Jenis Gelombang Elektromagnetis
Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi
elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam
panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara
langsung berkaitan
- Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi, hasilnya kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
- Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GHz
- Panjang gelombang dikalikan dengan energi per foton adalah 1.24 μeVm
Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah
yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada
gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang.
Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis
yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi. Biasanya dalam
mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk
foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi
menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ≥ 0,5 mm). Istilah "spectrum
optik" juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum
elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang
gelombang saja (320 - 700 nm)
Gelombang
elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell ternyata terbentang dalam rentang
frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik
dapat diidentifikasi berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Cahaya
merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana gelombang radio atau sinar-X.
Masing-masing memiliki penggunaan yang berbeda meskipun mereka secara fisika
menggambarkan gejala yang serupa, yaitu gejala gelombang, lebih khusus lagi
gelombang elektromagnetik. Mereka dibedakan berdasarkan frekuensi dan panjang
gelombangnya.
Macam-Macam Gelombang Elektromagnetik
1.
Gelombang Radio
Dasar teori dari
perambatan gelombang
elektromagnetik pertama kali
dijelaskan pada 1873 oleh James
Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society mengenai teori
dinamika medan elektromagnetik (A dynamical theory of the electromagnetic
field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865
Gelombang radio adalah satu
bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan
listrik dari gelombang osilator (gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang
audio (ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) pada suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi
elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.
Undang-undang
Nomor 32 Tahun 2002 Tentang Penyiaran menyebutkan
bahwa frekuensi radio merupakan gelombang elektromagnetik yang diperuntukkan
bagi penyiaran dan merambat di udara serta ruang angkasa tanpa sarana
penghantar buatan, merupakan ranah publik dan sumber daya alam terbatas.
Seperti spektrum elektromagnetik yang lain, gelombang radio merambat dengan
kecepatan 300.000 kilometer per detik. Perlu diperhatikan bahwa gelombang radio
berbeda dengan gelombang audio.
Suatu sistem
telekomunikasi yang menggunakan gelombang radio sebagai pembawa sinyal
informasinya pada dasarnya terdiri dari antena pemancar dan antena penerima.
Sebelum dirambatkan sebagai gelombang radio, sinyal informasi dalam berbagai
bentuknya (suara pada sistem radio, suara dan data pada sistem seluler, atau
suara dan gambar pada sistem TV) terlebih dahulu dimodulasi. Modulasi di sini secara sederhana dinyatakan
sebagai penggabungan antara getaran listrik informasi (misalnya suara pada
sistem radio) dengan gelombang pembawa frekuensi radio tersebut. Penggabungan
ini menghasilkan gelombang radio termodulasi. Gelombang inilah yang dirambatkan
melalui ruang dari pemancar menuju penerima.
Gelombang radio
merambat pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz,
sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada
siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan
ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada
dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui modulasi amplitudo (AM) dan modulasi frekuensi (FM).
2.
Gelombang Mikro
(Micro Wave)
Gelombang
Mikro (Micro Wave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super
tinggi (Super High Frequency) yaitu diatas 3 GHz (3x109 Hz)
Jika gelombang
mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda
tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas
dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.
Gelombang mikro
juga dimanfaatkan pada radar. Radar digunakan untuk mencari dan menentukan
jejak suatu benda dengan gelombang mikro denganfrekuensi sekitar 1010 Hz.
Oven
microwave menggunakan sifat-sifat gelombang mikro (microwave) berupa efek panas untuk memasak. Selain itu,
gelombang mikro juga digunakan dalam sistem komunikasi radar dan analisis
struktur atom dan molekul.
Rentang
frekuensi gelombang mikro membentang dari 3 GHz hingga 300 GHz. Frekuensi
sebesar ini dihasilkan dari rangkaian osilator pada alat-alat elektronik.
Gelombang mikro dapat diserap oleh suatu benda dan menimbulkan efek pemanasan
pada benda tersebut. Sebuah sistem pemanas berbasis microwave dapat
memanfaatkan gejala ini untuk memasak benda. Sistem semacam ini digunakan dalam
oven microwave yang dapat mematangkan makanan di dalamnya secara merata dan
dalam waktu singkat (cepat).
Dalam
suatu sistem radar, gelombang mikro dipancarkan terus menerus ke segala arah
oleh pemancar. Jika ada objek yang terkena gelombang ini, sinyal akan
dipantulkan oleh objek dan diterima kembali oleh penerima. Sinyal pantulan ini
akan memberikan informasi bahwa ada objek yang dekat yang akan ditampilkan oleh
layar radar.
Sistem radar banyak dimanfaatkan
oleh pesawat terbang dan kapal selam. Dengan adanya radar, pesawat terbang dan
kapal selam mampu mendeteksi keberadaan objek lain yang dekat dengan mereka. Di
saat cuaca buruk di mana terjadi badai dan gangguan cuaca yang dapat mengganggu
pengelihatan, keberadaan radar dapat membantu navigasi pesawat terbang untuk
mengetahui arah dan posisi mereka dari tempat tujuan pendaratan.
3.
Sinar Inframerah (Infra Red)
Inframerah adalah radiasi
elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya (dari bahasa Latin infra,
"bawah"), merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang
terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan
memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan secara tidak
sengaja oleh Sir William Herschell, astronom kerajaan
Inggris ketika
ia sedang mengadakan penelitian mencari bahan penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi
kecerahan gambar matahari dalam tata
surya teleskop.
Sinar
inframerah (infrared/IR) termasuk dalam gelombang elektromagnetik dan berada
dalam rentang frekuensi 300 GHz sampai 40.000 GHz (10 pangkat 13). Sinar inframerah
dihasilkan oleh proses di dalam molekul dan benda panas. Telah lama diketahui
bahwa benda panas akibat aktivitas (getaran) atomik dan molekuler di dalamnya
dianggap memancarkan gelombang panas dalam bentuk sinar inframerah. Oleh karena
itu, sinar inframerah sering disebut radiasi panas.
Karakteristik:
· Tidak dapat dilihat oleh manusia
· Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang
· Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas
· Panjang gelombang pada
inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu.
Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.
Jenis-Jenis Inframerah Berdasarkan Panjang Gelombang:
· Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang
0.75 – 1.5 µm
· Inframerah jarak menengah dengan panjang
gelombang 1.50 – 10 µm
· Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang 10
– 100 µm
