Radiasi Elektromagnetik

Apa itu Radiasi Elektromagnetik?

Hampir setiap orang pasti meiliki perangkat telepon genggam atau handphone. Namun apakah kalian sadari bahwa dari setiap handphone terpancar gelombang radiasi. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Sehingga gelombang yang terpancar dari handphone merupakan gelombang elektromagnetik, tak hanya handphone frekuensi gelombang itu juga terdapat dalam penggunaan Radio, Tape, Televisi, dan masih banyak lagi.

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. Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat menghantarkan muatan 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 Max Planck:

Perubahan medan listrik dan medan magnet ditimbulkan dengan cara dua bola isolator bermuatan positif dan negatif digetarkan sehingga jaraknya berubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran tersebut. Perubahan medan magnet tersebut juga menimbulkan medan listrik. Timbulnya medan listrik ini ditandai dengan dipancarkannya gelombang elektromagnetik. Pada gambar di bawah ditunjukkan perubahan medan listrik dan medan magnet yang menimbulkan adanya gelombang elektromagnetik.

Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya. Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan komponen magnetik. Interaksi gelombang elektromagnetik terjadi antara medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan elektronik dari materi.

Berikut ini adalah macam-macam gelombang berdasarkan media perambatannya:

1.Gelombang Mekanik
Membutuhkan medium perantara dalam perambatannya.Contoh: Gelombang bunyi, gelombang pada tali, gelombang pada permukaan air.
2. Gelombang Elektromagnetik
Tidak membutuhkan media perantara dalam perambatannya.Contoh: Cahaya Matahari (radiasi).

Tokoh-tokoh penting dalam penemuan Gelombang Elektromagnetik yaitu :

1. Michael Faraday

“ Perubahan medan magnetic menyebabkan muatan listrik mengalir dalam loop kawat atau ekivalen dengan bangkitnya medan listrik”

2. Maxwell

“Suatu perubahan medan listrik akan membangkitkan medan magnetik”

Spektrum Elektromagnetik

Spektrum gelombang elektromagnetik dibedakan berdasarkan rentang panjang gelombang dan frekuensinya. Spektrum ini dipancarkan oleh transisi elektron ketika suatu elektron berpindah dari orbit yang satu ke orbit yang lain. Biasanya, energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elekronvolt untuk berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk berenergi rendah (ʎ ≥ 0,5 mm).

Hubungan antara frekuensi (f), panjang gelombang (ʎ), dan kecepatan rambat gelombang elektromagnetik (c) ditulis dengan rumus sebagai berikut:

Macam-macam Gelombang

1. Gelombang Radio

Gelombang radio adalah gelombang sebagai pembawa informasi dari suatu tempat ke tempat lain yang berjauhan karena memiliki sifat yang mudah dipantulkan oleh lapisan ionosfer Bumi. Gelombang ini merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling kecil dan panjang gelombang yang paling panjang. Rentang frekuensinya luas meliputi beberapa Hertz sampai Gigahertz (orde pangkat 9). Gelombang ini dihasilkan dari beberapa gabuangan alat-alat elektronik yaitu resistor inductor dan kapasitor. Informasi berupa suara dikirimkan melalui gelombang radio dalam sebuah paket gelombang sebagai perubahan amplitudo yang dikenal dengan nama modulasi amplitudo. Sedangkan perubahan frekuensinya disebut sebagai modulasi frekuensi. Contoh penerapannya adalah TV, ponsel dan pesawat radio FM yang menggunakan gelombang modulasi frekuensi untuk membawa informasi.

2. Gelombang Mikro

Gelombang mikro (micro wave) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi, yaitu mencapai 3 x 109  Hz. Gelombang mikro selain sebagai alat berkomunikasi dapat juga sebagai alat untuk memasak karena dapat memanaskan benda  yang menyerap gelombang tersebut,

Radar merupakan singkatan dari Radio Detection and Ranging. Radar menggunakan gelombang mikro.Antena pada radar bertindak sebagai pemancar dan penerima gelombang elektromagnetik. Pengiriman gelombang dilakukan secara terarahberbentuk pulsa dalam selang waktu tertentu. Jika pulsa mengenai sasaran, akan ada pulsa pantul yang sebagian akan diterima kembali oleh antenna radar dan dapat ditamppilkan pada sebuah layar osiloskop.

Jika selang waktu antara pemancar dan penerimaan ∆t dan kecepatan rambat gelombang radar c, jarak sasaran ke pusat radar (s) dapat ditentukan melalui melalui persamaan berikut :

3. Sinar Inframerah

Sinar inframerah memiliki frekuensi antara 1011-1014 Hz atau pada daerah panjang gelombang 10-3m sampai 10-6 m. Frekuensi tersebut dapat dihasilkan oleh getaran electron-elektron dalam bahan. Getaran electron-elektron pada suatu atom dapat juga memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi-frekuensi yang khas dalam daerah inframerah. Spektroskop inframerah merupakan salah satu alat yang penting untuk mempelajari struktur atom dan molekul. Manfaat kegunaan lain yaitu untuk remot televise dan transfer data di ponsel.

4. Sinar Tampak

Sinar tampak atau cahaya adalah sinar yang dapat membantu penglihatan. Sinar tampak berada pada daerah dengan panjang gelombang berkisar antara 10-6 cm – 10-7 cm, dengan spectrum warna mulai dari panjang gelombang terbesar, yaitu merah, jingga,kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Ungu memiliki panjang gelombang terpendek. Sedangkan merah memiliki panjang gelombang terpanjang.

5. Ultraviolet

Sinar Ultraviolet dihasilkan oleh atom dan molekul yang nyala dalam listrik. Sebagian besar atom memancarkan sinar dengan frekuensi yang khas pada daerah sinar tampak. Sinar ultraviolet memiliki frekuensi antara 1015 Hz-1016 Hz. Namun, matahari tetap merupakan sumber utama dari sinar ultraviolet.

Lapisan Ozon (O3) di atmosfer berfungsi untuk menyerap sinar ultraviolet yang dihasilkan oleh cahaya matahari. Berlubangnya lapisan ozon di atmosfer akan meningkatkan kadar sinar ultraviolet yang sampai ke permukaan bumi . Sinar ultraviolet dapat mengancam kehidupan makhluk hidup  karena dapat menyebabkan banyak penyakit seperti kanker kulit, tetapi juga dapat membantu kehidupan manusia seperti untuk membedakan uang asli dan palsu.

6. Sinar-X

Sinar-X ditemukan oleh Wilhem Konrad Rӧntgen sehingga sinar-X sering disebut sinar Rӧntgen. Sinar-X dihasilkan oleh elektron yang terletak pada bagian dalam kulit elektron dalam suatu atom. Selain itu, sinar-X dapat juga dihasilkan oleh elektron yang ditumbuhkan pada permukaan logam dengan kecepatan tinggi. Cara inilah yang dipakai untuk membuat sinar-X secara komersial. Oleh karena panjang gelombangnya yang sangat pendek, sinar-X memiliki daya tembus yang kuat. Frekuensinya antara 1016 Hz-1020 Hz. Sinar-X banyak digunakan dalam bidang kedokteran dan dalam bidang industry/ sinar-X dapat juga dipakai untuk mendeteksi organ-organ dalam tubuh manusia, seperti mendeteksi paru-paru, dan tulang untuk melihat adanya kerusakan atau keanehan atau tidak.

7. Sinar Gamma ( γ )

Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang terpendek atau frekuensi tertinggi, dengan frekuensinya antara 1020 Hz – 1025 Hz. Sinar gamma dihasilkan oleh inti-inti atom yang tidak stabil (zat radioaktif) maupun sinar kosmis. Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat besar hingga dapat menembus plat timbal dengan ketebalan beberapa cm. Keberadaan sinar gamma dapat di deteksi dengan detektor Geiger-Muller.

Sinar gama (seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gama, γ) adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron.

Sinar gama membentuk spektrum elektromagnetik energi-tertinggi. Mereka seringkali didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektromagnetik dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras. Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gama dan sinar X dari energi yang sama -- mereka adalah dua nama untuk radiasi elektromagnetik yang sama, sama seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gama dibedakan dengan sinar X dari sumber mereka. Sinar gama adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari beberapa transisi nuklir, ada tumpang-tindih antara apa yang kita sebut sinar gama energi rendah dan sinar-X energi tinggi.Sinar gamma ini memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Dari kehidupan sehari-hari hingga untuk industri dan kedokteran.

Manfaat sinar gamma antara lain.

1. Membunuh bakteri: Sinar gamma merupakan radiasi yang memiliki energi tinggi sama seperti sinar-X . Yang mana dengan energi tinggi tersebut dapat merusak sel-sel makhluk hidup oleh karena itu tak heran jika sinar gamma dapat membunuh bakteri. Karena itulah sinar gamma dapat digunakan untuk :

 a)      Mensterilisasi makanan dan minuman.

 b)      Mensterilisasi peralatan dokter sebelum melakukan operasi.

2. Menyembuhkan tumor, kanker, dan kelainan lain: Sinar gamma ternyata dapat digunakan untuk membunuh sel kanker dan tumor serta kelainan lainnya karena sinar gamma dapat menghancurkan sel-sel tersebut. Terapi ini disebut gamma knife.

• Selain manfaat-manfaat diatas ternyata sinar gamma memiliki efek berbahaya bagi kehidupan manusia. Antara lain : Merusak satelit dan atmosfirSinar gamma yang berasal dari luar angkasa ternyata dapat merusak satelit dan atmosfir. Ini terjadi karena energi yang sangat kuat dari sinar gamma. Walaupun begitu, kita dapat bernafas lega karena menurut para ilmuan semburan gamma ini jarang terjadi. Yaitu sekitar 10 ribu - 1 juta tahun sekali. Terakhir terjadi pada abad ke-8.1.     
• Menimbulkan Kematian terbesar apabila terjadi perang nuklir.Dalam ledakan sebuah senjata nuklir banyak materi radioaktif yang tercipta. Namun, Sinar gama dari fallout nuklir kemungkinan akan menyebabkan jumlah kematian terbesar dalam penggunaan senjata nuklir dalam sebuah perang nuklir. Sebuah perlindungan fallout yang efektif akan mengurangi terkenanya manusia 1000 kali.

Sinar gamma ini dapat terbentuk saat :

 1.  Ledakan bintang (Supernova).

 2.  Ledakan bom nuklir.

 3.  Bintang yang terhisap lubang hitam.

 4.  Terapi Sinar gamma.

 5.  Gelembung energi di pusat galaksi Bima Sakti.

6.  Bahan radioaktif.

Bahaya Radiasi Elektromagnetik

Paparan radiasi ultraviolet yang berlebih terhadap manusia, hewan, tanaman dan bahan-bahan bangunan dapat menimbulkan dampak negatif. Pada manusia ultraviolet dapat menyebabkan kanker kulit, katarak mata serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi.

Dampak radiasi elektromagnetik pada makhluk hidup dan lingkungan :

1.       Dampak radiasi UV-B pada tumbuhan,yaitu  dapat menyebabkan pertumbuhan tanaman menjadi lambat dan beberapa bahkan menjadi kerdil. Sebagai akibatnya, hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun serta tanaman hutan akan menjadi rusak

2.       Microwaves dapat menimbulan efek stress pada syaraf otak

3.      Apabila terjadi lubang nm, maka sinar ultraviolet, khususnya yang jenis ultraviolet tipe B yang memiliki panjang gelombang 290 nm yang menembus ke permukaan bumi dan kemudian mengenai orang, sehingga dapat menyebabkan kulit manusia tersengat, merubah molekul DNA, dan bahkan bila berlangsung terus-menerus dalam jangka waktu lama dapat memicu kanker kulit.

4.       Radiasi handphone dapat mengacaukan gelombang otak,menyebabkan sakit kepala dan kelelahan.

5.     Beberapa efek negative yang bisa muncul sebagai akibat radiasi handphone antara lain kerusakan sel saraf,menurunnya konsentrasi dan perubahan aktivitas otak.

6.    . Sebagian besar garis-garis wajah dan kerut kerut disebabkan oleh pemaparan berlebihan terhadap sinar ultraviolet.

7.      Dampak negative wi-fi berhubungan dengan radiasi elektromagnetik dengan keluhan nyeri dibagian   kepala,telinga dan tenggorokan.

8.      Sinar X dan sinar gamma dapat menyebabkan kerusakan sel atau jaringan hidup manusia.

Terima Kasih, Semoga Bermanfaat :)