KONSEP GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Pembentukan Gelombang Elektromagnetik Muatan listrik yang diam hanya menghasilkan medan listrik. Muatan listrik yang bergerak dengan kecepatan konstan menimbulkan medan listrik dan medan magnetik. Muatan-muatan pada keadaan diam dan bergerak dengan kecepatan konstan tidak dapat membangkitkan gelombang eletromagnetik (gelombang yang terdiri atas getaran medan listrik dan medan magnetik). Gelonbang elektromagnetik hanya dapat dibangkitkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat, misalnya muatan listrik yang bergetar atau disebut arus bolak-balik. Gelombang elektromagnetik disebut juga Radiasi Elektromagnetik, yang terdiri atas getaran medan listrik dan medan magnetik yang berjalan menjauh dari muatan-muatan yang dipercepat. Sebutan radiasi didapat karena gelombang ini termasuk gelombang yang memancar tanpa media rambat, tidak seperti gelombang pada umumnya yang membutuhkan media rambat. Hal tersebut sama halnya dengan cara kerja radiasi, sehingga disebut Radiasi Elektromagnetik. Hipotesis Maxwell Muatan yang bergetar selalu mengalami percepatan dan muatan yang dipercepat menghasilkan gelombang elektromagnetik. Teori terbentuknya gelombang elektromagnetik ini dikemukakan oleh Maxwell. Guna mendukung teori elektromagnetiknya, Maxwell mengemukakan empat prinsip elektromagnetik yang prinsipnya merupakan kebalikan dari hukum Faraday. Arus listrik pada suatu konduktor menimbulkan medan magnetik yang arahnya melingkari konduktor tersebut (Hukum Ampere) Konduktor yang bergerak memotong medan magnetik menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung konduktor itu. Perubahan fluks magnetik yang menembus bidang kumparan kawat menimbulkan arus induksi pada kumparan kawat (Hiukum Faraday) Perubahan fluks listrik menimbulkan medan magnetik (Hukum Maxwell) Maxwell kemudian mengungkapkan keempat prinsip dasar ini ke dalam empat persamaan dasar. Berdasarkan persamaan tersebut, Maxwell kemudian mencoba menurunkan cepat rambat gelombang elektromagnetik, c, yaitu sebagai berikut Yang Kemudian teori Maxwell ini dapat dibuktikan secara tidak sengaja oleh seorang ahli eksperimen berkebangsaan Jerman yang sangat berbakat Heinrich Hertz dengan peralatan percobaan yang dibuat oleh Hertz. Spektrum Gelombang Elektromagnetik Spektrum Gelombang terdiri atas berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. Rentang spektrum gelombang elektromagnetik seperti gambar berikut. Untuk semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam vakum, berlaku persamaan dasar gelombang elektromagnetik berikut Sifat-sifat dari gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut : Merupakan getaran medan listrik dan medan magnetik yang terjadi bersamaan Dapat merambat melalui ruang hampa karena getarannya adalah medan listrik dan medan magnetik yang tidak memerlukan medium Merupakan gelombang transversal karena getaran medan listrik tegak lurus terhadap medan magnetik dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatannya. Cepat rambat gelombang elektromagnetik dalam vakum merupakan tetapan umumdan nilainya c = 3 x 108 m/s Seperti gelombang lainnya, gelombang elektromagnetik dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interferensi, dan difraksi (lenturan), serta Polarisasi. Tidak dipengaruhi medan listrik dan medan magnet karena gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan Seperti halnya cahaya, gelombang elektromagnetik disebut foton (paket energi) karena tidak bermassa dan tidak bermuatan, tetapi memiliki energy. PENERAPAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Gelombang Radio Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Luas daerah yang hendak dicakup dan panjang gelombang yang akan dihasilkan dapat ditentukan dengan tinggi-rendahnya antena. Penerima radio tidak dapat mendengar gelombang radio secara langsung, tetapi harus mengubahnya terlebih dahulu menjadi energy bunyi. Perbandingan Antara Gelombang Medium dengan Gelombang VHF dan UHF Gelombang radio dengan frekuensi sekitar 1 MHz (1.000.000 Hz) disebut gelombang medium. Gelombang ini mudah dipantulkan oleh lapisan atmosfer bumi (Ionosfer) sehingga tempat-tempat yang jauh dari pemancar dapat dicapai.. Gelombang TV (UHF) dn Radio (VHF) tidak dipantulkan oleh lapisan atmosfer sehingga luas daerah jangkaunnya sempit. Modulasi Amplitudo dan Modulasi Frekuensi Di dalam modulator pemancar radio terjadi penggabungan antara getaran listrik suara dengan getaran gelombang pembawa frekuensi radio sehingga menghasilkan gelombang radio termodulasi. Jika yang diproses dalam modulator adalah amplitudo dari getaran-getaran pembawa dan getaran listrik suara, gelombang radio yang dihasilkan disebut gelombang AM (Amplitude Modulation). Gelombang AM memiliki amplitudo yang berubah-ubah sesuai dengan amplitudo getaran listrik suara, sedangkan frekuensinya tetap. Jika yang diproses dalam modulator adalah frekuensi dari getaran-getaran gelombang pembawa dan getaran listrik suara, gelombang radio yang dihasilkan disebut gelombang FM (Frequency Modulation). Gelombang FM memiliki frekuensi yang berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran listrik suara, sedangkan amplitudonya tetap. Sinar Inframerah Sinar inframerah memiliki jangkauan frekuensi 1011 - 1014 Hertz. Sinar yang tidak dapat dilihat,tetapi dapat dideteksi diatas spectrum merah ini disebut radiasi inframerah. Sinar inframerah dihasilkan oleh electron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Sesungguhnya setiap benda yang bersuhu diatas nol Kelvin pasti memancarkan radiasi inframerah, dan jumlah yang dipantulakn bergantung pada suhu dan warna benda. Cahaya Tampak Cahaya ini sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita, dapat didefinisikan sebagai bagian dari spectrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh manusia. Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi sesuai warnanya. 4 x 10-7 m untuk cahaya ungu hingga 7 x 10-7m untuk cahaya merah. Sinar Ultraviolet Sinar ultraviolet memiliki jangkauan frekuensi antara 1015-1016 Hz. Sinar ultraviolet dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik, kira-kira akan sama dengan energy yang diperlukan dalam reaksi kimia, sinar ultraviolet (UV) dibedakan menjadi 3 yaitu UV-A, UV-B, UV-C, yang masing-masing memiliki fungsi atau kegunaan atau bahkan kerugian yang berbeda-beda. Sinar-X Sinar-X memiliki jangkauan frekuensi antara 1016-1020 Hz. Sinar-X memiliki daya tembus yang kuat karena panjang gelombangnya sangat pendek. Daya tembusnya tergantung frekuensi, semakin tinggi frekuensinya, semakin kuat daya tembusnya. Daya tembus sinar-X juga bergantung pada jenis bahan yang ditembusnya. Sinar Gamma Sinar Gamma memiliki jangkauan frekuensi antara 1020-1025 Hz. Sinar gamma dihasilkan dari peristiwa peluruhan inti radioaktif, yaitu keadaan saat inti atom unsur yang tidak stabil meluruh menjadi inti atom yang stabil dengan memancarkan sinar radioaktif, yaitu sinar alfa, sinar beta, dan sinar gamma. Sinar gamma tidak memiliki massa maupun muatan listrik sehingga digolongkan sebagai gelombang elektromagnetik. DAMPAK PENGGUNAAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Dampak Positif Pancaran inframerah yang digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker Radiasi inframerah digunakan dalam pembuatan peralatan-peralatan listrik, seperti Remote Control, TV, AC, VCD dan lain-lain. Dapat juga digunakan sebagi alarm pencuri Salah satu penggunaan cahaya tampak seperti sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran Sinar ultraviolet dari matahari juga merangsang badan kita untuk menghasilkan vitamin D yang kita perlukan untuk tulang yang sehat. Sinar ultraviolet juga dibutuhkan dalam proses fotosintesis tumbuh-tumbuhan. Sinar ultraviolet dapat membunuh kuman dan virus, sehingga digunakan dalam proses mensterilkan alat-alat kedokteran sebelum digunakan. Sinar gamma dapat digunakan untuk membunuh sel-sel kanker yang berada dalam tubuh.dll Dampak Negatif Sinar UV-B jika terkena kulit manusia, akan memicu kanker kulit dan mengubah DNA dalam jangka waktu lama. Disamping itu, juga menyebabkan pertumbuhan kerdil pada berbagai tanaman. Gangguan pada organ-organ tubuh manusia berupa kanker otak, gangguan pendengaran,tumor, gangguan pada mata, gangguan reproduksi dan kepala pusing. dll