Pengertian Dan Jenis Gelombang Elektromagnetik


Pengertian Gelombang Elektromagnetik – Gelombang elektromagnetik merupakan sebuah gelombang yang bisa merambat tanpa membutuhkan media rambat yang membawa muatan energi listrik (elektro) dan medan magndet (magnetik). Itulah yang menjadi alasan mengapa disebut sebagai elektromagnetik karena terdiri dari dua kata, yaitu elektro dan magnetik.

Berbeda halnya dengan gelombang pada umumnya yang membutuhkan media rambat seperti air, udara, dan lain sebagainya, gelombang elektromagnetik ini memang tidak butuh media rambat sama sekali (seperti halnya radiasi) sehingga mampu merambat dan biasa dengan radiasi elektromagnetik.

Baca juga: Rangkaian Penyearah Gelombang

Sifat Gelombang Eletromagnetik

Dilihat dari bentuknya, gelombang elektromagnetik mempunyai sifat yang sama seperti gelombang transversal. Namun seperti yang sudah kami jelaskan sebelumnya bahwa dalam gelombang ini terdapat medan listrik (E) yang selalu tegak lurus terhadap medan magnet (B), dimana keduanya menuju ke arah gelombang seperti yang bisa dilihat pada gambar berikut ini:

Dari gambar diatas maka bisa disimpulkan bahwa gelombang elektromagnetik memiliki beberapa macam sifat tertentu. Adapun sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut ini:

  • Gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan media rambat.
  • Gelombang elektromagnetik termasuk dalam gelombang transversal dan mempunyai sifat yang hampir sama dengan gelombang tranversal.
  • Tidak membawa massa tetapi membawa energi.
  • Energi yang dibawa oleh gelombang elektromagnetik akan sama dengan besar frekuensi gelombang.
  • Arah medan listrik (E) akan selalu tegak lurus terhadap medan magnet (B) dan sefase.
  • Mempunyai momentum.
  • Terbagi dalam beberapa jenis yang dimana tergantung dari frekuensi dan panjang gelombangnya.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik ini meliputi cahaya, gelombang radio, sinar X, sinar gamma, mikro gelombang, dan lain sebagainya. Semua bagian tersebut memiliki perbedaan yang terletak pada panjang gelombang dan frekuensinya. Berikut ini kami akan memberikan tabel yang dapat menggambarkan tentang jenis-jenis spektrum gelombang elektromagnetik yang berkaitan dengan berbagai interval frekuensi dan panjang gelombang.

Interval ini sendiri sangat susah untuk didifenisikan dengan benar dan bahkan seringkali tumpang-tindih. Seperti misalnya gelombang elektromagnetik sekitar 0,1 nm biasanya disebut sebagai sinar X, namun jika gelombang tersebut berasal dari radioaktivasi nuklir maka dikenal dengan sebutan sinar gamma.

Pada umumnya manusia bisa peka terhadap gelombang elektromagnetik mulai dari 400 sampai 700 nm (nanometer), sebuah jangka yang dimana dalam hal ini disebut dengan cahaya tampak. Gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang yang tidak lebih dari gelombang cahaya tampak disebut dengan sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet tersebut berasal dari cahaya matahari.

Sedangkan untuk gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih panjang dari gelombang cahaya tampak maka disebut dengan gelombang inframerah. Tak ada batas sama sekali pada panjang gelombang elektromagnetik.

Manfaat dan Jenis-Jenis Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik ini memiliki banyak jenis. Namun sebelumnya perlu diketahui bahwa perilaku gelombang tergantung dari ukuran panjang gelombang itu sendiri. Maka dari itu, dengan ukuran panjang yang beragam maka setiap jenis gelombang elektromagnetik juga memiliki banyak perbedaan perilaku.

Manfaat gelombang elektromagnetik ini bisa dibilang sangat luas, namun hal ini juga tergantung dari jenis gelombangnya. Disamping itu, frekuensi dan panjang gelombang juga memiliki peran penting untuk menentukan jenis interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan materi. Berikut ini adalah beberapa manfaat dari berbagai jenis gelombang elektromagnetik:

  1. Sinar X

Sinar X mempunyai ukuran panjang gelombang yang terbilang sangat pendek dengan frekuensi tinggi. Hal ini akan memudahkannya dalam menembus berbagai bahan yang tidak bisa ditembus oleh gelombang cahaya, dimana frekuensinya nanti akan diserap oleh bahan tersebut. Sinar X banyak digunakan oleh dokter untuk melihat organ yang ada di dalam tubuh seperti tulang dengan tujuan untuk melakukan diagnosa pada pasien.

Dengan adanya sinar X, dokter tidak harus melakukan pembedahan hanya untuk melihat organ tubuh dalam pasien. Selain itu, sinar X juga banyak digunakan di berbagai bandara penerbangan untuk melihat isi tas dan koper para penumpang tanpa harus membukanya terlebih dahulu. Sehingga proses antrian bisa berlangsung dengan cepat.

  1. Gelombang Mikro

Gelombang mikro mempunyai panjang gelombang yang berode beberapa centimenter dengan frekuensi yang hampir mendekati resonansi alami molekulair yang ada di dalam zat padat dan cairan.

Dengan begitu, gelombang mikro akan diserap dengan mudah oleh molekul air dalam makanan, yang dimana hal ini merupakan sebuah mekanisme pemanasaan dalam pemanggang gelombang mikro. Adapun salah satu contohnya adalah oven microwave.

  1. Sinar Inframerah

Sinar inframerah sebenarnya tidak bisa dilihat dengan jelas. Namun masih bisa dideteksi diatas spektrum cahaya merah yang umumnya digunakan untuk memindahkan sebuah bentuk energi yang tidak begitu besar.

Sinar inframerah ini biasa digunakan pada konsol gim dan berbagai macam jenis remote sehingga pengguna tidak perlu menggunakan media kabel untuk melakukan transmisi data berupa energi.

  1. Gelombang Radio

Gelombang radio mempunyai rentang yang sangat besar. Gelombang radio memiliki manfaat untuk mentransmisikan sinyal dalam jarak yang sangat jauh, dimana jarak tersebut tidak dapat dicapai oleh gelombang inframerah. Namun untuk jumlah energi yang ditransmisikan tidak sebanding dengan energi yang ditransmisikan oleh gelombang inframerah.

Gelombang yang satu ini biasa digunakan oleh stasiun TV, radio, dan lainnya untuk melakukan transmisi sinyal komunikasi. Selain itu, gelombang radio juga banyak digunakan oleh radar untuk memberitahukan mengenai posisi benda yang berada di atas permukaan bumi. Bahkan gelombang radio juga digunakan untuk pencitraan satelit ke bumi untuk membuat peta 3 dimensi.

Baca juga: Cara Menghitung Cepat Rambat Gelombang

Contoh Soal 1

  1. Gelombang manakah yang memiliki energi lebih besar, sinar gamma atau sinar X?
  2. Jenis gelombang apakah yang memiliki panjang gelombang dengan orde beberapa meter?
  3. Gelombang elektromagnetik apakah yang memiliki periode 10-16 sekon?

Pembahasan:

1. Sinar gamma memiliki frekuensi hingga 1022, sedangkan sinar X memiliki frekuensi 1020. Oleh karena besar energi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi suatu gelombang (E = hf), maka sinar gamma memiliki energi yang lebih besar dibandingkan sinar X. Oleh sebab itulah sinar gamma sangat berbahaya bagi makhluk hidup karena dapat merusak objek yang dilaluinya.

2. Jenis gelombang yang memiliki panjang gelombang dalam orde beberapa meter adalah gelombang TV dan gelombang radio FM. Kedua gelombang ini termasuk sebagai gelombang radio pendek.

T = 10-16 sekon

f = \frac{1}{T} = \frac{1}{10^{-16}} = 10^{16} Hz

3. Gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi 1016 Hz adalah cahaya ultraviolet. Cahaya ultraviolet berbahaya bagi makhluk hidup, khususnya bagi manusia dan dianggap sebagai penyebab utama terjadinya kanker kulit.

Contoh Soal 2

  1. Sinar berikut yang termasuk gelombang elektromagnetik, kecuali . . .

A. Sinar gamma
B. Sinar-X
C. Sinar alfa
D. Sinar ultraviolet
E. Cahaya tampak

Jawab: C

Pembahasan:

Yang termasuk gelombang elektromagnetik adalah sinar gamma, sinar X, sinar ultraviolet, inframerah, cahaya tampak, cahaya mikro, gelombang radio, oleh karena itu sinar alfa tidak termasuk gelombang elektromagnetik.

  1. Remote Televisi (TV) menggunakan gelombang elektromagnetik untuk dapat beroperasi. Gelombang elektromagnetik tersebut merupakan spektrum gelombang …

A. Gelombang radio
B. Gelombang blue tooth
C. Gelombang sinar infra merah
D. Gelombang sinar ultraviolet
E. Gelombang sinar merah (cahaya tampak)

Jawab: C

Pembahasan:

Sinar inframerah tidak dapat dilihat namun dapat dideteksi diatas spektrum cahaya merah yang biasanya dipakai untuk memindahkan satu bentuk enegi yang tidak terlalu besar. Sinar inframerah dipakai pada konsol gim atau berbagai jenis remote sehingga pengguna tidak memerlukan media kabel untuk mentransmisikan data dalam bentuk energi.

Leave a Comment