contoh lain adalah gelombang radio.
Radiasi dalam istilah fisika, pada dasarnya adalah suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan medium, misalnya perambatan panas, perambatan cahaya, dan perambatan gelombang radio. Radiasi tidak dapat dilihat, dirasakan atau diketahui keberadaannya oleh tubuh dan pajanan radiasi yang berlebih dapat menyebabkan efek yang merugikan.
Energi radiasi dapat mengeluarkan elektron dari inti atom dan sisa atom menjadi bermuatan positif dan disebut ion positif. Sementara itu, elektron yang dikeluarkan itu dapat tinggal bebas atau mengikat atom netral lainnya dan membentuk ion negative. Proses ini disebut proses ionisasi. Berdasarkan panjang gelombang, energi dan juga frekuensinya, radiasi elektromagnetik dapat dibedakan atas radiasi pengion (radiasi ionizing ) dan non pengion (non-ionizing).
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Radiasi Gelombang Elektromagnetik
Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Ada beberapa sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita, contohnya adalah televisi, lampu penerangan, alat pemanas makanan (microwave oven), komputer, dan lain-lain.Radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis radiasi yang tidak mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X, dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari, gelombang microwave, radar dan handphone.
2.1 Karakteristik dan jenis Radiasi
Radiasi Pengion (Ionizing)
Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak sesuatu, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Peristiwa terjadinya ion ini disebut ionisasi. Ion ini kemudian akan menimbulkan efek atau pengaruh pada bahan, termasuk benda hidup. Radiasi pengion disebut juga radiasi atom atau radiasi nuklir. Yang termasuk ke dalam radiasi pengion adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron.
Karakteristik Sinar Alpha
Mempunyai inti atom helium yang bermuatan positif 2 dan mempunyai berat massa 4 sma. Sinar alpha mempunyai 2 neutron dan 2 proton yang membentuk 4 nukleon
Jika sinar alpha dibelokkan melewati medan magnetik akan bermuatan positif
Mempengaruhi plat dotografi dan menyebabkan fluorensi pada bahan fluorescent
Sinar alpha akan terjadi perpindahan energi jika mengenai suatu materi
Memiliki daya tembus kecil (daya jangkau 2,8 – 8,5 cm dalam udara)
Dapat mengionsasi molekul yang dilaluinya
Memiliki energi kinetik yang besar.
Sinar alfa ini dapat menyebabkan satu atau lebih elektron suatu molekul lepas, sehingga molekul berubah menjadi ion (ion positif dan elektron) per cm bila melewati udara, dalam medan listrik dapat dibelokkan ke arah kutub negative
Partikel-partikel alfa bergerak dengan kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik, atau 1 – 10 persen kecepatan cahaya.
Efektif memproduksi pasangan ion (di udara memproduksi 30.000-100.000 pasangan ion) radiasi dari luar tubuh tidak bisa menembus kulit, tapi bila emisinya masuk dalam tubuh & memproduksi banyak pasangan ion dapat menyebabkan kerusakan lokal di kulit.
Karakteristik Sinar Betha
Radiasi sinar beta mempunyai muatan negatif 1 yang kecepatan perambatannya menyamai kecepatan cahaya.
Jika sinar beta dibelokkan melewati medan magnetik akan bermuatan negatif.
Daya ionisasinya lebih lemah dari sinar alfa, memproduksi 200 ion radiasi yang dapat menembus beberapa cm dari jaringan otot.
Bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10-4 satuan massa atom atau amu, diberi simbol beta atau e.
Memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada sinar alfa (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm).
Karakteristik Sinar Gamma
Mempunyai kekuatan penetrasi yang paling kuat dibandingkan sinar radiasi alpha dan beta (dapat menembus lempeng timbel setebal 20 cm)
Daya ionisasinya paling lemah
Sinar gamma tidak mempunyai massa dan muatan karena panjang gelombangnya sangat pendek
Terdifraksi oleh Kristal
Dapat dengan mudah melewati tubuh manusia dan menyebabkan kerusakan biologis yang besar
Kecepatan sinar gamma sama dengan kecepatan cahaya
Tidak terpengaruh oleh medan listrik maupun medan magnet.
Karakteristik Partikel Neutron
Neutron merupakan salah satu bentuk dari partikel subatomik yang diklasifikasikan kedalam baryon dimana komposisinya terdiri dari satu (1) up quark dan dua (2) down quark seperti pada gambar disamping, Statistik perilakunya ini termasuk kedalam fermion dan neutron menjadi agen yang sangat penting dalam pengembangan Nuklir.
Neutron hanya dapat berinteraksi dengan gaya gravitasi , gaya lemah dan gaya kuat. Ia juga mempunya massa 1,67492729 x 10-27 Kg = 939,565560 MeV = 1,0086649156 u dengan waktu paruh ± 10 menit. Neutron ini mempunyai anti partikel yang disebut antineutron.
Adapun yang membedakan neutron dengan partikel subatomik lainnya adalah neutron ini tidak bermuatan (netral). Neutron yang terikat dalam inti stabil adalah stabil, Namun ada juga yang dikatakan sebagai neutron bebas dimana neutron ini tidak stabil. Karakteristiknya dapat dijelaskan sebagai berikut:
Diemisi dari beberapa energi
Mempunyai daya penetrasi
Tidak dapat memproduksi pasangan ion di udara atau di jaringan karena tidak bermuatan
Efek ionisasinya disebut secondary emmisions
Karakteristik Sinar-X
Sinar–X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10-8 -10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 -1021 Hz. Mempunyai daya tembus yang tinggi Sinar X dapat menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi. Mempunyai panjang gelombang yang pendek Yaitu : 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan.Mempunyai efek fotografi. Sinar X dapat menghitamkan emulsi film setelah diproses di kamar gelap. Mempunyai sifat berionisasi, efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut. Mempunyai efek biologi, sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek biologi ini digunakan dalam pengobatan radioterapi.
Karakteristik Sinar Kosmik
Sinar kosmik adalah radiasi dari partikel bermuatan berenergi tinggi yang berasal dari luar atmosfer Bumi. Sinar kosmik dapat berupa elektron, proton dan bahkan inti atom seperti besi atau yang lebih berat lagi. Kebanyakan partikel-partikel tersebut berasal dari proses-proses energi tinggi di dalam galaksi, misalnya seperti supernova.
Dalam perjalanannya, sinar kosmik berinteraksi dengan medium antarbintang dan kemudian atmosfer bumi sebelum mencapai detektor. Hampir 90% sinar kosmik yang tiba di permukaan Bumi adalah proton, sekitar 9% partikel alfa dan 1% elektron.
Sinar kosmik dapat memiliki energi lebih dari 1020 eV, jauh lebih tinggi dari 1012-1013 eV bahwa akselerator partikel Terestrial dapat menghasilkan. Sinar kosmik yang diperkaya dengan lithium, berilium, dan boron berkaitan dengan kelimpahan relatif dari unsur-unsur di alam semesta dibandingkan dengan hidrogen dan helium.
Karena intensitas sinar kosmik jauh lebih besar di luar atmosfer bumi dan medan magnet, diharapkan memiliki dampak besar pada desain pesawat ruang angkasa yang aman dapat mengangkut manusia dalam ruang antarplanet
Sumber Radiasi Ionizing
Berdasarkan asalnya sumber radiasi pengion dapat dibedakan menjadi dua yaitu sumber radiasi alam yang sudah ada di alam ini sejak terbentuknya, dan sumber radiasi buatan yang sengaja dibuat manusia untuk berbagai tujuan.
Sumber Radiasi Alam
Sumber radiasi kosmis
Radiasi kosmis berasal dari angkasa luar, sebagian berasal dari ruang antar bintang dan matahari. Radiasi ini terdiri dari partikel dan sinar yang berenergi tinggi dan berinteraksi dengan inti atom stabil di atmosfir membentuk inti radioaktif seperti Carbon -14, Helium-3, Natrium -22, dan Be-7.
Sumber radiasi terestrial
Radiasi terestrial secara natural dipancarkan oleh radionuklida di dalam kerak bumi. Radiasi ini dipancarkan oleh radionuklida yang disebut primordial yang ada sejak terbentuknya bumi. Radionuklida yang ada dalam kerak bumi terutama adalah deret Uranium, yaitu peluruhan berantai mulai dari Uranium-238, Plumbum-206, deret Actinium (U-235, Pb-207) dan deret Thorium (Th-232, Pb-208).
Sumber radiasi internal yang berasal dari dalam tubuh sendiri
Sumber radiasi ini ada di dalam tubuh manusia sejak dilahirkan, dan bisa juga masuk ke dalam tubuh melalui makanan, minuman, pernafasan, atau luka. Radiasi internal ini terutama diterima dari radionuklida C-14, H-3, K-40, Radon, dll.
Sumber Radiasi Buatan
Sumber radiasi buatan telah diproduksi sejak abad ke 20, dengan ditemuk-annya sinar-X oleh WC Rontgen. Saat ini sudah banyak sekali jenis dari sumber radiasi buatan baik yang berupa zat radioaktif dan sumber pembangkit radiasi (pesawat sinar-X dan akselerator).
Radioaktif dapat dibuat oleh manusia berdasarkan reaksi inti antara nuklida yang tidak radioaktif dengan neutron atau biasa disebut sebagai reaksi fisi di dalam reactor atom. Radionuklida buatan ini bisa memancarkan radiasi alpha, beta, gamma dan neutron.
Proses terbentuknya sinar-X adalah sebagai akibat adanya arus listrik pada filamen yang dapat menghasilkan awan elektron di dalam tabung hampa. Sinar-X akan terbentuk ketika berkas elektron ditumbukan pada bahan target.
Zat Radioaktif
Materi yang mengandung inti tak-stabil yang memancarkan radiasi, disebut zat radioaktif.
Pesawat Sinar-X
Pesawat sinar-x adalah pesawat yang menghasilkan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi (sinar-x) untuk digunakan dalam diagnostik atau terapi. Blok diagram pesawat sinar-x ditunjukkan pada gambar dibawah ini
Sebuah sumber tegangan tinggi dari 20 – 200 kV diperlukan untuk menghasilkan sinar-x pada tabung sinar-x. Penentuan waktu durasi tegangan tinggi yang dipakai pada tabung harus dibatasi dengan hati-hati supaya pasien tidak menerima dosis yang berlebihan, film tidak menjadi terlalu hitam, dan tabung sinar-x tidak terlalu panas.
Selama tabung sinar-x dioperasikan dalam batas termalnya, intensitas sinar-x diatur oleh arus filamen. Sebagai sebuah proteksi terhadap kelebihan panas, temperatur anoda dimonitor oleh pendeteksi temperatur. Jika temperature anoda melebihi nilai tertentu, kelebihan panas akan dideteksi dan suplai tegangan tinggi akan mati secara otomatis. Sebagian besar anoda tabung sinar-x diputar oleh motor induksi untuk membatasi daya sinar-x pada satu titik dan membantu pendinginan anoda.
Sumber tegangan tinggi pada gambar dihasilkan oleh sebuah trafo tengangan tinggi ke tingkat 20 – 200 kV. Tegangan tinggi kemudian disearahkan dan dihubungkan ke tabung sinar-x yang akan melewatkan arus konvensional hanya dalam satu arah dari anoda ke katoda.
Produksi sinar-x oleh anoda merupakan radiasi bremsstrahlung yang terdiri dari sebaran frekuensi. Sinar-x dengan frekuensi rendah tidak memiliki kontribusi yang berarti dalam data diagnostik tetapi akan meningkatkan dosis yang diterima pasien. Untuk mereduksi sinar-x frekuensi rendah digunakan filter aluminium sedangkan kolimator digunakan untuk membatasi luas paparan radiasi sinar-x
Akselerator
Akselerator adalah alat yang dipakai untuk mempercepat gerak partikel bermuatan seperti elektron, proton, inti-inti ringan, dan inti atom lainnya. Mempercepat gerak pertikel bertujuan agar pertikel tersebut bergerak dengan cepat sehingga memiliki energi kinetik yang sangat tinggi. Untuk mempercepat gerak partikel ini diperlukan medan listrik ataupun medan magnet.
Dilihat dari jenis gerakan medan partikel, ada dua jenis akselerator, yaitu akselerator dengan gerak partikelnya lurus (lebih dikenal sebutan akselerator liniear) dan gerak partikelnya melingkar (akselerator magnetik) dengan jenis-jenisnya antara lain: Betatron, Siklotron, Generator Netron, EULIMA dan HIMAC.
Radiasi Nonpengion (Non-Ionizing)
Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet. Radiasi non ionisasi adalah radiasi dengan energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron atau molekul tetapi energi tersebut tidak cukup untuk membentuk /membuat formasi ion baru (Handley,1997)
Radiasi non pengion dapat didefinisikan sebagai penyebaran atau emisi energi yang bila melalui suatu media dan terjadi proses penyerapan, berkas energi radiasi tersebut tidak akan mampu menginduksi terjadinya proses ionisasi dalam media tersebut. Istilah radiasi non pengion secara fisika mengacu pada radiasi elektromagnetik dengan energi lebih kecil dari 10 e V.
Seperti namanya, radiasi non pengion tidak mengionisasi (memecah ion-ion) atom, sehingga dampaknya pun tidak terlalu luas. Radiasi non pengion biasanya memiliki memiliki energi yang hanya bisa mengubah struktur atom, tanpa mengionisasinya.
Jenis- jenis radiasi yang termasuk dari radiasi non-ionizing adalah radiasi sinar ultra ungu (Ultra violet ), radiasi sinar infra merah, dan radiasi sinar laser. Ketiga radiasi tersebut merupakan radiasi gelombang mikro (micro wave). Jadi radiasi non-ionizing sama dengan radiasi gelombang mikro. Istilah gelombang mikro digunakan untuk spektrum gelombang mikro dengan interval panjang gelombang antara 0,3 sampai dengan 3000 centimeter. Gelombang mikro dengan panjang gelombang tersebut biasanyadigunakan dalam peralatan medis, peralatan industri dan juga untuk kepentingan ilmiah.
Sinar radiasi ultra ungu (ultra violet) merupakan radiasi elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 180 sampai 400 nm. Intensitas energi sinar ultra ungu diukur dalam satuan mikroWatt/cm2. Radiasi ini dapat diukur dengan alat yang bernama radiometer. Biasanya alat tersebut bentuknya portable dan panjang gelombang yang dapat diukur kisaran 180 – 400 nm dan mampu mengukur energi radiasi dari 0 sampai 19.990 mikroWatt/cm2.Radiasi sinar infra merah ini tidak bisa dilihat langsung oleh mata manusia, sinar ini juga tidak tembus pandang jika menembus materi yang tidak tembus. Panjang gelombang sinar infra merah ini berbanding terbalik dengan suhu. Ketika panjang gelombang mengalami penurunan.maka suhu akan mengalami kenaikan.
Kemudian untuk sinar radiasi laser sendiri merupakan sinar radiasi yang mempunyai emisi energi yang cukup tinggi. Menurut zat kimia yang di gunakan untuk mengasilkan sinar laser adalah terdapat laser gas ( Helium – Neon, Argon, CO2 dan N2+ ), laser kristal padat ( Nd3, C23+), dan laser semi konduktor.
Pada intinya radiasi tidak bisa dilihat oleh indra manusia sehingga untuk mendeteksinya memperlukan alat pendeteksi yang disebut dengan detektor radiasi untuk membantu pendeteksian. Terdapat banyak jenis alat buat pendeteksi yang spesifik dan kemampuan untuk menemukan keberadaan jenis radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor beta, detektor gamma. Radiasi bisa berinteraksi dengan berbagai materi yang dilaluinya melalui proses ionisas dan eksitasi.
Sumber Radiasi Non-Ionizing
Pada umumnya, sumber radiasi ionizing dan non-ionizing dikategorikan menjadi dua yaitu yang pertama adalah radiasi dari alam dan radiasi buatan. Untuk radiasi dari alam bisa didapatkan dari berbagai macam sumber. Diantaranya ada sinar kosmos/kosmik dan hasil pencampuran thorium dan radon di udara bebas.
Untuk radiasi alam diantaranya sinar kosmos/kosmik banyak ditemukan berasal dari luar angkasa, sebagian berasal dari ruang matahari dan antar bintang. Radiasi ini terdiri dari sinar berenergi tinggi dengan partikel yang berinteraksi dengan nuklida-nuklida stabil di atmosfir dan akhirnya
Kemudian untuk thorium dan radon berbentuk gas dan merembes dari dalam bumi yang secara natural dipancarkan oleh radionuklida di dalam kerak bumi dengan waktu jarak waktu antara milyaran tahun dan kemudian bercampur dengan udara bebas. Radiasi letaknya berbeda-beda tergantung pada konsentrasi sumber radiasi yang ada di dalam kerak bumi.
Yang kedua ada radiasi buatan dimana radiasi ini diciptakan dari kegiatan manusia seperti penyinaran di bidang medis, radiasi yang didapat di fasilitas nuklir, radiasi yang berasal dari kegiatan di industri. Contohnya reaktor nuklir yang mekanisme kerjanya sebagai pembelahan inti. Dari mekanisme proses tersebut terlihat bahwa setiap reaksi pembelahan akan menghasilkan lebih dari satu neutron baru atau akan terjadi multiplikasi neutron yang bisa melakukan pembelahan selanjutnya jika di sekitarnya ada inti yang dapat membelah yang lain. Mekanisme ini akan berlangsung terus menerus yang disebut proses reaksi berantai. Di dalam reaktor nuklir proses pembelahan ini tidak akan dibiarkan berlangsung secara bebas tetapi harus tetap dikendalikan karena berbahaya.
Dampak Kesehatan dan Lingkungan oleh Radiasi Non-Ionizing
Dampak Kesehatan
Efek biologik radiasi non pengion akan dibedakan atas efek akibat radiasi optik yang meliputi radiasi ultraviolet (100 – 400 nm), radiasi tampak/cahaya (400 – 770 nm) dan radiasi infra merah ( 770 nm - 1 mm) dan efek medan radiofrekuensi elektromagnetik yang meliputi gelombang mikro (1 mm – 30 cm), gelombang frekuensi tinggi (30 cm – 100 km) dan gelombang frekuensi rendah ( > 100 km).
Radiasi UV pendek (< 220 nm) diserap oleh oksigen pada lapisan terluar atmosfer yang kemudian membentuk lapisan ozon yang berfungsi sebagai filter atau pelindung terhadap radiasi UV dengan panjang gelombang < 310 nm.
Dengan demikian radiasi lainnya yang dapat menembus lapisan ozon yang akan menimbulkan efek bagi manusia. Tetapi semakin berkurangnya lapisan ozon sebagai akibat dari pelepasan chlorofluorocarbon ke atmosfer menyebabkan tingkat kerusakan akibat pajanan radiasi UV semakin besar
Radiasi optik
Berdasarkan panjang gelombang, radiasi UV dibagi atas UV-C (100 - 280 nm), UV-B (280 - 315 nm) dan UV-A (315 - 400 nm), sedangkan radiasi infra merah dibagi atas IR-A (770 nm -1,4µm), IR-B (1,4 – 3 µm) dan IR-C (3 µm – 1 mm).Efek yang ditimbulkan akibat pajanan radiasi optik pada tubuh sangat bergantung pada panjang gelombang yang berhubungan dengan daya tembus atau penetrasi radiasi optik pada jaringan tubuh. Sasaran utama dari pajanan pada tubuh adalah kulit dan mata
Efek radiasi optik pada kulit
Mekanisme yang dominan dari efek pajanan radiasi pada kulit adalah reaksifotokimia. Efek dari pajanan kronik radiasi UVlebih serius dari pada pajanan akut. Pajanan kronik pada kulit menyebabkan perubahan yangsangat bervariasi dalam struktur dan komposisi kulit, yang mengarah pada hilangnya sifat elastisitas (elastosis), dilasi pembuluh darah, dan penebalan kulit (keratosis). Efek kronik yangpaling penting adalah risiko kanker kulit khusus.
Efek radiasi optik pada mata
Paling tidak terdapat 3 jenis kerusakan akibat pajanan radiasi UV pada mata, yaitu:
Photokeratoconjunctivitis/welder’s flash/ snow blindness yaitu reaksi peradangan akut pada kornea dan conjunctiva mata sebagai akibat pajanan radiasi pada panjang gelombang 200 – 400 nm (UV-C, UV-B dan UV-A). Ini merupakan kerusakan akibat reaksi fotokimia pada kornea (fotokeratitis) dan konjunctiva (fotokonjunctiva) yang timbul beberapa jam setelah pajanan akut dan umumnya berlangsung hanya 24 – 48 jam.
Radiasi Radiofrekuensi
Dalam membahas efek biologi dari medan radiasi radiofrekuensi elektromagnetik pada manusia, radiasi non pengion kelompok ini dibedakan atas 2 sub kelompok yaitu gelombang mikro (microwave) dan gelombang radiofrekuensi
Gelombang mikro
Efek kesehatan pada umumnya sebagai akibat dari panas yang timbul pada saat terjadi interaksi antara energi gelombang mikro dengan materi biologik. Efek biologik yang terjadi karena pemanasan disebut efek termal dan yang terjadi bukan karena proses pemanasan disebut efek non termal. Efek yang berbahaya akibat pajanan microwave adalah efek termal atau hipertermia yang terutama merusak mata dan testis. Kedua jaringan relatif sangat sensitf terhadap kenaikan suhu jaringan.
Gelombang radiofrekuensi
Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi dan pemanfaatan radiasi non pengion menyebabkan timbulnya kekhawatiran tentang efek negatif radiasi elektromagnetik pada kesehatan. Para ahli mengungkapkan bahwa radiasi yang
ditimbulkan oleh telepon seluler tidak sepenuhnya berbahaya sehingga dapat menyebabkan gangguan kesehatan terhadap manusia, karena masih banyak orang tetap menggunakan piranti wireless dalam kesehariannya untuk memudahkan aktifitasnya dan tidak terjadi sesuatu hal apapun yang membahayakan sehingga bisa dikatakan masih aman-aman saja (Swamardika, 2009, hal. 107).
Radiasi RF tidak bisa mengionisasi molekul pada jaringan secara biologi karena kuantum energinya hanya 4 meV pada 1 THz, sementara itu energi minimal untuk mengionisasi molekul tersebut sekitar 12 eV. Berdasarkan informasi dan pemahaman sekarang, radiasi RF tidak bisa menyebabkan mutasi contohnya kanker. Meskipun begitu radiasi RF dapat memiliki resiko yang disebut dengan resiko termal (Räisänen dan Lehto. 2003, hal. 363)
Efek biologis radiasi RF sudah dipelajari melalui percobaan dengan hewan dan model, serta melalui penelitian epidemologi. Efek radiasinya dapat dibagi kedalam dua golongan yaitu efek thermal dan non thermal. Efek biologis yang dihasilkan oleh pemanasan jaringan oleh energi RF selalu menunjuk pada efek thermal. Hal ini sudah diketahui selama beberapa tahun bahwa pembukaan tingkatan-tingkatan tinggi dari radiasi RF bisa berbahaya karena berkaitan dengan energi RF untuk memanaskan jaringan biologi secara cepat (Cleveland dan Ulcek. 1999).
Efek thermal yang diamati dengan teliti adalah skatarak, kenaikan suhu jaringan dan luka bakar (Räisänen dan Lehto. 2003 hal 363). Permukaan yang peka terhadap panas dan rasa sakit yang berasal dari panas untuk sebagian besar frekuensi adalah sebuah penunjuk ketidak percayaan untuk keberadaan radiasi frekuensi tinggi karena energi selalu diserap pada lapisan yang lebih dalam di bawah kulit yang peka terhadap panas. Efek biologis yang sudah diamati dibawah kondisi dimana frekuensi tinggi yang dapat menyebabkan kenaikan suhu sebenarnya tidak terjadi (Bernhardt, 1992 hal 815).
Dampak Lingkungan
Berbagai jenis pencemaran lingkungan yang ada di dunia saat ini, termasuk di antaranya adalah pembebanan medan-medan dan gelombang elektromagnetik natural maupun artificial pada kehidupan manusia. Bumi memiliki medan magnet bumi yang disebut sebagai medan statis sebesar lebihkurang 40 µT yang permanen dan sedikit perubahannya terhadap waktu. Sedangkan pada permukaan bumi terdapat pula medan listrik statis sebesar 0,5 kV/m sewaktu cuaca cerah dan dapat mencapai 30 kV/m pada kondisibadai petir.
Manusia secara evolusi dalam ruang dan waktu yang lama telah menyesuaikan diri pada pembebanannya. Dengan semakin berperannya teknikelektro dalam kehidupan manusia dan lingkungan kerja maka selain medan elektromagnetik natural tersebut, medan elektromagnetik artificial dengan berbagai frekuensi dan amplitudonya memberikan pembebanan terhadap lingkungan hidup manusia.
Dampak SUTET pada lingkungan. Radiasi medan listrik dan medan magnet yang dihasilkan oleh SUTET bisa digolongkan sebagai radiasi non pengion. Istilah fisika radiasi non-pengion mengacu pada radiasi elektromagnetik dengan energi lebih dari 10 elektrovolt (ev) yang antara lain meliputi: sinar ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang micro, ultra sound dan radio frekwensi elektromagnetik.
Ini artinya, bukan hanya tegangan ekstra tinggi saja yang dapat menghasilkan radiasi elektromagnetik. Barang-barang yang biasa kita pakai sehari-hari juga mengandung potensi serupa. Sebut saja alat-alat elektronik untuk rumah tangga seperti: setrika, mixer, microvave oven, radio, televisi/video compacte disk (VCD) player. Alat komunikasi seperti: telepon genggam (hand phones), single side band (SSB). Alat untuk perkantoran seperti: komputer, printer dan mesin-mesin hitung. Alat untuk bidang penelitian seperti: spektrofotometer, spektrometer, serapan atom dan pompa vakum. Alat yang digunakan untuk industri seperti: kompresor, injection moulding dan lain sebagainya.
Berdasarkan riset yang dilakukan oleh Nana Subriana pada tahun 2000, medan listrik yang berada dibawah jaringan SUTET dapat menimbulkan beberapa gejala seperti menimbulkan bunyi mendesis akibat ionisasi pada permukaan penghantar (konduktor) yang kadang disertai dengan cahaya keunguan, bulu/rambut badan akan berdiri pada bagian yang terpajan akibat gaya tarik medan listrik yang kecil, lampu neon dan tes pen dapat menyala dengan kondisi redup akibat mudahnya gas neon pada lampu neon dan tes pen terionisasi, kejutan lemah pada sentuhan pertama benda-benda yang mudah menghantar listrik (seperti pada atap seng, kawat jemuran , pagar besi dan badan mobil).
Pemanfaatan Radiasi Non-Ionizing dalam Perkembangan Teknologi
INFRAMERAH
Adapun kegunaannya dari Infra Merah:
Kesehatan
Meningkatkan metabolisme tubuh, yang mana dengan begitu dapat mengurangi beban liver dan ginjal.
Mengaktifkan molekul air yang terdapat dalam tubuh, sehingga apabila molekul yang ada dalam tubuh pecah maka akan ada molekul tunggal yang akan meningkatkan cairan tubuh.
Mengembangkan Ph dalam tubuh, yang mana dapat membersihkan darah. Juga dapat mencegah terjadinya rematik yang dikarenakan oleh tingkat asam urat yang tinggi.
Meningkatkan sirkulasi mikro, serta dapat memperbaiki sirkulasi darah serta mengurangi tekanan jantung yang berlebih.
Infra Merah jarak jauh dapat digunakan untuk alat kesehatan, yang mana dapat memberikan informasi tentang kondisi tubuh yang sebenarnya.
Dapat digunakan untuk mengetahui suhu tubuh
Untuk terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok
Untuk fotografi diagnosa penyakit
Pada komunikasi
Terdapat system sensor Iinfra Merah yang dapat digunakan untuk menghubungkan dua perangkat. Yang mana sinar Infra Merah merespon Infra Merah yang dikirimkan melalui pemancar.
Terdapat kamera yang tembus pandang dengan menggunakan Infra Merah. Yang mana sinar Infra Merah memang tidak dapat ditangkap dengan mata telanjang, namun dengan menggunakan kamera digital atau hendycam sinar Infra Merah dapat tertangkap. Dengan begitu kamera digital dan hendycam akan meningkat.
Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop.
Dapat digunakan sebagai alat komunikasi, yang mana jarak maximum adalah 10 meter dan tidak ada penghalangnya.
Sebagai salah satu standardisasi komunikasi tanpa kabel.
Pada bidang Industri
Lampu Infra Merah, Merupakan lampu pijar yang kawat pijarnya bersuhu di atas ±2500°K.
Pemanasan Infra Merah, Merupakan suatu kondisi ketika energi infra merah menyerang sebuah objek dengan kekuatan energi elektromagnetik yang dipancarkan di atas -273 °C (0°K dalam suhu mutlak).
Pada bidang Keruangan
Infra merah yang dipancarakan dalam bentuk sinar infra merah terhadap suatu objek, dapat menghasilkan foto infra merah. Foto infra merah 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 suatu gedung dapat digunakan untuk mengetahui dari zona bagian mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihan sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.
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.
Manfaat lain:
Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail
Mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif
GELOMBANG MIKRO
Untuk pemanas microwave
Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis.
Untuk komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging)
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.
Untuk menganalisa struktur atomik dan molekul
Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut
Digunakan pada rangkaian Televisi
2.2 Spektrum 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 Gelombang elektromagnetik sangat tinggi, seperti sinar gamma atau sinar-x, disebut juga radiasi ionisasi karena mereka mengionisasi molekul pada jalur yang dilalui.Pemaparan gelombang yang tidak terkendali dari radiasi ionisasi dalam jumlah besar diketahui sebagai penyebab penyakit dan bahkan kematian pada manusia.
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.
Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :
Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:
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.
Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.
Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.
Sifat – sifat gelombang elektromagnetik :
Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat tertentu, di antaranya adalah:
Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium
merupakan gelombang transversal
tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik
dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi)
Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus
2.3 Karakteristik Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik mempunyai rentang frekuensi yang cukup lebar. Kelompok gelombang elektromagnetik dengan frekuensi berbeda-beda ini membentuk Spektrum Gelombang Elektromagnetik.
Gambar berikut ini menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik.
Gambar 1. Spektrum gelombang elektromagnetik
Pada gambar, tampak frekuensi terendah adalah gelombang radio dan frekuensi tertinggi adalah sinar kosmis. Untuk semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam ruang hampa berlaku persamaan dasar gelombang.
c = λf
Dengan c adalah cepat rambat gelombag elektromagnetik (m/s), λ adalah panjang gelombang (dalam meter), dan f adalah frekuensi gelombang (dalam Hertz).
Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya.Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya.
Gelombang radio sering dijumpai pada alat-alat elektronik seperti televisi, radio, ponsel dan alat komunikasi lainnya. Gelombang ini dihasilkan oleh alat-alat elektronik berupa rangkaian osilator (variasi dan gabungan dari komponen Resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C)
Proses Gelombang Radio
Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar.Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator.Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula.
Pemanfaatan Gelombang Radio
No
Nama Band
Singkatan
Frekuensi
Panjang Gelombang
Manfaat
1.
Extremely Low Frequency
ELF
(3 – 30) Hz
(105 – 104) km
Komunikasi dengan bawah laut
2.
Super Low Frequency
SLF
(30 – 300) Hz
(104 – 103) km
Komunikasi dengan bawah laut
3.
Ultra Low Frequency
ULF
(300 – 3000) Hz
(103 – 102) km
Komunikasi di dalam pertambangan
4.
Very Low Frequency
VLF
(3 – 30) KHz
(102 – 104) km
Komunikasi di bawah laut
5.
Low Frequency
LF
(30 – 300) KHz
(10 – 1) km
Navigasi
6.
Medium Frequency
MF
(300 – 3000) KHz
(1 – 10–1) km
Siaran radio AM
7.
High Frequency
HF
(3 – 30) MHz
(10–1 – 10–2) km
Radio amatir
8.
Very High Frequency
VHF
(30 – 300) MHz
(10–2 – 10–3) km
Siaran radio FM dan televise
9.
Ultra High Frequency
UHF
(300 – 3000) MHz
(10–3 – 10–4) km
Televisi dan handphone
10.
Super High Frequency
SHF
(3 – 30) GHz
(10–4 – 10–5) km
Wireless LAN
11.
Extremely High Frequency
EHF
(30 – 300) GHz
(10–5 – 10–6) km
Radio astronomi
Kerugian Gelombang Radio
Induksi gelombang elektromagnetik yang ditimbulkan dari radiasi gelombang radio
Induksi gelombang elektromagnetik dapat memengaruhi ion positif dan ion negatif di sekeliling pancaran radiasinya.
Dalam tubuh manusia, terkandung ion-ion yang bermuatan positif dan negatif. Muatan atau ion positif dan negatif di dalam tubuh mengalami keseimbangan apabila tidak mendapat pengaruh terutama dari radiasi gelombang elektromagnetik. Jika pengaruh radiasi tersebut telah melebihi batas ambang yang dapat diterima oleh tubuh manusia, akan terjadi ketidakseimbangan muatan (ion) di dalam tubuh manusia yang kemudian akan berakibat pada terganggunya fungsi-fungsi organ tubuh ataupun metabolisme yang ada di dalam tubuh manusia.
Jika hal ini terjadi terus menerus dalam jangka waktu yang lama, kesehatan orang tersebut akan terganggu atau sakit.
Gelombang mikro
Gelombang mikro disebut juga sebagai gelombang radio super high frequency.merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sekitar Hz. Panjang gelombangnya kira-kira 3 mm.
Gelombang mikro disebut juga sebagai gelombang radio super high frequency.merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sekitar Hz. Panjang gelombangnya kira-kira 3 mm
Proses Gelombang Mikro
Gelombang elektromagnetik dilepaskan oleh pemancar. Apabila mengenai suatu benda yang terbuat dari logam, maka gelombang tersebut akan dipantulkan yang kemudian gelombang tersebut akan diterima oleh radar.
Manfaat Gelombang Mikro
Gelombang mikro ini dimanfaatkan pada pesawat radar (radio detection and ranging).
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.
Gelombang ini dimanfaatkan dalam alat microwave,
analisis struktur molekul dan atomik.
Kerugian Gelombang Mikro
Kesehatan
mengkonsumsi makanan yang diproses dengan microwave oven secara terus menerus menyebabkan :
Kerusakan otak yang menetap karena impuls listrik di otak mengalami ‘hubungan pendek’ ( kortsluiting ) melalui de – polarisasi dan de – magnetisasi jaringan otak.
Tubuh manusia tidak mampu memetabolisir ( memecah dan mengeluarkan ) produk sampingan yang tidak dikenal dalam makanan yang diproses dengan microwave.
Produksi hormon laki – laki dan perempuan diubah menjadi terhalang.
Semua mineral, vitamin dan zat gizi menjadi menurun atau berubah sifatnya sehingga tubuh tidak dapat menyerap maupun memecahnya.
Mineral yang terkandung dalam sayuran diubah menjadi radikal bebas yang menimbulkan kanker.
Efek produk sampingan yang diciptakan oleh makanan yang diproses dengan microwave bersifat menetap atau permanent dalam tubuh manusia.
Pertumbuhan kanker dan tumor lambung serta usus. Hal ini menjelaskan salah satu sebab peningkatan tajam kanker usus besar di Amerika serikat.
Terjadi peningkatan sel – sel kanker dalam darah manusia.
Daya tahan kekebalan tubuh menjadi berkurang akibat perubahan kelenjar getah bening dan serum darah.
Hilangnya daya ingat, konsentrasi, stabilitas emosi dan penurunan kecerdasan.
Bersifat Karsinogenik. Banyak perdebatan mengenai paparan radiasi telepon genggam dan microwave yang dipercaya dapat menyebabkan tumor otak. Beberapa ahli mengatakan bahwa radiasi yang ada di microwave cukup rendah, sehingga risiko timbulnya gangguan pada kesehatan tidak terlalu tinggi. Tetapi menurut International Agency for Research on Cancer, gelombang radio frekuensi yang rendah tetap bisa menimbulkan risiko kanker.
Neurologis. Orang yang pekerjaannya selalu menggunakan microwave dipercaya kerap kali mengalami gejala seperti mata lelah, sakit kepala, cepat letih dan gangguan tidur. Efek ini disebabkan oleh radiasi gelombang mikro yang mempengaruhi sistem saraf pusat tubuh, menurut Canadian Centre for Occupational Health and Safety (CCOHS). Selain itu, ada penelitian yang mengungkapkan bahwa gelombang mikro dapat mengakibatkan orang kehilangan memori, ketidakmampuan belajar, dan ADHD.
Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah.
Sinar Matahari mengandung Ultraviolet dan Infra merah.Pada pagi hari sudut datang sinar lebar sehingga intensitasnya rendah.Dalam intensitas yang rendah tidak merusak sel sel dalam tubuh, sebaliknya pada siang hari, intensitasnya tinggi dapat merusak kulit.
Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.
Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan.Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah.Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.
Proses Sinar Inframerah
Frekuensi gelombang ini dihasilkan oleh getaran-getaran elektron pada suatu atom atau bahan yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi khas
Manfaat Sinar Inframerah
Kesehatan
Mengaktifkan molekul air dalam tubuh. Hal ini disebabkan karena inframerah mempunyai getaran yang sama dengan molekul air. Sehingga, ketika molekul tersebut pecah maka akan terbentuk molekul tunggal yang dapat meningkatkan cairan tubuh.
Meningkatkan sirkulasi mikro. Bergetarnya molekul air dan pengaruh inframerah akan menghasilkan panas yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar, dan meningkatkan temperaturkulit, memperbaiki sirkulasi darah dan mengurani tekanan jantung.
Meningkatkan metabolisme tubuh. jika sirkulasi mikro dalam tubuh meningkat, racun dapat dibuang dari tubuh kita melalui metabolisme. Hal ini dapat mengurangi beban liver dan ginjal, dll.
Bidang komunikasi
Adanya sistem sensor infra merah. Sistem sensor ini pada dasarnya menggunakan inframerah sebagai media komunikasi yang menghubungkan antara dua perangkat. Penerapan sistem sensor infra ini sangat bermanfaat sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, dan otomatisasi pada sistem. Adapun pemancar pada sistem ini terdiri atas sebuah LED (Lightemitting Diode)infra merah yang telah dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapatfoto transistor, fotodioda, atau modulasi infra merah yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Adanya kamera tembus pandang yang memanfaatkan sinar inframerah. Sinar inframerah memang tidak dapat ditangkap oleh mata telanjang manusia, namun sinar inframerah tersebut dapat ditangkap oleh kamera digital atau video handycam. Dengan adanya suatu teknologi yang berupa filter iR PF yang berfungi sebagai penerus cahaya infra merah, maka kemampuan kamera atau video tersebut menjadi meningkat. Teknologi ini juga telah diaplikasikan ke kamera handphone
Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop
Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat, seperti pada remote TV. Gelombang inframerah itu mudah untuk dibuat, harganya relatif murah, tidak dapat menembus tembok atau benda gelap, serta memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinterfensi oleh cahaya matahari, dll.
Bidang keruangan
Inframerah yang dipancarakan dalam bentuk sinar infra merah terhadap suatu objek, dapat menghasilkan foto infra merah.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 suatu gedung dapat digunakan untuk mengetahui dari zona bagian mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihann sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.
Bidang Industri
Lampu inframerah. Merupakan lampu pijar yang kawat pijarnya bersuhu di atas ±2500°K. hal ini menyebabkan sinar infra merah yang dipancarkannya menjadi lebih banyak daripada lampu pijar biasa. Lampu infra merah ini biasanya digunakan untuk melakukan proses pemanasan di bidang industri.
Pemanasan inframerah. Merupakan suatu kondisi ketika energi inframerah menyerang sebuah objek dengan kekuatan energi elektromagnetik yang dipancarkan di atas -273 °C (0°K dalam suhu mutlak). Pemanasan inframerah banyak digunakan pada alat-alat seperti, pemanggang dan bola lampu (90% panas – 10% cahaya).
Kerugian Inframerah
Efek pada kulit
Terjadi perdebatan yang panjang mengenai IR menyebabkan thermal skin burn.
Beberapa laporan menyebutkan bahwa studi kerusakan disebabkan oleh sinar lampu putih dan lainnya oleh laser tetapi asumsi dari semua kasus tersebut yang paling dicurigai adalah karena panas. Yang sangat penting dan kritikal adalah memisahkan IR-C (dan IR-B) dari IR-A dimana IR=A menekan secara baik ke dalam jaringan kulit dan lebih dalam sampai sub-cutis. IR-B diabsorbsi ke dalam epidermis dan dermis tetapi tidak diabsorpsi sedalam radiasi IR-A. IR-C secara total diabsorpsi di dalam stratum corneum dan permukaan epidermis dan pemanasan yang dalam oleh IR-C hanya dapat dicapai dengan pertukaran panas.
Efek pada mata
Data yang menyebutkan batas pajanan untuk pajanan kronis pada mata bagian atas terhadap radiasi IR sangat terbatas.Sliney and Freasier (1973) menyatakan bahwa rata-rata kornea terpajan dari radiasi IR dari sinar matahari pada 1mW cm-2, mempertimbangkan bahwa mata jarang secara langsung terpajan kecuali pada saat matahari terbit dan terbenam.
Pekerja pada kaca dan baja terpajan pada lingkungan panas hingga radiasi IR dalam cakupan 80 – 400 mW cm-2 per hari selama 10 -15 tahun (Sliney dan Wolbarsht 1980; Lydahl 1984)
Cahaya tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak bervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
.
Lampu merkuri/matahari menghasilkan ultra violet.
Sinar ultraviolet
Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.
Proses Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet atau ultraungu berarti di atas ungu. Sinar ini berada pada selang frekuensi 10(15)Hz sampai 10(16) Hz atau dalam daerah panjang gelombang 10(-8) sampai 10(-7) m. Sinar ultraviolet diradiasikan oleh atom den molekul dalam nyala listrik.
Sinar ultraviolet berasal dari transisi elektron terluar suatu atom.Selain itu, matahari juga merupakan sumber sinar ultraviolet.Sinar ultraviolet dari matahari diserap oleh molekul ozon (O3).atmosfer Sehingga tidak berbahaya bagi kehidupan di bumi.
Manfaat Sinar Ultraviolet
Sumber utama vitamin D.
Sinar ultraviolet ternyata membantu mengubah kolesterol yang tersimpan di kulit menjadi vitamin D. Hanya dengan berjemur selama 5 menit di pagi hari, tubuh kita mendapatkan 400 unit vitamin D.
Mengurangi kolesterol darah.
Proses pembentukan vitamin D dimana mengubah kolesterol di dalam darah maka akan mengurangi kadar kolesterol dalam tubuh kita.
Mengurangi gula darah.
Sinar matahari membantu penyerapan glukosa ke dalam sel-sel tubuh yang merangsang glukosa menjadi glikogen sehingga secara langsung berperan menurunkan kadar gula darah dalam tubuh kita, dll.
Kerugian Sinar Ultraviolet
Sinar UV dibagi menjadi tiga tingkatan yaitu sinar UV-C, merupakan radiasi UV yang paling berbahaya sehingga tubuh harus benar-benar terlindungi, sinar UV-B atau yang biasa kita kenal sebagai sinar radiasi perusak kulit dan mata, serta terakhir adalah sinar UV-A.
UV-A dan UV-B harus dihindari karena mampu merusak jaringan mata.UV-A dapat merusak saraf pusat penglihatan dan makula, yaitu bagian dari retina yang terletak di bagian belakang mata.Sedangkan UV-B dapat merusak bagian kornea dan lensa.
Walau tingkat radiasinya paling rendah, paparan UV-A dalam jangka panjang dapat mengakibatkan katarak. Penyakit lain yang ditimbulkan akibat sinar UV antara lain degenerasi makular, pterygium atau pertumbuhan pada lapisan luar (bagian putih mata) yang pada akhirnya menutupi bagian tengah kornea, dan corneal sunburn (photokeratitis) yang terjadi akibat paparan sinar UV-B berlebih.
Menggunakan sunglasses dengan 100% UV Protection merupakan alat penangkal radiasi yang paling ampuh.Sinar UV juga dapat dipantulkan dari berbagai sumber seperti air, pasir, cermin, serta permukaan cerah lainnya. Karenanya sangat penting juga untuk menggunakan sunglasses dengan desain yang mampu melindungi mata secara keseluruhan dari berbagai sudut seperti wrap-around dan oversized-sunglasses.
Sinar matahari penting untuk kehidupan karena matahari memberikan kehidupan di bumi, karena Matahari berperan untuk merangsang tubuh menghasilkan vitamin D, yang berfungsi untuk metabolisme kalsium dalam tubuh sehingga terjadi pembentukan tulang pada manusia. Namun Paparan sinar matahari yang berlebihan akan sangat membahayakan tubuh, terutama di iklim tropis seperti di Indonesia.
Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen).
Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.
Proses Sinar X
Sinar-X merambat menurut garis lurus Sinar-X tidak menyimpang dalam medan magnetik / medan listrik Sinar-X dipancarkan ketika sinar katode menumbuk zat padat Karena Sinar-X tidak menyimpang dalam medan magnetik maupun medan listrik, maka Sinar-X jelas tidak mengandung partikel yang bermuatan / Sinar-X lebih mirip dengan cahaya yang tampak. Ternyata Sinar-X termasuk gelombang elektromagnetik punya gelombang (10-12 m – 10-8 m) frekwensi sangat tinggi
Manfaat Sinar X
Dalam ilmu kedokteran, sinar X dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang, gigi serta organ tubuh yang lain tanpa melakukun pembedahan langsung pada tubuh pasien. Biasanya, masyarakat awam menyebutnya dengan sebutan ‘foto rontgen’.
Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi.
Sinar-X digunakan untuk menyelidik struktur hablur dan jarak pemisahan antara atom-atom dalam suatu bahan hablur, dll.
Kerugian Sinar X
Sinar-X memiliki energi yang tinggi, punya efek yang besar pada jaringan hidup.Dapat mengionisasi molekul-molekul, dapat mengganggu fungsi sel yang normal.Sinar-X dengan dosis tinggi dapat mengakibatkan kanker dan lahir cacat (karena terlalu lama).
Pemusnahan sel-sel dalam badan.
Perubahan struktur genetik suatu sel.
Penyakit kanser barah.
Kesan-kesan buruk seperti rambut rontok, kulit menjadi merah dan berbisul.
Dapat merusak rantai DNA.
Dapat menyebabkan kanker dan mutasi genetik.
Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh.
Proses Sinar Gamma
Sinar gamma muncul dari inti atom yang tidak stabil dikarenakan atom tersebut memiliki energi yang tidak sesuai dengan kondisi dasarnya (groundstate). Energi gamma yang muncul antara satu radioisotop dengan radioisotop yang lain adalah berbeda – beda dikarenakan setiap radionuklida memiliki emisi yang spesifik.
Manfaat Sinar Gamma
Ilmuwan menggunakan sinar gamma untuk membunuh bakteri jahat dan serangga yang merusak makanan. Makanan yang disinari sinar gamma disebut makanan iradiasi.
Industri, untuk mengetahui struktur logam
Pertanian, untuk membuat bibit unggul
Teknik nuklir, untuk membuat radio isotop
Kedokteran, untuk terapi dan diagnosis
Farmasi, untuk sterilisasi
Kerugian Sinar Gamma
Dapat merusak DNA
Dapat menyebabkan luka bakar
Radiasi elektromagnetik kaitanya dengan medan listrik dan medan magnet
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik diisebut elektrodinamik.
Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat menghantarkan sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel.Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan, 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 = Hf, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck - 6626 × 10 −34 J·s - dan f adalah frekuensi gelombang.
Teori mengenai gelombang elektromagnetikpertama kali ditemukan oleh James Clerk Maxwell (1831-1879). Dengan mengkaji aturan dasar kelistrikan dan kemagnetan, Maxwell mengemukakan suatu hipotesis sebagai berikut.
“Karena perubahan medan magnetic dapat menimbulkan medan listrik maka sebaliknya perubahan medan listrik akan dapat menimbulkan medan magnetik’’.
Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell “James Clark Maxwell ” dengan mengacu pada 3 fakta relasi antara listrik dan magnet yang sudah ditemukan :
percobaan Oersted yang berhasil membuktikan : arus listrik dalam konduktor menghasilkan medan magnet disekitarnya (jarum kompas menyimpang bila di dekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik)
percobaan Faraday yang berhasil mebuktikan batang konduktor yang menghasilkan GGL induksi pada kedua ujungnya bila memotong medan magnet
percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnetik pada kumparan menghasilkan arus induksi dalam kuparan tersebut
Dengan hipotesis inilah Maxwell mengungkapkan terjadinya gelombang elektromagnetik. Percobaannya diakukan dengan dua buah bola lampu isolator yang dikaitkan pada ujung pegas, kemudian diberi muata listrik berbeda, satu bola diberi muatan posiytif, sedangkan bola yang lain diberi muatan positif, seperti pada gambar dibawah ini.
Selanjutnya, kedua bola digetarkan sehingga jarak kedua bola berubah-ubahterhadap waktu dan kedua muatan menimbulkan medan listrik di sekitarnyayang berubah terhadap waktu pula. Menurut Maxwell perubahan medan listrik ini akan mnimbulkan perubahan medan magnetic yang berubah terhadap waktu pula. Dengan adanya perubahan medan magnetic maka akan timbul kembali medan listrik yang besarnya juga berubah-ubah. Demikian seterusnya, sehingga didapatkan proses berantai dari perubahan medan listrik dan mean magnetic yang menjalar ke segala arah.
Apabila penjalaran medan listrik dan medan magnetik tersebut ditinjau pada satu arah tertentu maka dapat dilukiskan seperti pada gambar dibawah ini.
Keterangan gambar:
B = Medan Magnet
E = Medan Listrik
Z = Arah Perambatan
Vektor medan listrik dan magnetic pada gelombang elektromagnetik memilih ke yang sama dan tegak lurus satu sama lain terhadap arah perambatan gelombangnya.
Menurut perhitugan Maxwell, kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik hanya tergantung pada dua besaran, yaitu:
Permitivitas listrik (Ɛ0), dan
Permeabilitas magnetic (µ0).
Sehingga dirumukan dengan:
Apabila nilai permitivitas listrik Ɛ0 =8,85 x 10-12C/Nm2 dan nilai permeabilitas magnetic µ0 =12,60 x 10-4Wb/Am, diperoleh nilai kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik c =3 x 108m/s. karena cepat rambat gelombang elektromagnetik ini tepat sama dengan cepat rambat cahaya di ruang hampa maka dapat disimpulkan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.
Hipotesis yang dikemukakan oleh Maxwell dibuktikan kebenarannya oleh Heinrich Rudolfh Hertz (1857-1894), beberapa tahun setelah Maxwell meninggal dunia. Hertz berhasil melakukan eksperimen yang menunjukkan gejala perambatan gelombang elektromagnetik, menggunakan alat yang serupa dengan Ruhrnkorf seperti pada rangkaian dibawah ini.
Dengan menghidupkan saklar, kumparan pada rangkaian Ruhmkorf akan member induksi berupa pulsa tegangan pada kedua elektroda di sisi A sehingga terjadi loncatan bunga api di sisi A karena adanya pelepasan muatan. Sesaat setelahnya, loop kawat kedua di sisi B juga menampakkan percikan buga api. Hal ini berarti menunjukkan bahwa energy eleektromagnetik mengalami perpindahan dari kumparan ke kawat melingkar, meskipun terpisah. Disamping itu, Hertz juga berhasil mengukur kecepatan perambatan energy tersebut, yang sesuai dengan nilai yang di ramalkan Maxwell.
BAB III PENUTUP
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik diisebut elektrodinamik.
Sumber-sumber gelombang elektromagnetik : Gelombang elektromagnetik terdiri dari deretan berbagai jenis gelombang dengan kelajuan sama seperti kelajuan cahaya di ruang hampa tetapi dengan frekuensi berbeda-beda. Karakteristik spectrum gelombang elektromagnetik terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, sinar inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet,sinar X, dan sinar gamma.
Daftar Pustaka
BATAN.2000.Materi Diklat Petugas Proteksi Radiasi Bidang Radiodiagnostik.Jakarta.
Fakta Seputar Radiasi (1) - KOMPASIANA.com.htm .Diakses 10 Oktober 2015.
karya ilmiah fisika - Google Dokumen.htm. Diakses 10 Oktober 2015.
www.batan.go.id. Diakses 10 Oktober 2015.