Gelombang Elektromagnetik – Pengertian, Macam Spektrum dan Contoh Manfaat

Adam Muiz
Adam Muizhttps://adammuiz.com/
The only thing I know is that on the other side of a decision, I'm there. And if I'm there, no matter what path I go, there'll always be something to love.

Salam Kenal

Artikel Pilihan

Radiasi elektromagnetik (EM) adalah energi yang ada di sekitar kita dan memiliki banyak bentuk, seperti gelombang radio, gelombang mikro, sinar-X, dan sinar gamma.

Sinar matahari juga merupakan bentuk energi EM, tetapi cahaya yang dapat dilihat manusia hanya sebagian kecil dari spektrum EM dari rentang panjang gelombang elektromagnetik yang luas.

Baca Juga : Pengertian Bluetooth – Macam Versi, Fungsi dan Contoh Penggunaan

Pengertian Elektromagnetik

Elektromagnetik terdiri dari dua kata yakni elektro dan magnetik. Gelombang elektromagnetik atau GEM adalah gelombang yang tercipta sebagai hasil getaran antara medan listrik dan medan magnet.

Secara umum definisi Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa memerlukan media rambat dan membawa medan listrik (elektro) serta medan magnetik.

Elektromagnetisme merupakan cabang Fisika, yang berhubungan dengan gaya elektromagnetik yang terjadi antara partikel bermuatan listrik. Elektromagnetisme adalah salah satu dari empat gaya fundamental di alam semesta.

Medan elektromagnetik, yang juga disebut sebagai medan EM, dihasilkan ketika partikel bermuatan, seperti elektron, dipercepat.

Energi elektromagnetik adalah energi radiasi yang merambat dalam gelombang dengan kecepatan cahaya.

Radiasi elektromagnetik adalah bentuk energi yang mencakup gelombang radio, gelombang mikro, sinar-X dan sinar gamma, serta cahaya tampak.

Spektrum elektromagnetik adalah kontinum dari semua gelombang elektromagnetik yang disusun menurut frekuensi dan panjang gelombang.

Elektromagnet adalah magnet yang menggunakan listrik. Tidak seperti magnet permanen, kekuatan elektromagnet dapat dengan mudah diubah dengan mengubah jumlah arus listrik yang mengalir melaluinya. Kutub elektromagnet bahkan dapat dibalik dengan membalikkan aliran listrik.

Cahaya adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik, memiliki panjang gelombang yang dapat dilihat oleh mata manusia. Ini merupakan bagian kecil dari spektrum elektromagnetik dan radiasi yang dipancarkan oleh bintang-bintang seperti matahari.

Baca Juga : Pengertian Tata Surya – Pembentukan, Susunan dan Teori

Sejarah Elektromagnetik

Sejarah
Eksperimen yang dilakukan Hertz

Elektromagnetisme adalah bidang fisika yang melibatkan studi tentang gaya elektromagnetik, sejenis interaksi fisik yang terjadi antara partikel bermuatan listrik.

Gaya elektromagnetik (electromagnetic force) biasanya menghasilkan medan elektromagnetik, seperti medan listrik, medan magnet dan cahaya. Gaya elektromagnetik adalah salah satu dari empat interaksi fundamental (biasa disebut gaya) di alam.

Sampai tahun 1820, satu-satunya magnetisme yang diketahui adalah magnet besi dan “batu magnet”, magnet alami bijih kaya besi.

Diyakini bahwa bagian dalam Bumi termagnetisasi dengan cara yang sama, dan para ilmuwan sangat bingung ketika mereka menemukan bahwa arah jarum kompas di setiap tempat perlahan bergeser, dekade demi dekade, menunjukkan variasi lambat dari medan magnet Bumi.

Baca Juga : Pengertian Sains – Definisi, Tujuan, Ciri-ciri, Batasan dan Hakikat

Teori Edmond Halley

Bagaimana magnet besi dapat menghasilkan perubahan seperti itu? Awalnya Pada 1683, Halley menghasilkan yang pertama dari banyak makalah tentang medan magnet bumi.

Pada 1696, ia berpendapat bahwa Bumi terbuat dari kulit terluar dan inti dalam yang terpisah.

Masing-masing menghasilkan dipol magnetnya sendiri. Itu adalah gerakan inti dalam yang menghasilkan perilaku magnetisme terestrial yang diamati.

Hans Christian Oersted: Eksperimen Elektromagnetisme

Hans Christian Oersted adalah seorang profesor sains di Universitas Kopenhagen. Pada tahun 1820 ia mengatur di rumahnya demonstrasi sains kepada teman-teman dan siswa.

Dia berencana untuk mendemonstrasikan pemanasan kawat oleh arus listrik, dan juga untuk melakukan demonstrasi magnet, di mana dia menyediakan jarum kompas yang dipasang pada dudukan kayu.

Saat melakukan demonstrasi listriknya, Oersted terkejut karena setiap kali arus listrik dinyalakan, jarum kompas bergerak. Dia tetap diam dan menyelesaikan demonstrasi, tetapi pada bulan-bulan berikutnya bekerja keras mencoba memahami fenomena baru.

Namun, Oersted tidak bisa menjelaskan alasannya. Jarum tidak tertarik ke kawat atau menolaknya. Sebaliknya, ia cenderung berdiri tegak lurus. Pada akhirnya, ia mempublikasikan temuannya tanpa penjelasan apapun.

Andre Marie Ampere dan Elektromagnetisme

Andre Marie Ampere di Prancis merasa bahwa jika arus dalam kawat menimbulkan gaya magnet pada jarum kompas, dua kabel tersebut juga harus berinteraksi secara magnetis.

Dalam serangkaian eksperimen yang cerdik, Andre Marie Ampere menunjukkan bahwa interaksi ini sederhana dan mendasar: arus paralel (lurus) menarik, arus anti-paralel menolak.

Gaya antara dua arus paralel lurus yang panjang berbanding terbalik dengan jarak antara keduanya dan sebanding dengan intensitas arus yang mengalir pada masing-masing arus tersebut.

James Clerk Maxwell

Dengan demikian terdapat dua jenis gaya yang berhubungan dengan listrik—listrik dan magnet.

Pada tahun 1864, James Clerk Maxwell mendemonstrasikan hubungan halus antara dua jenis gaya, yang secara tak terduga melibatkan kecepatan cahaya.

James Clerk Maxwell mengembangkan sebuah teori baru yang menghubungkan antara erat medan listrik dan medan magnet.

James Clerk Maxwell beropini bahwa perubahan medan listrik dapat menyebabkan perubahan pada medan magnet, maka akan tercipta sebuah gelombang.

Heinrich Rudolf Hertz

Dari percobaan yang dilakukan James Clerk Maxwell, selanjutnya pada 25 tahun setelahnya, dibuktikan oleh Hertz.

Fisikawan Jerman yakni Heinrich Rudolf Hertz menemukan gelombang berada di luar rentang dari sinar inframerah yang kemudian disebut dengan gelombang mikro dan radio.

Melalui percobaan yang dilakukan oleh Heinrich Hertz tersebut, membuat teori James Maxwell terbukti dan dibenarkan.

Kemudian, gelombang yang ditemukan Maxwell tersebut pada akhirnya dinamakan gelombang elektromagnetik yang sering disingkat GEM.

Albert Einstein

Ternyata terdapat beberapa kekurangan teori James Maxwell sehingga diperdebatkan, teori yang menyatakan “kecepatan cahaya pada medium tertentu yakni konstan”.

Diketahui, padahal kecepatan cahaya berbeda-beda yaitu tergantung dengan pengamatnya.

Pada tahun 1905 akhirnya konsep relativitas khusus Albert Einstein menyempurnakan pemahaman konsep gelombang elektromagnetik.

Baca Juga : Pengertian Energi – Bentuk, Macam, Sumber dan Contoh Manfaat

Karakteristik Elektromagnetik

Karakteristik

Maxwell menjelaskan 4 hal penting timbulnya GEM

  • Disekitar muatan timbul medan listrik
  • Disekitar kawat berarus listrik akan timbul medan magnet yang disebut Induksi Magnet
  • Perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik
  • Perubahan medan listrik harus menimbulkan medan magnet

Cara Kerja Elektromagnetik

Ketika berbicara tentang cara kerjanya, kita dapat menganggap energi atau radiasi elektromagnetik bekerja mirip dengan gelombang laut biasa.

Dalam metafora ini, radiasi elektromagnetik adalah air. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang laut, dan energi elektromagnetik dihasilkan dari gelombang yang membawa air dari tengah laut ke pantai.

Energi itu dicontohkan oleh kekuatan yang dibutuhkan untuk memindahkan semua air itu melintasi jarak yang jauh.

Itu merupakan perumpaan untuk lebih mudah memahaminya, untuk transfer dan pembangkitan energi elektromagnetik sebenarnya sedikit lebih kompleks.

Baca Juga : Pengertian WiFi – Sejarah, Fungsi, Macam Jenis dan Contoh Manfaat

Sifat Gelombang Elektromagnetik

  • Gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan medium dalam merambat
  • Gelombang elektromagnetik tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet
  • Gelombang elektromagnetik tergolong dalam gelombang transversal, sehingga dapat mengalami : pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi dan polarisasi
  • Semua spektrum gelombang elektromagnetik memiliki kecepatan yang sama dan hanya tergantung pada mediumnya

Fungsi dan Manfaat Elektromagnetik

Di luar astronomi, spektrum EM digunakan untuk segala macam hal di Bumi. Pertama-tama, gelombang radio sangat berguna untuk komunikasi, seperti televisi dan radio, karena panjang gelombangnya yang panjang berarti dapat dipindahkan dengan mudah melalui jarak yang jauh.

Gelombang mikro bisa digunakan untuk memasak, karena frekuensinya dapat dengan mudah diserap oleh molekul yang terdapat di dalam makanan.

Gelombang inframerah berguna untuk pemanas listrik, karena cahaya inframerah menyebabkan ikatan kimia melepaskan panas, juga untuk kamera penglihatan malam, karena kamera inframerah dapat melihat pancaran cahaya inframerah.

Cahaya tampak, tentu saja sangat penting bagi kita untuk dapat melihat segala sesuatu di sekitar.

Radiasi ultraviolet, meskipun dapat berbahaya dalam jumlah besar dari matahari, juga dapat digunakan untuk mensterilkan air.

Dan sinar gamma berguna dalam pengobatan, misalnya memungkinkan sel kanker untuk ditargetkan dan dihancurkan.

Ada banyak kegunaan spektrum elektromagnetik, yang tanpanya kita tidak akan melihat banyak hal sama sekali di alam semesta.

Macam Spektrum Elektromagnetik

Spektrum

Gelombang elektromagnetik memiliki berbagai macam aplikasi praktis sehari-hari yang mencakup beragam kegunaan seperti komunikasi melalui telepon seluler dan siaran radio, WiFi, memasak, penglihatan, pencitraan medis, dan mengobati kanker.

Dalam modul ini, kita membahas bagaimana gelombang elektromagnetik diklasifikasikan ke dalam kategori seperti radio, inframerah, ultraviolet, dan sebagainya.

1. Gelombang Radio

Gelombang radio (radio wave) adalah gelombang EM (Elektromagnetik) yang memiliki panjang gelombang antara 1 milimeter dan 100 kilometer (atau frekuensi 300 GHz dan 3 kHz).

Gelombang Radio
Ciri Ciri Gelombang Radio
  • Bagian frekuensi terendah dari spektrum elektromagnetik ditetapkan sebagai “radio”, umumnya dianggap memiliki panjang gelombang dalam 1 milimeter hingga 100 kilometer atau frekuensi dalam 300 GHz hingga 3 kHz.
  • Ada berbagai subkategori yang terkandung dalam radio termasuk radio AM dan FM. Gelombang radio dapat dihasilkan oleh sumber-sumber alam seperti petir atau fenomena astronomi; atau oleh sumber buatan seperti menara radio siaran, telepon seluler, satelit dan radar.
  • Gelombang radio AM difungsikan guna membawa sinyal radio komersial pada rentang frekuensi dari 540 hingga 1600 kHz. AM merupakan singkatan dari amplitudo modulasi—metode untuk menempatkan informasi pada gelombang ini. Gelombang AM memiliki frekuensi yang konstan, tetapi amplitudonya bervariasi.
  • Gelombang radio FM digunakan juga sebagai transmisi radio komersial untuk rentang frekuensi 88 hingga 108 MHz. FM singkatan dari frekuensi modulasi, yang mampu menghasilkan gelombang amplitudo konstan namun frekuensi bervariasi.
Karakteristik Gelombang Radio
  • Gelombang radio AM: Gelombang yang digunakan untuk membawa sinyal radio komersial antara 540 dan 1600 kHz. Informasi dibawa oleh variasi amplitudo, sedangkan frekuensi tetap konstan.
  • Gelombang radio FM: Gelombang yang digunakan untuk membawa sinyal radio komersial antara 88 dan 108 MHz. Informasi dibawa oleh modulasi frekuensi, sedangkan amplitudo sinyal tetap konstan.
  • gelombang radio: Menunjukkan bagian dari spektrum elektromagnetik yang memiliki frekuensi mulai dari 300 GHz hingga 3 kHz, atau yang setara, panjang gelombang dari 1 milimeter hingga 100 kilometer.

Gelombang radio memiliki banyak kegunaan—kategori ini dibagi menjadi banyak subkategori, termasuk gelombang mikro dan gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk radio AM dan FM, telepon seluler, dan TV.

Frekuensi radio terendah yang biasa ditemui dihasilkan oleh saluran transmisi listrik AC tegangan tinggi pada frekuensi 50 atau 60 Hz.

Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat panjang ini (sekitar 6000 km) adalah salah satu cara kehilangan energi dalam transmisi daya jarak jauh.

Kegunaan Gelombang Radio

Gelombang radio frekuensi sangat rendah (ELF) sekitar 1 kHz digunakan untuk berkomunikasi dengan kapal selam yang menyelam.

Kemampuan gelombang radio untuk menembus air asin terkait dengan panjang gelombangnya (seperti halnya jaringan penetrasi ultrasound)—semakin panjang panjang gelombangnya, semakin jauh penetrasinya.

Karena air asin adalah konduktor yang baik, gelombang radio diserap dengan kuat olehnya; panjang gelombang yang sangat panjang diperlukan untuk mencapai kapal selam di bawah permukaan.

Gelombang elektromagnetik radio juga memancarkan transmisi televisi. Namun, karena gelombang harus membawa banyak informasi visual serta audio, setiap saluran memerlukan rentang frekuensi yang lebih besar daripada transmisi radio sederhana.

Saluran TV menggunakan frekuensi dalam kisaran 54 hingga 88 MHz dan 174 hingga 222 MHz (seluruh pita radio FM terletak di antara saluran 88 MHz dan 174 MHz). Saluran TV ini disebut VHF (frekuensi sangat tinggi).

Saluran lain yang disebut UHF (frekuensi ultra tinggi) menggunakan rentang frekuensi yang lebih tinggi dari 470 hingga 1000 MHz.

Sinyal video TV adalah AM, sedangkan audio TV adalah FM. Perhatikan bahwa frekuensi ini adalah transmisi gratis dengan pengguna yang menggunakan antena atap model lama.

Parabola dan transmisi kabel TV terjadi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi, dan berkembang pesat dengan penggunaan format definisi tinggi atau HD.

Baca Juga : Gelombang Radio – Pengertian, Jenis, Fungsi dan Contoh

2. Gelombang Mikro

Gelombang mikro (micro wave) adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang mulai dari satu meter hingga satu milimeter (frekuensi antara 300 MHz dan 300 GHz).

Microwave
Ciri Ciri Gelombang Mikro
  • Daerah gelombang mikro dari spektrum elektromagnetik (EM) umumnya dianggap tumpang tindih dengan gelombang radio frekuensi tertinggi.
  • Awalan “mikro-” dalam “gelombang mikro” tidak dimaksudkan untuk menunjukkan panjang gelombang dalam kisaran mikrometer. Ini menunjukkan bahwa gelombang mikro “kecil” dibandingkan dengan gelombang yang digunakan dalam siaran radio pada umumnya karena memiliki panjang gelombang yang lebih pendek.
  • Bagian gelombang mikro dari spektrum elektromagnetik dapat dibagi menjadi tiga rentang yang tercantum di bawah ini dari frekuensi tinggi ke rendah: frekuensi sangat tinggi (30 hingga 300 GHz), frekuensi super tinggi (3 hingga 30 GHz), dan frekuensi ultra-tinggi (300 MHz hingga 3GHz).
  • Sumber gelombang mikro termasuk perangkat buatan seperti sirkuit, menara transmisi, radar, maser, dan oven microwave, serta sumber alami seperti Matahari dan Cosmic Microwave Background.
  • Gelombang mikro juga dapat dihasilkan oleh atom dan molekul. Misalnya, komponen radiasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh agitasi termal. Gerakan termal atom dan molekul dalam objek apa pun pada suhu di atas nol mutlak menyebabkannya memancarkan dan menyerap radiasi.
Karakteristik Gelombang Mikro
  • Radiasi terahertz: Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sekitar satu terahertz.
  • Agitasi termal (thermal agitation): Gerakan termal atom dan molekul dalam objek apa pun pada suhu di atas nol absolut, menyebabkan mereka memancarkan dan menyerap radiasi.
  • Radar: Sebuah metode untuk mendeteksi objek yang jauh dan menentukan posisi, kecepatan, atau karakteristik lainnya dengan analisis gelombang radio yang dikirim (biasanya gelombang mikro) yang dipantulkan dari permukaannya.
Kegunaan Gelombang Mikro

Bagian gelombang mikro dari spektrum radio dapat dibagi menjadi tiga rentang, tercantum di bawah ini dari frekuensi tinggi ke rendah.

  • Frekuensi sangat tinggi (EHF) adalah pita frekuensi gelombang mikro tertinggi. EHF menjalankan rentang frekuensi dari 30 hingga 300 gigahertz, di atasnya radiasi elektromagnetik dianggap sebagai cahaya inframerah, juga disebut sebagai radiasi terahertz. Rentang frekuensi ini sesuai dengan rentang panjang gelombang 10 hingga 1 milimeter, sehingga kadang-kadang disebut pita milimeter. Pita ini biasa digunakan dalam astronomi radio.
  • Frekuensi super tinggi (SHF) adalah sebutan untuk frekuensi gelombang elektromagnetik dalam kisaran 3 GHz hingga 30 GHz. Pita frekuensi ini dikenal juga sebagai pita sentimeter karena panjang gelombang berkisar dari sepuluh hingga satu sentimeter. Rentang frekuensi ini digunakan untuk sebagian besar pemancar radar, oven microwave, LAN nirkabel, telepon seluler, komunikasi satelit, tautan relai radio gelombang mikro, dan berbagai tautan data terestrial jarak pendek.
  • Frekuensi ultra-tinggi (UHF) menunjukkan rentang frekuensi gelombang mikro gelombang elektromagnetik antara 300 MHz dan 3 GHz, juga dikenal sebagai pita desimeter karena panjang gelombang berkisar dari satu hingga sepuluh desimeter, atau 10 sentimeter hingga 1 meter. Digunakan untuk siaran televisi, telepon nirkabel, walkie-talkie, komunikasi satelit, dan banyak aplikasi lainnya.

Baca Juga : Gelombang Mikro – Pengertian, Macam Jenis dan Contoh Manfaat

3. Gelombang Inframerah

Cahaya inframerah (IR) adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak, membentang dari tepi merah nominal spektrum tampak pada 0,74 mikrometer (µm) hingga 1 mm.

InfraRed

Rentang panjang gelombang ini sesuai dengan rentang frekuensi sekitar 300 GHz hingga 400 THz, dan mencakup sebagian besar radiasi termal yang dipancarkan oleh benda-benda di dekat suhu kamar.

Cahaya infrared dipancarkan atau diserap oleh molekul ketika mereka mengubah gerakan rotasi-getarannya.

Karakteristik Gelombang Inframerah
  • Cahaya inframerah mencakup sebagian besar radiasi termal yang dipancarkan oleh benda-benda di dekat suhu kamar. Cahaya inframerah dipancarkan atau diserap oleh molekul ketika mereka mengubah gerakan rotasi-getarannya.
  • Bagian spektrum inframerah dapat dibagi menjadi tiga wilayah dalam panjang gelombang: inframerah-jauh, dari 300 GHz (1 mm) hingga 30 THz (10 µm); inframerah tengah, dari 30 hingga 120 THz (10 hingga 2,5 µm); dan inframerah-dekat, dari 120 hingga 400 THz (2.500 hingga 750 nm).
  • Radiasi inframerah secara populer dikenal sebagai “radiasi panas”, tetapi cahaya dan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi berapa pun akan memanaskan permukaan yang menyerapnya.
  • Konsep emisivitas penting dalam memahami emisi inframerah objek. Ini adalah sifat permukaan yang menjelaskan bagaimana emisi termalnya menyimpang dari ideal benda hitam.
  • Radiasi inframerah dapat digunakan untuk menentukan suhu benda dari jarak jauh (jika emisivitas diketahui). Ini disebut termografi, terutama digunakan dalam aplikasi militer dan industri.
Kegunaan Gelombang Inframerah
  • Emisivitas: Kecenderungan memancarkan energi dari suatu permukaan, biasanya diukur pada panjang gelombang tertentu.
  • Termografi: Salah satu dari beberapa teknik untuk pengukuran jarak jauh dari variasi suhu tubuh, terutama dengan membuat gambar yang dihasilkan oleh radiasi infra merah.
  • Radiasi termal: Radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dari suatu benda sebagai akibat dari suhunya; meningkatkan suhu tubuh meningkatkan jumlah radiasi yang dihasilkan, dan menggesernya ke panjang gelombang yang lebih pendek (frekuensi lebih tinggi) dengan cara yang hanya dijelaskan oleh mekanika kuantum.

Baca Juga : Inframerah – Pengertian, Sejarah, Manfaat, Kegunaan dan Contoh Fungsi

4. Cahaya Tampak

Cahaya tampak, yang disebut spektrum tampak, adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang terlihat (dapat dideteksi oleh) mata manusia.

Radiasi elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini sering disebut sebagai “cahaya“.

Mata manusia umumnya akan merespons panjang gelombang dari sekitar 390 hingga 750 nm (0,39 hingga 0,75 µm).

Cahaya Terlihat

Dalam hal frekuensi, ini sesuai dengan pita di sekitar 400–790 THz. Mata yang beradaptasi dengan cahaya umumnya memiliki sensitivitas maksimum sekitar 555 nm (540 THz), di wilayah hijau spektrum optik.

Namun, spektrumnya tidak mengandung semua warna yang dapat dibedakan oleh mata dan otak manusia.

Warna tak jenuh seperti merah muda, atau variasi ungu seperti magenta, tidak ada, misalnya, karena mereka hanya dapat dibuat dengan campuran beberapa panjang gelombang.

Warna yang dapat dihasilkan oleh cahaya tampak dari pita panjang gelombang sempit (cahaya monokromatik) disebut warna spektral murni.

Berguna untuk Fotosintesis

Tumbuhan, telah berevolusi untuk memanfaatkan dan merespons bagian spektrum elektromagnetik tempat mereka tertanam.

Tumbuhan (dan banyak bakteri) mengubah energi cahaya yang ditangkap dari Matahari menjadi energi kimia yang dapat digunakan untuk bahan bakar aktivitas organisme.

Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, fotosintesis menggunakan karbon dioksida dan air, melepaskan oksigen sebagai produk limbah.

Fotosintesis sangat penting untuk semua kehidupan tumbuhan di Bumi (seperti manusia dan hewan). Bagian dari spektrum EM yang digunakan oleh organisme fotosintesis disebut daerah aktif fotosintesis (PAR) dan sesuai dengan radiasi matahari antara 400 dan 700 nm, secara substansial tumpang tindih dengan jangkauan penglihatan manusia.

Baca Juga : Cahaya Tampak – Pengertian, Gelombang dan Contoh Macam Spektrum

5. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet (UV) adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih pendek dari cahaya tampak, tetapi lebih panjang dari sinar-X, yaitu dalam kisaran 10 nm hingga 400 nm, sesuai dengan energi foton dari 3 eV hingga 124 eV (1 eV = 1.6e-19 J; Radiasi EM dengan frekuensi lebih tinggi daripada cahaya tampak sering dinyatakan dalam energi daripada frekuensi).

UV

Dinamakan demikian karena spektrumnya terdiri dari gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang lebih tinggi daripada yang diidentifikasi manusia sebagai warna ungu. Frekuensi ini tidak terlihat oleh manusia, tetapi terlihat oleh sejumlah serangga dan burung.

Ciri Ciri UV
  • Sinar ultraviolet mendapatkan namanya karena spektrumnya terdiri dari gelombang elektromagnetik dengan frekuensi lebih tinggi daripada yang diidentifikasi manusia sebagai warna ungu.
  • Kebanyakan UV adalah radiasi non-pengion, meskipun UV dengan energi yang lebih tinggi (10-120 nm) adalah pengion. Semua UV dapat memiliki efek berbahaya pada materi biologis (seperti menyebabkan kanker) dengan energi tertinggi menyebabkan kerusakan paling besar.
  • Bahaya yang ditimbulkan oleh radiasi UV energi rendah berasal dari kekuatan foton ultraviolet untuk mengubah ikatan kimia dalam molekul, bahkan tanpa memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi atom.
  • Radiasi UV matahari umumnya dibagi menjadi tiga wilayah: UV-A (320–400 nm), UV-B (290–320 nm), dan UV-C (220–290 nm), diurutkan dari panjang gelombang yang panjang hingga yang lebih pendek (dari yang lebih kecil energi yang lebih besar).
  • Sebagian besar UV-B dan semua UV-C diserap oleh molekul ozon (O3) di bagian atas atmosfer. Akibatnya, 99% radiasi UV matahari yang mencapai permukaan bumi adalah UV-A.
Kegunaan UV
  • Lapisan ozon: Sebuah wilayah stratosfer, antara 15 dan 30 kilometer di ketinggian, mengandung konsentrasi ozon yang relatif tinggi; menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet matahari.
  • Radiasi pengion: radiasi energi tinggi yang mampu menyebabkan ionisasi pada zat yang dilaluinya; juga termasuk partikel berenergi tinggi
  • Radiasi non-pengion: Radiasi yang tidak menyebabkan ionisasi atmosfer; radiasi netral secara listrik.

Baca Juga : Ultraviolet – Pengertian, Macam, Contoh Dampak dan Manfaat

6. Sinar X

Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam kisaran 0,01 hingga 10 nanometer, sesuai dengan frekuensi dalam kisaran 30 petahertz hingga 30 exahertz (3×1016 Hz hingga 3×1019 Hz) dan energi dalam kisaran 100 eV hingga 100 keV.

xray

Panjang gelombangnya lebih pendek dari sinar UV dan lebih panjang dari sinar gamma. Dalam banyak bahasa, radiasi-X disebut radiasi Röntgen, diambil dari nama Wilhelm Röntgen sebagai penemunya, dan yang menamakannya radiasi-X untuk menandakan jenis radiasi yang tidak diketahui.

Karakteristik Sinar-X
  • Sinar-X memiliki panjang gelombang lebih pendek (energi lebih tinggi) daripada gelombang UV dan, umumnya, panjang gelombang lebih panjang (energi lebih rendah) daripada sinar gamma.
  • Karena sinar-X memiliki energi yang sangat tinggi, mereka dikenal sebagai radiasi pengion dan dapat membahayakan jaringan hidup. Dosis radiasi yang sangat tinggi dalam waktu singkat menyebabkan penyakit radiasi, sedangkan dosis yang lebih rendah dapat meningkatkan risiko kanker akibat radiasi.
  • Dosis radiasi sinar-X yang lebih rendah dapat sangat efektif digunakan dalam radiografi medis dan spektroskopi sinar-X. Dalam kasus radiografi medis, manfaat menggunakan sinar-X untuk pemeriksaan jauh lebih besar daripada risikonya.
  • Sinar-X dibagi menjadi dua kategori: sinar-X keras dengan energi di atas 5-10 keV (di bawah panjang gelombang 0,2-0,1 nm) dan sinar-X lunak dengan energi 100 eV – 5 keV (panjang gelombang 10 – 0,1 nm). Sinar-X keras lebih berguna untuk radiografi karena menembus jaringan.
  • Perbedaan antara sinar-X dan sinar gamma ada tumpang tindih substansial pada batas energi tinggi. Namun secara umum dibedakan berdasarkan sumbernya, yaitu sinar gamma yang berasal dari nukleus dan sinar-X dari elektron dalam atom.
Kegunaan Sinar-X
  • Spektroskopi sinar-X: Penggunaan spektrometer sinar-X untuk analisis kimia.
  • Kristalografi sinar-x: Sebuah teknik di mana pola yang dibentuk oleh difraksi sinar-X saat melewati zat kristal menghasilkan informasi tentang struktur kisi kristal, dan struktur molekul zat tersebut.
  • Radiografi: Sebuah gambar, seringkali negatif fotografis, dihasilkan oleh radiasi selain cahaya normal; terutama foto rontgen.

Baca Juga : Sinar X – Pengertian, Radiasi dan Contoh Kegunaan

7. Sinar gamma

Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik frekuensi sangat tinggi yang biasanya dipancarkan dari peluruhan radioaktif dengan frekuensi lebih besar dari 1019 Hz.

gamma ray
Karakteristik Sinar Gamma
  • Sinar gamma adalah radiasi EM energi tertinggi dan biasanya memiliki energi lebih besar dari 100 keV, frekuensi lebih besar dari 1019 Hz, dan panjang gelombang kurang dari 10 pikometer.
  • Sinar gamma dari peluruhan radioaktif didefinisikan sebagai sinar gamma berapa pun energinya, sehingga tidak ada batas bawah energi gamma yang berasal dari peluruhan radioaktif. Peluruhan gamma biasanya menghasilkan energi beberapa ratus keV, dan hampir selalu kurang dari 10 MeV.
  • Sinar gamma memiliki karakteristik yang identik dengan sinar-X dengan frekuensi yang sama—mereka hanya berbeda pada sumbernya. Sinar gamma biasanya dibedakan berdasarkan asalnya: Sinar-X dipancarkan menurut definisi oleh elektron di luar nukleus, sedangkan sinar gamma dipancarkan oleh nukleus.
  • Sumber alami sinar gamma termasuk peluruhan gamma dari radioisotop alami seperti kalium-40, dan juga sebagai radiasi sekunder dari interaksi atmosfer dengan partikel sinar kosmik. Proses astrofisika yang eksotis juga akan menghasilkan sinar gamma.
  • Sinar gamma adalah radiasi pengion dan karenanya berbahaya secara biologis. Bentuk radiasi gamma yang paling merusak secara biologis terjadi pada energi antara 3 dan 10 MeV.
Ciri Utama
  • Sinar gamma: Radiasi elektromagnetik frekuensi sangat tinggi (dan karenanya energi sangat tinggi) yang dipancarkan sebagai konsekuensi radioaktivitas.
  • Radiasi pengion: radiasi energi tinggi yang mampu menyebabkan ionisasi pada zat yang dilaluinya; juga termasuk partikel berenergi tinggi
  • Peluruhan gamma: Reaksi nuklir dengan emisi sinar gamma.

Baca Juga : Sinar Gamma – Pengertian, Sejarah, Kegunaan dan Bahaya

Sumber Referensi

National Geographic https://www.youtube.com/watch?v=Elv3WpL32UE
https://byjus.com/physics/electromagnetism/
https://byjus.com/physics/maxwells-equations/
https://www.who.int/news-room/questions-and-answers/item/radiation-electromagnetic-fields
https://www.livescience.com/38169-electromagnetism.html
https://justenergy.com/blog/electromagnetic-energy-understanding/
https://www.thoughtco.com/history-of-electromagnetism-1991597
https://ethw.org/Geomagnetism_and_Edmond_Halley_(1656-1742)
https://www.zenius.net/blog/gelombang-elektromagnetik
https://www.space.com/what-is-the-electromagnetic-spectrum
https://courses.lumenlearning.com/boundless-physics/chapter/the-electromagnetic-spectrum/

Salam kenal dari Adam Muiz !
Support mencapai 10K Subscriber yuk
😁 Terimakasih
Follow Adam Muiz on WordPress.com

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Trending

Artikel Serupa

Download Gratis