Spektrum Gelombang Elektromagnetik dan Manfaatnya

Dalam teori elektromagnetiknya si jenius Maxwell telah menduga adanya frekuensi-frekuensi gelombang elektromagnetik di luar daerah frekuensi cahaya tetapi dengan cepat rambat yang sama dengan cepat rambat cahaya di ruang hampa. Jadi, gelombang elektromagnetik terdiri dari deretan berbagai jenis gelombang dengan kelajuan sama seperti kelajuan cahaya di ruang hampa tetapi dengan frekuensi yang berbeda-beda.

Gelombang elektromagnetik mempunyai rentang frekuensi yang cukup lebar. Kelompok gelombang elektromagnetik dengan frekuensi berbeda-beda ini membentuk spektrum gelombang elektromagnetik.

Pada gambar diatas tampak bahwa frekuensi terendah adalah gelombang radio dan frekuensi tertinggi adalah sinar gamma. Anda juga dapat melihat bahwa panjang gelombang cahaya tampak mulai dari 440 nm (violet) sampai dengan 700 nm (merah). Untuk semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam ruang hampa berlaku persamaan dasar gelombang.

C=λf

Dengan c adalah cepat rambat gelombang elektromagnetik (m/s), λ lamda adalah panjang gelombang (dalam meter), dan f adalah frekuensi gelombang dalam hertz.

Untuk mengetahui rentang frekuensi serta manfaat setiap spektrum gelombang elektromagnetik, simaklah pembahasan karakteristik setiap spektrum gelombang elektromagnetik berikut ini:

1.       1. Gelombang Radio

       Gelombang radio mengirimkan suara musik atau percakapan, gambar, dan data tanpa terlihat mata manusia dalam jarak yang mungkin mencapai jutaan kilometer. Hal ini terjadi setiap hari dalam berbagai cara. Meskipun tidak terlihat dan tak terdeteksi oleh manusia, gelombang radio benar-benar telah menghubah cara hidup masyarakat. Jika kita berbicara tentang teknologi wireless. Semuanya menggunakan gelombang radio untuk media komunikasinya. Gelombang radio dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer di atmosfer bumi sehingga memungkinkannya ditransmisikan dalam jarak jauh. Berikut tabel spektrum gelombang beserta penggunaannya:

Ada banyak penggunaan gelombang radio yaitu untuk jaringan nirkabel, telepon nirkabel, telepon seluler, mainan dengan radio control, GPS dan walkie talkie.

Dalam sistem penyiaran radio,  gelombang radio digunakan untuk membawa sinyal suara dari stasiun pemancar radio ke pesawat penerima radio. Sistem penalaran pada pesawat radio di rumah-rumah penduduk akan menyeleksi gelombang radio dengan frekuensi tertentu dipilih, sistem rangkaian elektronik pada pesawat penerima radio akan mengambil sinyal audio yang dibawa oleh gelombang radio tersebut dan mengirimkannya ke sistem output sebagai suara pada speake pesawat penerima radio tersebut.

Di stasiun pemancar radio, gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat penghantar. Muatan listrik dibangkitkan oleh osilator. Sebelum dipancarkan melalui antenna pemancar, gelombang radio terlebih dahulu dimodulasikan (dipaketkan) dengan sinyal audio. Gelombang radio yang membawa sinyal audio ini yang akan ditransmisikan melalui antena pemancar. Dalam hal ini gelombang radio berfungsi sebagai gelombang pembawa yang membawa sinyal audio.

Ada dua cara melalui gelombang radio, yaitu modulasi amplitude dan modulasi frekuensi.  Dengan sistem AM, gelombang audio dibawa oleh gelombang radio sebagai perubahan amplitudo. Sedangka dalam FM, sinyal audio dibawa oleh gelombang radio sebagai perubahan frekuensi.

Penggunaan pemancar AM memiliki keuntungan yaitu dapat menjangkau seluruh tempat di muka bumi karena gelombangnya dapat dipantulkan kembali ke permukaan bumi oleh lapisan ionosfer, cukup baik sebagai pembawa informasi/ berita. Sedangkan kerugiannya adalah sinyalnya mudah terganggu oleh gejala listrik di lapisan ionosfer seperti petir dan hujan. Gangguan listrik tersebut menimbulkan derau pada suara yang diterima. Gelombang radio AM memiliki jangkauan frekuensi sekitar 10⁴ Hz hingga 10⁹ Hz.

Penggunaan pemancar FM juga memiliki keuntungan, yaitu dapat digunakan untuk komunikasi antar satelit karena gelombangnya mampu menembus lapisan ionosfer, suaranya jernih, cocok untuk menyiarkan music. Sedangkan kelemahannya adalah sulitnya menjangkau tempat yang jauh, kelemahan ini diatasi dengan penggunaannya stasiun relai.

2.       2. Gelombang Mikro

       Gelombang mikro merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi, sekitar 3 GHz. Gelombang mikro ini dimanfaatkan pada pesawat RADAR. Radar digunakan untuk mendeteksi adanya objek tertentu. Pesawat Radar ini banyak digunakan untuk membantu keamanan pendaratan pesawat terbang komersil maupun untuk kepentingan militer.

Pesawat Radar mempunyai antenna yang berfungsi sebagai pemancar dan penerima gelombang Antena ini terus berputar sambil memancarkan gelombang mikro. Gelombang mikro yang mengenai objek akan dipantulkan kembali dan ditangkap sistem antenna RADAR, sistem RADAR biasanya dilengkapi dengan layar untuk menunjukkan lokasi objek yang terdeteksi secara visual.

3.   3. Sinar Inframerah

       Sinar inframerah ditemukan o
leh William Herchel pada tahun 1800. Sinar ini memiliki jangkauan frekuensi antara 10¹¹Hz hingga 10¹⁴Hz. Getaran elektron-elektron dalam atom dapat memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi khas dalam daerah inframerah. Salah satu penggunaan popular dari radiasi inframerah pada saat ini adalah remote control untuk peralatan elektronik seperti TV, AC dan DVD.

Sinar inframerah juga digunakan pada kamera untuk menangkap gambar dalam lingkungan yang gelap. Peralatan tersebut biasa digunakan untuk kepentingan militer. Dewasa ini kamera inframerah juga digunakan dalam pembuatan film ataupun program entertainment di televise. Laser inframerah juga digunakan dalam sistem barcode, baik di bidang perdagangan maupun database kesehatan.

4.   4. Cahaya tampak.

        Cahaya tampak merupakan bentuk radiasi elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi bergantung pada warnanya, mulai dari panjang gelombang kira-kira 440 nm (cahaya ungu) hingga 700 nm (cahaya merah). Cahaya tampak digunakan dalam sistem komunikasi menggunakan serat optic sebagai pembawa sinyal komunikasi yang dipandu laser.

5.    5. Sinar Ultraviolet

        Sinar ultraviolet merupakan gelombang elektromagnetik dengan rentang frekuensi antara 10¹⁵ Hz hingga 10¹⁶Hz atau dalam daerah panjang gelombang 10^-8 m sampai 10^-7m. Sinar ultraviolet dapat dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik.

Sinar matahari juga merupakan sumber sinar ultraviolet yang merangsang badan kita menghasilkan vitamin D yang kita perlukan untuk kesehatan tulang. Akan tetapi, jika anda terlalu sering terkena paparan sinar ultraviolet, kulit anda akan hitam terbakar dan bisa juga terkena kanker kulit.

6.    6. Sinar-X

        Sinar-x berada di rentang frekuensi antara 10¹⁶ Hz hingga 10²⁰ Hz atau daerah panjang gelombang antara 10^-10cm hingga 10^-6cm. Karena gelombangnya pendek, sinar-x memiliki daya tembus yang kuat. Sinar-x dihasilkan oleh elektron-elektron yang terletak di bagian dalam kulit atom. Disamping itu, sinar-x juga dapat dihasilkan saat elektron berkecepatan tinggi menumbuk logam.

Sinar-x ini banyak digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang atau organ dalam tubuh manusia.

7.     7. Sinar Gamma

         Sinar gamma ditemukan oleh Ernest Rutherford. Sinar gamma memiliki rentang frekuensi antara 10²⁰ Hz hingga 10²⁵ Hz atau panjang gelombang antara 10^-15 cm hingga 10^-10. Diantara anggota spektrum elektromagnetik, sinar gamma memiliki daya tembus paling besar. Daya tembus yang sangat besar ini menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jarigan hidup. Sinar gamma dihasilkan oleh atom-atom yang tidak stabil yaitu pada proses reaksi inti.

Baiklah kawan-kawan sekali, demikianlah Pembahasan Lengkap Spektrum Gelombang Elektromagnetik. 

Sumber :

http://informasiana.com/pembahasan-lengkap-spektrum-gelombang-elektromagnetik/