AhmadDahlan.Net – Pelangi merupakan salah satu fenomena alam yang sering nampak di kehidupan sehari – hari kita. Pelangi merupakan fenomena yang cahaya warna warni yang biasanya tampil di langit apabila telah terjadi hujan pada suatu daerah. Tahukah kalian dalam Fisika pelangi merupakan salah satu contoh dari gelombang elektromagnetik. Apakah yang dimaksud dengan gelombang elektromagnetik? Untuk mengetahui hal tersebut, perhatikan pembahasan berikut.
A. Pengertian Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang terbentuk dari getaran antara medan listrik dan medan magnet. Salah satu ciri khas dari gelombang elektromagnetik adalah tidak membutuhkan medium dalam perambatannya. Gelombang ini pertama kali ditemukan oleh James Clark Maxwell pada saat mempelajari tentang electromagnetic field dynamic dan kemudian dibuktikan kebenaran nya oleh Heinrich Rudolph Hertz.
Adapun karakteristik dari gelombang elektromagnetik adalah :
- Tidak membutuhkan medium rambatan
- Bergerak dengan kecepatan cahaya, yaitu sebesar 3 . 108 m/s
- Dapat merambat dalam ruang vacum (kedap udara)
- Merupakan gelombang transversal
- Arah rambatannya lurus dan tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet
- Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, interfrensi, difraksi. dan polarisasi
B. Spekturm Gelombang Elektromagnetik
Spektrum elektromagnetik merupakan istilah yang digunakan untuk menjelaskan setiap rentang dari gelombang elektromagnetik. Spektrum elektromagnetik terbagi atas 7 spektrum yang masing – masing berbeda panjang dan frekuensi gelombangnya. Adapun urutan spektrum elektromagnetik dari yang memiliki panjang gelombang terbesar dan frekuensi terkecil hingga yang memiliki panjang gelombang terkecil dan frekuensi terbesar adalah :
1. Gelombang Radio
Gelombang radio merupakan spektrum elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang terpanjang dan frekuensi gelombang yang terkecil. Panjang gelombang untuk gelombang radio sekitar 103 m hingga 30 cm. Adapun frekuensi untuk gelombang radio sekitar <109 Hz.
Gelombang radio digunakan untuk menstrasmisikan sinyal komunikasi berupa radio, televisi, radio teleskop, dan sebagainya.
2. Gelombang Micro
Gelombang micro merupakan spektrum elektromagnetik yang dapat menghasilkan panas apabila diserap oleh suatu benda. Panjang gelombang untuk gelombang mikro sekitar 30 cm hingga 1 mm (10-3 m). Adapun frekuensi untuk gelombang mikro sekitar 109 – 1011 Hz
Penerapan gelombang mikro dapat ditemukan pada microwave. Microwave yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik membuat air dan molekul bergetar sehingga dapat menghasilkan panas dan dapat digunakan untuk memasak dan memanaskan makanan. Selain itu, gelombang mikro juga digunakan pada Wifi dan digunakan sebagai radar pada pesawat terbang, kapal, dan peramalan cuaca.
3. Sinar Inframerah
Panjang gelombang untuk sinar inframerah berada dalam rentang 10-5 – 0,5 . 10-6 m. Panjang maksimum gelombang sinar inframerah tepat berada di luar ujung cahaya merah pada cahaya tampak, sehingga sinar inframerah masih dapat dirasakan walaupun tidak dapat dilihat oleh mata. Adapun frekuensi untuk sinar inframerah berada pada rentang 1011 – 1014 Hz.
Sinar inframerah banyak digunakan dalam kehidupan sehari – hari. Salah satu yang biasa ditemukan adalah pada sensor panas, dan thermal imaging. Pada bidang komunikasi dan networking, sinar inframerah digunakan pada kabel dan nirkabel. Selain itu, sinar inframerah juga digunakan pada remote kontrol, kabel fiber optik, dan sebagainya.
4. Cahaya Tampak (Visible Light)
Cahaya tampak merupakan spektrum elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata manusia. Panjang gelombang dari cahaya tampak berada pada sekitar 380 – 700 nm, dengan frekuensi sekitar 1014 – 1015 Hz. Cahaya tampak ini terbagi dalam 7 warna cahaya. yang masing = masing memiliki panjang dan frekuensi yang berbeda. Adapun 7 warna cahaya tampak terdiri atas: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya merah memiliki panjang gelombang terpanjang dan frekuensi terkecil. Sebaliknya, cahaya ungu memiliki panjang gelombang terpendek dan frekuensi terbesar.
5. Sinar Ultraviolet
Panjang rentang sinar ultraviolet terletak diantara cahaya tampak dengan sinar X. Panjang gelombang untuk sinar ultraviolet adalah sekitar 380 nm – 10 nm (10-7 m). Frekuensi untuk sinar ultraviolet sekitar 1015 – 1016 Hz.
Sinar ultraviolet ini berasal dari radiasi matahari dan merupakan penyebab kulit dapat menjadi lebih gelap dan terbakar. Sinar ultraviolet dapat digunakan sebagai lampu, membantu membunuh kuman dalam air, serta dalam bidang kesehatan digunakan dalam pengoperasian mata lasik.
6. Sinar X
Sinar X memiliki panjang gelombang sekitar 10-8 – 10-13 m dan frekuensi gelombang sekitar 1016 – 1020 Hz. Sinar X merupakan spektrum elektromagnetik yang dapat digunakan untuk melihat memberikan gambaran tulang manusia atau biasa disebut dengan rontgen, serta memberikan gambaran tentang gigi manusia. Selain itu, sinar X digunakan di bandara untuk melihat isi tas penumpang.
7. Sinar Gamma
Sinar Gamma merupakan spekturm elektromagnetik yang memiliki frekuensi gelombang paling besar, tetapi memiliki panjang gelombang terpendek. Panjang gelombang untuk sinar gamma sekitar 10-10 – 10-14 m. Adapun frekuensi gelombang nya sekitar 1020 – 1025 Hz.
Sinar gamma memiliki frekuensi yang sangat besar, sehingga dapat menembus logam hingga beberapa cm. Sinar gamma ini biasa digunakan untuk mengobati penyakit tumor kanker dengan merusak DNA sel tumor.
C. Persamaan Gelombang Elektromagnetik
Besar energi pada gelombang elektromagnetik dapat dihitung menggunakan persamaan :
E=hf
karena,
f=\frac{c}{\lambda}maka,
E=h\frac{c}{\lambda}dimana,
E : Energi gelombang elektromagnetik
h : konstanta Plank (6,6 x 1034 Js)
f : frekuensi gelombang elektromagnetik (HZ)
c : cepat rambat cahaya (3 x 108 m/s)
λ : panjang gelombang elektromagnetik (m)