KATA
PENGANTAR
Dengan
menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, kami panjatkan
puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat,
hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.
Makalah
ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai
pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami
menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi
dalam pembuatan makalah ini.
Terlepas
dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari
segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan
terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat
memperbaiki makalah ilmiah ini.
Akhir
kata kami berharap semoga makalah ini dapat memberikan manfaat maupun inspirasi
terhadap pembaca.
Garut, Januari 2016
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA
PENGATAR ............................................................................................... i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 1
1.3 Tujuan............................................................................................. 1
BAB II KAJIAN TEORITIS
2.1 Getaran .......................................................................................... 2
2.1.1
Ciri-ciri Getaran.................................................................. 2
2.1.2
Hubungan periode dan frekuensi getaran ......................... 3
2.1.3
Manfaat Getaran................................................................ 3
2.1.4
Contoh Getaran.................................................................. 3
2.2 Gelombang..................................................................................... 3
2.2.1 Terjadinya
Gelombang......................................................... 3
2.2.2 Penggolongan Gelombang................................................. 3
2.2.3 Sifat-sifat
gelombang.......................................................... 5
2.2.4 Manfaat
Gelombang.......................................................... 6
BAB III PEMBAHASAN ................................................................................. 7
3.1 Pengertian
Gelombang................................................................. 7
3.2
Jenis-Jenis Gelombang................................................................. 8
3.3
Persamaan Gelombang............................................................... 10
3.4
Pengertian Gelombang Elektromagnetik................................... 11
3.5
Teori Gelombang Elektromagnetik Maxwell............................. 12
3.6
Ciri-ciri gelombang elektromagnetik.......................................... 13
3.7
Sumber Gelombang Elektromagnetik........................................ 14
3.8
Sifat Sifat Gelombang Elektromagnetik.................................... 14
3.9
Spektrum Gelombang Elektromagnetik..................................... 14
3.10
Aplikasi Gelombang Elektromagnetik ...................................... 15
3.11
Bahaya -bahaya Yang Ditimbulkan Gelombang
Elektromagnetik......................................................................... 18
3.12
Penerapan Gelombang Elektromagnetik dalam
Kehidupan
sehari-hari................................................................................... 19
BAB III PENUTUP
4.1 Simpulan...................................................................................... 21
4.2 Saran............................................................................................ 21
DAFTAR
PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pernahkah
kamu menyentuh sound system dalam keadaan berbunyi ? Ketika menyentuh sound
system tentu kita akan merasakan getaran. Dan pernahkah kamu melemparkan batu
ke permukaan air yang tenang? Maka akan terjadi gelombang di permukaan air yang
menjalar menjauhi pusat usikan yaitu tempat jatuh batu tadi. Apabila yang jatuh
ke permukaan air adalah tetes-tetes air hujan dari pipa bocor akan menimbulkan
usikan yang tiada henti. Dengan demikian gelombang permukaan air akan terjadi
terus menerus. Dan bayangkan jika air yang menetes lebih dari satu, maka.pola
gelombang permukaan air yang saling melingkar akan berpadu dan menyatu. Tetapi
tahukah kalian apa yang dimaksud dengan getaran dan gelombang, bagaimana
sifat-sifat, dan bagaimana pula manfaat dari getaran dan gelombang tersebut.
Maka
penulis akan membahas lebih dalam tentang getaran dan gelombang pada
ulasan kali ini.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas dapat
dirumuskan masalah dalam gelombang elektromagnetik tersebut dapatkah siswa memahmi kajian tersebut ?
1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan karya
ilmiah fisika ini adalah sebagai pembelajaran membuat makalah yang baik dan
benar menurut karya ilmiah.
BAB II
KAJIAN
TEORITIS
2.1 Getaran
Getaran adalah gerak bolak balik
secara periodik melalui titik kesetimbangan. Misalnya getaran beban pada ayunan
sebuah bandul, gerak naik turun benda yang digantungkan pada pegas, dll.
2.1.1
Ciri-ciri
Getaran
Ciri getaran ditandai adanya amplitudo,
frekuensi dan periode getaran.
·
titik A merupakan titik keseimbangan
·
simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan
dengan jarak AB = AC ) disebut amplitudo getaran.
·
jarak tempuh B – A – C – A – B
disebut satu getaran penuh.
·
titik A merupakan titik keseimbangan
·
simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan
dengan jarak AB = AC ) disebut amplitudo getaran.
·
jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran
penuh.
a.
Amplitudo
Amplitudo adalah simpangan terjauh yang dihitung dari kedudukan seimbang.
Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter.
b.
Frekuensi
Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam
satu detik, diberi simbol f.
c.
Periode Getaran
d.
Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu
getaran dan diberi simbol T.
2.1.2
Hubungan
periode dan frekuensi getaran
Dari definisi periode dan frekuensi
getaran di atas, diperoleh hubungan :
f = 1/T = T = 1/f
Keterangan :
T = periode, satuannya detik atau
sekon
f = frekuensi
getaran, satuannya 1/detik atau s-1 atau Hz
2.1.3
Manfaat
Getaran
§ Slinki :
Membuat pengendara motor merasa nyaman saat berada di jalan yang tidak rata.
§ Menghasilkan
bunyi
§ Bidang
kesehatan untuk membakar lemak.
2.1.4
Contoh
Getaran
·
Sinar gitar yang dipetik
·
Bandul jam dinding yang bergoyang
·
Ayunan anak-anak yang
sedang dimainkan
·
Mistar plastik yang dijepit
salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya,
kemudian dilepaskan tarikannya.
·
Pegas yang diberi beban.
2.2 Gelombang
2.2.1 Terjadinya
Gelombang
Gelombang terjadi karena adanya usikan
yang merambat. Menurut konsep fisika, cerminan gelombang merupakan rambatan
usikan, sedangkan mediumnya tetap. Jadi, gelombang merupakan rambatan
pemindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.
Gejala mengenai gerak gelombang banyak dijumpai dalam kehidupan
sehari-hari. Seperti contoh gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang
dijatuhkan ke dalam air. Jadi gelombang adalah fenomena perambatan energi.
2.2.2 Penggolongan Gelombang
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua :
a.
Gelombang Mekanik
Gelombang
yang memerlukan medium untuk perambatannya misalnya gelombang air, gelombang
bunyi, gelombang tali.
b.
Gelombang Elektromagnetik
Gelombang
yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya, TV,
gelombang radio dan gelombang elektromagnet.
Berdasarkan
arah rambat gelombang, gelombang digolongkan menjadi dua:
-
Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal
adalah gelombang yang arah getarnya searah dengan arahrambatnya. Dalam
gelombang longitudinal akan terjadi rambatan gelombang dalam bentuk rapatan dan
renggangan.
Gambar 2. Gelombang Longitudinal
-
Gelombang Transversal
Gelombang
transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus arah rambatnya.
Contoh: gelombang tali, gelombang permukaan air, gelombang cahaya.
Contoh gelombang transversal :
-
getaran sinar gitar yang dipetik
-
getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu
ujungnya.
2.2.3 Sifat-sifat
gelombang
a.
Dapat Dipantulkan (Refleksi)
Pada proses
pemantulan gelombang berlaku:
gelombang
datang d, garis normal N dan gelombang pantul p terletak padasatu bidang datar sudut
datang (i) = sudut pantul (r)
b.
Dapat Dibiaskan (Refraksi)
Di dalam
pembiasan gelombang akanberlaku Hukum Snellius:“gelombang datang dari medium
kurang rapat (n1) menuju medium lebihrapat (n2) akan dibiaskan mendekati garis
normal, begitu juga sebaliknya.
c.
Dapat Dipadukan
(Interferensi)
Interferensi
adalah perpaduan antara dua buah gelombang atau lebih pada suatutempat pada
saat yang bersamaan. Interferensi dapat terjadi bila gelombangmelalui selaput
tipis atau celah ganda maupun kisi-kisi. Contohnya kepingan VCD yang ada warnanya.
d.
Dapat Dilenturkan (Difraksi)
e.
Lenturan gelombang dapat terjadi jika gelombang
gelombang sampai pada suatupenghalang yang berupa celah sempit. Jadi, jika
gelombang melewati celahsempit atau penghalang maka titik titik pada celah yang
sempit itu akan menjadisumber gelombang yang baru dan meneruskan gelombang itu
ke segala arah.
f.
Dapat Diserap Arah Getarnya
(Polarisasi)
Pengertian
polarisasi hanya untuk gelombang transversal. Polarisasi berkaitandengan arah
getar gelombang medan magnet dan medan listriknya. Cahaya alam(cahaya tampak)
termasuk gelombang transversal, dan merupakan gelombangyang dapat
terpolarisasi.Beberapa jenis bahan dapat mempolarisasikan cahaya dinamakan
polarisator.
Gelombang juga mempunyai sifat
khusus yaitu dapat di pantulkan. Pemantulan ini dapat kita lihat pada sebuah
tali yang salah satu ujungnya di ikatkan pada kayu, terlihat pada ujung yang
tetap sebuah bukit terpantul menjadi lembah dan sebaliknya. Pemantulan
gelombang dibagi atas 2 yaitu pemantulan ujung terikat dan pemantulan ujung
bebas.
2.2.4 Manfaat Gelombang
Manfaat gelombang elektromagnetik:
1.
Sinar gamma :
membunuh sel kanker dan sterilisasi.
2.
Sinar X :
mendiagnosa penyakit dan analisis atom
3.
Sinar ultraviolet :
membunuh kumandan sterilisasi
4.
Gelombang radar :
alat komunikasi
5.
Gelombang radio :
alat komunikasi
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Pengertian Gelombang
Terbentuknya sebuah gelombang karena adanya sumber yang berupa getaran dan
adanya getaran yang merambat. Jadi, gelombang merupakan getaran yang merambat.
Dalam perambatannya gelombang memindahkan energi dan tidak menyertakan
perambatan mediumnya. Kita perhatikan bentuk permukaan air setelah batu di
jatuhkan diatasnya. Getaran merambat dari sumber getaran ke segala arah di atas
permukaan air, dalam perambatanya tersebut getaran memerlukan waktu atau dengan
kata lain getaran mempunyai periode, dan getaran juga mempunyai kecepatan yang
disebut kecepatan gelombang. Permukaan air yang mendapat gangguan berupa
getaran mempunyai bentuk gelombang berupa lingkaran. Pusat lingkaran tersebut
adalah titik P. Lingkaran tempat kedudukan titik yang mendapat gangguan getaran
dengan simpangan yang sama dalam waktu yang bersamaan disebut muka gelombang.
Ada
juga muka gelombang berbentuk bola yang disebut muka gelombang sferis, misalnya
muka gelombang bunyi di udara. Muka gelombang cahaya di dalam kristal
transparan anisotropis, bentuknya ellipsoidal. Kristal anisotropis merupakan
kristal yang besar, mempunyai kecepatan merambat gelombang ke segala arah tidak
sama, kecuali sepanjang suatu arah tertentu.
Bentuk yang lain ialah muka gelombang paralel yaitu muka gelombangnya sejajar
satu sama lain. Hal ini akan terjadi apabila sebuah batang yang lurus, jatuh
terentang diatas permukaan air.
Muka
gelombang cahaya dari matahari dapat di katakan paralel, karena cahaya datang
dari tempat yang sangat jauh, sehingga bidang bolanya hampir datar. Arah
kecepatan merambat gelombang selalu tegak lurus pada muka gelombang. Didalam
cahaya garis lurus yang melukiskan suatu sinar adalah arah kecepatan merambat
gelombang cahaya yang selalu tegak lurus pada muka gelombangnya.
3.2 Jenis-Jenis Gelombang
Ditinjau dari zat penghantar atau medium yang
dilalui oleh gelombang, kita dapat membedakan dua macam gelombang, yaitu
gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
1.
Gelombang Mekanik
Gelombang
mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium atau
penghantar untuk dapat merambat. Medium gelombang mekanik dapat berupa zat
padat, zat cair, atau gas. Suara atau bunyi merupakan salah satu contoh
gelombang mekanik yang dapat merambat melalui zat padat, cair atau gas. Contoh
lain dari gelombang mekanik yaitu gelombang pada tali, gelombang pada pegas,
gelombang pada permukaan air.
Berdasarkan
arah perambatan dan arah getarnya, gelombang mekanik dapat dibagi lagi menjadi
dua macam, yaitu :
Gelombang Transversal
Gelombang
transversal adalah gelombang yang arah getar dari tiap titik partikel dalam
medium, tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Contohnya gelombang
cahaya, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Untuk melihat arah
getar dari gelombang transversal dapat kita gunakan tali dengan cara salah satu
ujung tali diikat sedangkan ujung yang lain dibiarkan bebas.
Pada
kasus gelombang tali, gerakan tangan naik turun mengakibatkan energi pada tali.
Energi tersebut menggetarkan daerah di sekitarnya sehingga daerah disekitarnya
ikut pula bergetar naik turun, demikian seterusnya sampai ujung tali. Pada
gelombang transversal, satu panjang gelombang adalah jarak yang sama dengan
satu bukit gelombang ditambah satu lembah gelombang. Ciri yang dimiliki
gelombang transversal, terdapat satu bukit gelombang dan lembah gelombang dan
satu panjang gelombang (lamda) adalah jarak yang sama dengan satu
bukit gelombang dengan satu lembah gelombang.
- Gelombang Longitudinal
Gelombang
longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya searah (paralel) dengan arah
rambatannya. Contohnya gelombang pada pegas (slinki) dan gelombang cahaya.
Ketika slinki di gerakkan kedepan dan kebelakang, maka pada slinki akan
terbentuk rapatan-rapatan dan renggangan-renggangan seperti yang ditunjukkan
pada gambar. Pada gelombang longitudinal, satu panjang gelombang adalah jarak
yang sama dengan satu rapatan dan ditambah satu renggangan. Ciri yang dimiliki
gelombang longitudinal, terdapat rapatan dan renggangan dan satu panjang
gelombang adalah jarak yang sama dengan satu rapatan ditambah satu renggangan.
2.
Berdasarkan dimensinya gelombang dapat
dibagi lagi menjadi tiga yaitu:
- Gelombang
satu dimensi yaitu gelombang yang merambat dalam satu arah, contohnya
gelombang tali, gelombang pada dawai dan sejenisnya. Pemantulan gelombang
satu dimensi dapat kita buktikan dengan cara melakukan suatu percobaan
sederhana. Ikat salah satu ujung tali pada sebuah tiang, pegang salah satu
ujung tali, kemudian sentakkan ujung tali tersebut. Setelah ujung tali di
sentakkan, akan terbentuk pulsa-pulsa gelombang yang merambat sepanjang
ujung tali tersebut. Ketika pulsa mencapai tiang, bagian tali yang dekat
dengan tiang memberikan gaya tarik pada siang, sesuai dengan Hukum III
Newton yang menyatakan bahwa jika terdapat gaya aksi maka juga terdapat
gaya reaksi. Hal inilah yang menyebabkan pulsa-pulsa gelombang yang
merambat sepanjang tali bergerak naik- turun ke atas dan ke bawah.
- Gelombang
dua dimensi yaitu gelombang yang merambat dalam bentuk bidang, contohnya
gelombang pada permukaan air. Dalam hal ini merambatnya dalam bentuk
persegi panjang.
- Gelombang
tiga dimensi yaitu gelombang yang merambat dalam ruang atau kesegala arah,
contohnya gelombang radio, gelombang micro, gelombang cahaya.
Pemantulan
gelombang dua dimensi dan tiga dimensi berhubungan dengan muka gelombang. Muka
gelombang dapat kita amati, ketika sebuah batu di jatuhkan pada permukaan air.
Batu yang jatuh menyebabkan munculnya riak atau gelombang air yang berbentuk
lingkaran dan menyebar keluar dari pusat lingkaran. Selain gelombang bidang
juga ada istilah gelombang bidang, gelombang bidang merupakan muka gelombang
yang bentuknya hampir lurus.
Setelah
kita mengenal jenis-jenis gelombang, untuk selanjutnya mari kita mengenal lebih
jauh lagi tentang istilah-istilah dalam gelombang :
- Panjang
Gelombang (lamda) adalah jarak antara dua puncak yang berdekatan
atau dari rapatan yang satu ke rapatan berikutnya.
- Frekuensi
Gelombang (f) adalah banyaknya gelombang yang terbentukdalam
waktu satu sekon.
- Periode
Gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu
gelombang.
- Amplitudo
Gelombang (A) adalah besar simpangan maksimum dari suatu
gelombang.
3.3 Persamaan Gelombang
- Persamaan
Kecepatan Perambatan Gelombang
Kecepatan perambatan gelombang adalah satu panjang
gelombang dibagi periode. Secara matematis kecepatan perambatan gelombang V
dapat ditulis sebagai berikut :
Karena
f = 1/T maka kecepatan perambatan gelombang juga dapat
ditulis sebagai berikut :
v
= λ/T
dengan
:
v = kecepatan
perambatan gelombang (m)
T = Periode
gelombang (s)
f = Frekuensi
gelombang (Hz)
λ
= panjang gelombang (m)
2. Persamaan
Gelombang
Jika
seutas tali yang cukup panjang digetarkan sehingga pada tali terbentuk
gelombang transversal berjalan. Gelombang merambat dari titik A sebagai
pusat koordinat menuju arah sumbu x positif.
Jika
titik A telah bergetar secara periodik selama t sekon. Simpangan
gelombang di titik A akan memenuhi simpangan getaran harmonik, yang
memenuhi persamaan berikut:
dengan:
y = Simpangan
gelombang (m)
A = Amplitudo
atau simpangan maksimum (m)
ω
= Kecepatan sudut (rad/s)
t =
Lamanya getaran (s)
Oleh
karena :
maka
persamaan simpangan diatasdapat ditulis menjadi :
y = A sin 2π
φ
3.4 Pengertian Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat
merambat tanpa memerlukan medium dan merupakan gelombang transversal. Namun
gelombang elektromagnetik merupakan gelombang medan, bukan gelombang mekanik
(materi). Pada gelombang elektromagnetik, medan listrik E selalu tegak lurus
arah medan magnetik B dan keduanya tegak lurus arah rambat gelombang. Gangguan
gelombang elektromagnetik terjadi karena medan listik dan medan magnet, oleh
karena itu gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang vakum.
Gelombang elektromagnetik berasal dari matahari dan angkasa;
peralatan elektronik, pemancar radio/TV, satelit, monitor TV, komputer, kilat,
bahan radioaktif, alat Rontgen, bara api dan blok mesin yang panas. Secara umum
dapat dikatakan gelombang elektromagnetik muncul dari partikel bermuatan yang
dipercepat (bergetar, perputar, diperlambat dan dipercepat).
Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan
beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength,
frekuensi, amplitude/amplitude dan kecepatan. Amplitudo adalah tinggi
gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak.
Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan
waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang.
Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan
(kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik.
Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin
pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.
Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh
semua masa di alam semesta pada level yang berbeda-beda. Semakin tinggi level
energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi
yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik
energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
3.5 Teori Gelombang Elektromagnetik Maxwell
Sebelum mempelajari lebih lanjut tentang gelombang
elektromagnetik, kita perlu terlebih dahulu mengetahui apakah cahaya itu ?. Ini
menjadi suatu pertanyaan yang besar bagi manusia beberapa abad yang lalu,
sebelum teori persamaan Maxwel dikemukakan.
Prediksi awal tentang gelombang elek-tromagnetik dilakukan
oleh James Clerk Maxwell (1831-1879). Maxwell
membuat suatu teori yang menyatukan fenomena kelistrikan dan kemagnetan.
Dalam mengungkapkan hipotesisnya Maxwell menggunakan kaidah
tentang kemagnetan dan kelistrikan yang sebelumnya telah ada, kaidah-kaidah
tersebut antara lain:
1. Hukum
Gauss yang menyatakan bahwa muatan listrik statis dapat menghasilkan medan
listrik.
2. Hukum
Bio-savart yang menyatakan bahwa aliran muatan listrik (arus listrik) dapat
menghasilkan medan magnet.
3. Hukum
Faraday yang menyatakan bahwa perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan
listrik.
Berdasrkan Hukum Faraday, Maxwell mengemukakan hipotesa yaitu
perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet, selain itu Maxwell juga
mengemukakan kesimpulan lain yaitu jika perubahan-perubahan medan magnet dapat
menghasilkan medan listrik, maka medan listrik yang dihasilkan itu juga
berubah-ubah. Perubahan medan listrik ini juga juga menghasilkan medan magnet
yang berubah-ubah dan seterusnya. Dari pernyataan-pernyataan inilah Maxwell
membuktikan hipotesisnya dengan menggunakan persamaan-persamaan yang disebut
persamaan Maxwell. Dari hasil persamaannya, ia menemukan bahwa perubahan
medan-medan yang saling berinteraksi dapat menghasilkan gelombang medan listrik
dan medan magnet yang dapat merambat melalui ruang.
3.6 Ciri-ciri gelombang elektromagnetik
Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri
gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:
1. Perubahan
medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga
kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada
tempat yang sama.
2. Arah
medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus
terhadap arah rambat gelombang.
3. Dari
ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
transversal.
4. Seperti
halnya gelombang pada umumnya, gelombang ektromagnetik mengalami peristiwa
pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa
polarisasi karena termasuk gelombang transversal.
5. Cepat
rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan
magnetik medium yang ditempuhnya.
Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang
memungkinkan radiasi elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan
bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh
mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan
teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup
menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan
oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa
gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa
kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga
buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah
contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat
hasil pemikiran Maxwell.
3.7 Sumber Gelombang Elektromagnetik
Adapun Sumber Gelombang Elektromagnetik, yakni :
1. Osolasi
listrik
2. Sinar
matahari menghasilkan sinar inframerah
3. Lampu
merkuri menghasilkan sinar ultraviolet
4. Penembakan
elektron dalam tabung hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (digunakan
untuk rontgen)
5. Inti
atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma
3.8 Sifat Sifat Gelombang Elektromagnetik
Setiap gelombang elektromagnetik mempunyai sifat khas,
misalnya gelombang radio mudah dipantulkan, sinar X dapat menembus benda-benda
lunak dan ultraviolet dapat memicu terjadinya reaksi kimia. Namun secara umum
semua jenis gelombang tersebut memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
1. Perambatannya
tidak memerlukan medium sehingga dapat merambat diruang hampa.
2. Dapat
mengalami polarisasi karena gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
transversal
3. Diudara
atau ruang hampa, kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya. Cepat rambat
gelombang diudara adalah sebagai berikut:
c = Cepat rambat cahaya (m/s)
4. Arah
perambatannya tidak dipengaruhi medan listrik dan medan magnet dan
gelombang elektromagnetik tidak bermuatan
listrik
5. Dapat
mengalami pemantulan, pembiasan, interferensi dan difraksi
3.9 Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan
panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik.
Gambar
spektrum elektromagnetik disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam
satuan m) yaitu mencakup kisaran :
1. Energi
yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi
rendah, seperti gelombang radio
2. Energi
yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi
seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray
Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri
atas tujuh macam gelombang yang dibedakan berdasarkan frekuensi serta panjang
gelombang tetapi cepat rambat di ruang hampa adalah sama, yaitu c =3 x 108 m/s.
Seperti yang sudah dibahas dalam teori Maxwell tentang gelombang
elektromagnetik. Frekuensi
gelombang terkecil adalah gelombang cahaya serta panjang gelombang terbesar
sedangkan frekuensi terbesar adalah sinar gamma serta panjang gelombang
terpendek.
Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri dari urutan:
·
gelombang radio dan televisi
·
gelombang mikro
·
infra merah
·
cahaya tampak
·
ultraviolet
·
siar x
·
sinar gamma
Urutan dari atas ke bawah adalah frekuensi makin besar serta
panjang gelombang makin pendek karena frekuensi dan panjang gelombang
berbanding terbalik.
3.10 Aplikasi Gelombang Elektromagnetik
Adapun Aplikasi dari Gelombang Elektromagnetik Yaitu
1. Gelombang
Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang
gelombang atau frekuensinya. jika panjang gelombang tinggi, maka pasti
frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang 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. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan
diterima oleh antena pula. Luas daerah yang hendak dicakup dan panjang
gelombang yang akan dihasilkan dapat ditentukan dengan tinggi rendahnya antena.
Kita tidak dapat mendengar gelombang radio secara langsung, penerima radio akan
mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi gelombang bunyi.
Ukuran pemancar radio dan penerima sangatlah berbeda. Sebuah pemancar radio
dapat berukuran sangat kecil sehingga radio itu dapat ditanam dalam tubuh
binatang, sedangkan sebuah antena penerima dapat berukuran sangat besar
(kira-kira sepanjang 400 m) sehingga mampu mendeteksi gelombang-gelombang radio
dari jarak sangat jauh. Gelombang radio ini juga dapat memberi informasi
tentang bintang-bintang.
2.
Inframerah
Inframerah
(infrared) berarti di bawah merah. Gelombang inframerah termasuk dalam
gelombang elektromagnetik dan berada dalam rentang frekuensi 300 GHz sampai
40.000 GHz (10 pangkat 13). Sinar inframaerah dihasilkan oleh proses di dalam
molekul dan benda panas. Getaran atom dalam molekul-molekul benda yang
dipanaskan merupakan sumber gelombang inframerah.
Oleh
karena itu, sinar inframerah sering disebut radiasi panas.Energi matahari yang
sampai ke bumi sebagian besar berupa sinar inframerah. Adapun intensitas sinar
inframerah bergantung pada suhu dan warna benda.
Foto
inframerah yang bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat digunakan
untuk membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas
dapat menggambarkan daerah mana yang panas dan tidak. Suatu lukisan panas dari
satu gedung dapat digunakan untuk mengetahui daerah mana dari gedung itu yang
menghasilkan panas berlebihan sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang
diperlukan. Kegunaan inframerah antara lain sebagaimana berikut:
- Untuk
mempelajari struktur molekul suatu bahan. Radiasi inframerah yang
dihasilkan oleh setiap atom dalam molekul adalah khas, sehingga
spektroskopi inframerah dapat digunakan untuk mempelajari struktur
molekul.
- Untuk
mendeteksi tumbuhan di muka bumi. Setiap tumbuhan dan makhluk hidup,
bahkan benda mati memancarkan inframerah dengan intensitas dan frekuensi
berbeda. Melalui satelit yang dilengkapi dengan film dan bersifat peka
terhadap sinar inframerah, maka dapat dideteksi spesies tumbuhan di bumi
secara rinci.
- Untuk
mendiagnosis kesehatan. Kesehatan seseorang dapat didiagnosis melalui
penyelidikan radiasi inframerah pada kulit organ tersebut.
- Untuk
mengeringkan mobil sehabis dicuci atau dicat. Sifat panas sinar inframerah
digunakan untuk mengeringkan cat mobil atau mobil yang telah dicuci.
3.
Sinar Ultraviolet (UV)
Sinar
ultraviolet atau ultraungu berarti diatas ungu. Sinar Ultraviolet dihasilkan
dari radiasi sinar matahari. Selain itu, juga dihasilkan dari transisi elektron
dalam orbital atom.
Rentang
frekuensi sinar ultraviolet membentang dalam kisaran 80.000 GHz sampai puluhan
juta GHz (10 pangkat 17). Sinar ultraviolet datang dari matahari berupa radiasi
ultraviolet memiliki energi yang cukup kuat dan dapat mengionisasi atom-atom
yang berada di lapisan atmosfer. Dari proses ionisasi atom-atom tersebut
dihasilkan ion-ion, yaitu atom yang bermuatan listrik. Lapisan yang terdiri
dari ion-ion ini membentuk lapisan khusus dalam atmosfer yang disebut ionosfer.
Lapisan ionosfer yang terisi dengan atom-atom bermuatan listrik ini
dapat memantulkan gelombang elektromagnetik frekuensi rendah (berada dalam
spektrum frekuensi gelombang radio medium) dan dimanfaatkan dalam transmisi
radio.
Sinar
ultraviolet dapat berguna dan dapat juga berbahaya bagi kehidupan manusia.
Sinar ultraviolet dapat dimanfaatkan untuk mencegah agar bayi yang baru lahir
tidak kuning kulitnya. Selain itu, sinar ultraviolet yang berasal dari matahari
dapat merangsang tubuh manusia untuk memproduksi vitamin D yang diperlukan
untuk kesehatan tulang dan juga dapat dimanfaatkan dalam proses sterilisasi
makanan dimana kuman dan bakteri berbahaya di dalam makanan dapat dimatikan.
Karena energinya yang cukup kuat dan sifatnya yang dapat mengionisasi bahan,
sinar ultraviolet tergolong sebagai radiasi yang berbahaya bagi manusia
(terutama jika terpancar dalam intensitas yang besar). Untungnya, atmosfer bumi
memiliki lapisan yang dapat menahan dan menyerap radiasi ultraviolet dari
matahari sehingga sinar matahari yang sampai ke bumi berada dalam taraf yang
tidak berbahaya, lapisan tersebut ialah lapisan ozon.
Penggunaan
bahan kimia untuk pendingin (lemari es dan AC) berupa freon maupun untuk
penyemprot (parfum bentuk spray dan pilok/penyemprot cat), dapat
menyebabkan kebocoran lapisan ozon. Hal ini menyebabkan sinar ultraviolet dapat
menembus lapisan ozon dan sampai kepermukaan bumi, suatu hal yang sangat
berbahaya bagi manusia. Jika semakin banyak sinar ultraviolet yang terpapar ke
permukaan bumi dan mengenai manusia, efek yang tidak diinginkan bagi manusia
dan lingkungan dapat timbul.
Kanker
kulit dan penyakit gangguan penglihatan seperti katarak dapat ditimbulkan dari
radiasi ultraviolet yang berlebihan. Ganggang hijau sebagai sumber makanan
alami dan mata rantai pertama dalam rantai makanan dapat berkurang akibat
radiasi ultraviolet ini. Hal ini dapat menggangu keseimbangan alam dan
merupakan sesuatu yang sangat merugikan bagi kehidupan makhluk hidup di Bumi.
3.11 Bahaya-bahaya Yang Ditimbulkan Gelombang
Elektromagnetik
1) Dapat
menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet)
2) Dapat
menyebabkan katarak mata(Sinar ultraviolet
3) Dapat
menyebabkan rendahnya produk ganggang (Sinar ultraviolet)
4) Dapat
menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet)
5) Dapat
melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet)
6) Dapat
menyebabkan kemandulan (Sinar gamma)
7) Dapat
menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia (Sinar X dan
terutama sinar gamma)
3.12 Penerapan Gelombang Elektromagnetik
dalam Kehidupan sehari-hari
Contoh penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari- hari :
1.
Radio
Radio
energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran
panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter.
Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan
sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta
3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan
memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
2.
Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave
berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi
dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif.
Pada sistem PJ aktif, pulsa
microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk
mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical
Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur
radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi
elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan
intensitas hujan.
3.
Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat
didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah
khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah,
radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm
pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan
menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi
sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat
dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan
menggunakan remote control.
4.
Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi
tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
5.
Sinar X
Sinar X ini biasa digunakan dalam
bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk
menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati
sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang
terlalu lama
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa gelombang
elektromagnetik dapat menjadi peran penting bagi kehidupan manusia dan juga
dapat menimbulkan bahaya yang dapat di timbulkan dari gelombang
elektromagnetik. Gelombang Elektromagnetik dapat bersumber dari sinar matahari
yang menghasilkan inframerah yang saat ini di pergunaan sebagai alat kesehatan
ataupun terapi bagi tubuh. Aplikasi-aplikasi dari gelombang elektromangetik
terdiri dari Inframera, sinar UV (ultraviolet), Microwave maupun radio.
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:
1. Panjang
gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 m/s, yaitu 300
MHz
2. Energi
dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1µeV/GHz
3. Panjang
gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 µev.
4.2 Saran
Adapun saran penulis untuk kedepannya adalah dapat membuat pembaca dan penulis
lebih mengetahui lebih jauh tentang gelombang elektromagnetik dari
sumber-sumber yang terpacaya dan masih menyangkut dengan materi gelombang
elektromagnetik.
DAFTAR
PUSTAKA
Sumber Pustaka
Kanginan, Martin. 2006. Fisika untuk SMA.
Jakarta: Erlangga
Kertiyasa, Nyoman. 1994. Fisika 1 untuk SMU.
Jakarta: Balai Pustaka
Marthen Kanginan, Fisika SMA 1B, Erlangga
Sri Handayani/Ari Damari, Fisika Untuk SMA/MA
Kelas X, BSE Depdiknas
Setya Nurachmandani, Fisika Untuk SMA/MA Kelas X, BSE
Depdiknas
No comments:
Post a Comment