Mengapa gelombang mikro tidak dapat dilihat oleh mata

Jakarta -

Secara umum, gelombang terdiri dari gelombang elektromagnetik dan mekanik. Gelombang mekanik selalu merambat melalui perantara atau medium. Gelombang mekanik bisa sebagai gelombang transversal seperti perambatan tali, bisa juga merambat sebagai gelombang longitudinal seperti bunyi melalui medium udara atau benda lainnya.

Sedangkan gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam bentuk gelombang dengan beberapa variabel yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan. Panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak.

Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Hubungan antara kecepatan gelombang, frekuensi dan panjang gelombang sebagai berikut

c = λ.f

Keterangan:

• c = kecepatan cahaya
• λ = panjang gelombang
• f = frekuensi.

Energi elektromagnetik dipancarkan atau dilepaskan semua masa di alam semesta pada level yang berbeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi maka semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya.

Berikut beberapa hal yang harus kamu tahu tentang gelombang elektromagnetik

A. Sifat Gelombang Elektromagnetik

Dilansir dari Buku Fisika Paket C 'Menangkap Pancaran Gelombang' oleh Salbiah, gelombang memiliki 8 siat, yaitu:

1. Gelombang elektromagnetik berupa gelombang transversal
2. Perubahan medan listrik E dan medan magnet B terjadi pada saat yang bersamaan
3. Arah medan listrik E dan medan magnet B saling tegak lurus
4. Kuat medan listrik E dan medan magnet B besarnya berbanding lurus satu dengan yang lain
5. Arah perambatan gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus arah medan listrik E dan medan magnet B
6. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa
7. Laju rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa merupakan tetapan umum (konstanta) c = 3 x 108 m/s. (meter/second = meter/detik)
8. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami proses pemantulan, pembiasan, polarisasi, interferensi, dan difraksi (lenturan).

B. Sumber Gelombang Elektromagnetik

1. Osilasi Listrik
2. Sinar matahari
3. Lampu infrared secara khusus menghasilkan infra merah
4. Lampu ultraviolet secara khusus menghasilkan ultra ungu
5. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (biasa disebut sebagai sinar rontgen)
6. Inti atom yang tidak stabil sehingga menghasilkan radiasi alpha, beta, dan gamma. Radiasi sinar gamma merupakan salah satu gelombang elektromagnetik.

C. Jenis Gelombang Elektromagnetik

1. Gelombang Radio

Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik. Gelombang ini terbentuk ketika bunyi atau audio berubah menjadi sinyal listrik dan melalui gelombang osilator (gelombang pembawa) mengalami modulasi pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio.

2. Gelombang Mikro (Microwave)

Gelombang Mikro (Microwave) merupakan gelombang elektro magnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency) yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz). Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka molekul dan atom pada benda tersebut akan bergetar sehingga muncul efek pemanasan.

3. Gelombang Inframerah (Infra Red)

Inframerah merupakan gelom bang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari gelombang radio. Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul molekul yang bergetar dan kemudian terurai menjadi beberapa molekul yang berbeda karena benda diipanaskan.

4. Cahaya Tampak (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu)

Gelombang cahaya tampak merupakan gelombang elektromagnetik yang bisa dilihat oleh indera penglihatan manusia. Gelombang cahaya tampak terdiri dari merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

5. Gelombang Ultraviolet (Ultra ungu)

Cahaya ultra ungu merupakan bagian dari spektrum warna, namun indera penglihatan manusia tidak mampu melihatnya. Cahaya ultra ungu mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek dibanding warna lainnya. Hal ini menyebabkan cahaya ultra ungu mempunyai daya tembus yang jauh lebih kuat dibanding warna lainnya. Ca haya ultra ungu mampu menembus kulit manusia bahkan bisa mengubah struktur sel.

6. Sinar X (X-ray)

Sinar-X mempunyai daya tembus yang lebih kuat daripada cahaya ultraungu. Sinar-X mampu menembus struktur lunak seperti daging dan kayu, kecuali struktur padat seperti tulang. Dengan kemampuannya menembus daging, maka struktur tulang/rangka bisa tampak pada layar film.

7. Sinar Gamma (Gamma ray)

Gelombang sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang paling kuat di antara gelombang elektromagnetik lainnya. Gelombang sinar Ү dapat menembus struktur padat, bahkan dapat mengubah struktur atom menjadi atom yang berbeda. Sinar Ү terjadi dari suatu proses reaksi nuklir sehingga menghasilkan radiasi yang cenderung berbahaya bagi makhluk hidup.

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang bisa merambat tanpa adanya medium. Gelombang ini kita manfaatkan untuk membantu kehidupan sehari-hari. Setelah memahami sifat, sumber, dan jenis gelombang elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik di sekitarmu?

Simak Video "Konsep Multiverse di Film Dr Strange dalam Teori Fisika"

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang memiliki muatan energi listrik dan magnet tanpa memerlukan media rambat. Kita dapat menemukan banyak penggunaan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari, contohnya adalah teknologi rontgen, microwave, dan sinyal yang diterima smartphone. Berdasarkan panjang atau frekuensinya, gelombang elektromagnetik dapat diklasifikasikan menjadi spektrum gelombang elektromagnetik.

Spektrum gelombang elektromagnetik adalah spektrum kontinu di mana masing-masing jenis gelombang elektromagnetik yang berbeda didefinisikan dalam rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, sinar inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar Gamma.

Gelombang Radio

Gelombang radio adalah gelombang elektromagnetik terpanjang dengan rentang frekuensi terendah dalam spektrum elektromagnetik. Panjang gelombang radio berkisar antara 0,3 hingga 600 meter dengan rentang frekuensi sekitar 5×105 Hertz sampai 109 Hertz. Gelombang ini diradiasikan oleh muatan yang bergerak dipercepat dan oleh osilasi muatan dalam rangkaian listrik (seperti rangkaian LC).

(Baca juga: Gelombang Elektromagnetik, Definisi dan Sifatnya)

Berdasarkan frekuensinya, gelombang radio terbagi menjadi beberapa pita. Pita gelombang pendek berada pada frekuensi 500 kHz hingga 54 MHz. Di dalamnya terdapat pita radio AM, yaitu di frekuensi 530 kHz hingga 1710 kHz. Selain itu, ada pula gelombang TV yang berada pada rentang 54 MHz hingga 1000 MHz. Di dalamnya terdapat gelombang radio FM, yaitu di frekuensi 88 MHz hingga 108 MHz.

Gelombang Mikro

Gelombang mikro memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dengan frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan gelombang radio. Gelombang mikro dihasilkan oleh tabung vakum daya tinggi, perangkat semikonduktor (seperti transistor efek medan), dioda terowongan, dioda Gunn, dan lain-lain. Rentang panjang gelombang mikro berada pada 10-3 meter hingga 0,3 meter. Frekuensinya berkisar dari 109 Hertz hingga 3×1011 Hertz.

Salah satu penggunaan gelombang mikro dapat dilihat pada radar (Radio Detection and Ranging). Radar adalah teknik yang digunakan untuk mendeteksi jarak, kelajuan, dan karakteristik objek lain yang bergerak. Selain itu, gelombang mikro juga digunakan pada oven microwave.

Sinar Inframerah

Gelombang elektromagnetik selanjutnya adalah sinar inframerah. Gelombang inframerah memiliki panjang gelombang yang lebih pendek, tapi dengan frekuensi yang lebih tinggi dari gelombang mikro. Sinar inframerah dikenal juga sebagai gelombang panas. Panjangnya berkisar dari 8×10-7 meter hingga 10-3 meter dengan frekuensi 3×1011 Hertz sampai 4×1014 Hertz.

Sumber utama radiasi gelombang inframerah adalah radiasi termal yang dipancarkan oleh semua benda panas. Ketika sebuah benda dipanaskan, atom dan molekul penyusunnya mendapatkan energi panas dan bergetar dengan amplitudo yang lebih besar. Energi dilepaskan oleh atom dan molekul yang bergetar dalam bentuk radiasi inframerah. Semakin tinggi suhu benda, semakin kuat atom dan molekulnya bergetar dan semakin banyak radiasi inframerah yang dihasilkannya.

Cahaya Tampak

Cahaya tampak merupakan daerah spektrum elektromagnetik yang dapat dideteksi langsung oleh mata. Cahaya tampak yang disebut juga sebagai cahaya putih tersusun dari tujuh warna yang berbeda. Ketujuh warna itu bisa kita lihat pada pelangi ketika cahaya matahari dibiaskan oleh rintik air. Dalam spektrum cahaya tampak, cahaya merah memiliki panjang gelombang terbesar, sementara ungu memiliki panjang gelombang terpendek.

Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang sekitar 380 nm hingga 10 nm. Rentang frekuensinya berkisar dari 8×1014 Hertz sampai 3×1016 Hertz. Radiasi ini diberi nama ultraviolet karena berkaitan dengan frekuensi yang lebih besar daripada frekuensi cahaya ungu pada spektrum cahaya tampak.
Sinar ultraviolet banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, contohnya untuk membunuh kuman dalam pemurnian air, penggunaan lampu UV, dan untuk operasi mata LASIK.

Sinar-X

Sinar-X merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 10-13 meter hingga 10-8 meter. Frekuensinya berkisar dari 3×1016 Hertz sampai 3×1019 Hertz. Sinar-X adalah jenis radiasi berenergi tinggi yang dapat dengan mudah menembus berbagai jenis materi.

Sinar-X juga dikenal sebagai Roentgen rays yang namanya diambil dari penemunya, yaitu Wilhelm K. Roentgen di tahun 1895. Saat itu, Roentgen tidak dapat menentukan sifat radiasi, sehingga ia menggunakan simbol X. Saat ini, sinar-X banyak dimanfaatkan untuk rontgen dan terapi radiasi atau radioterapi.

Sinar Gamma

Jenis radiasi elektromagnetik yang terakhir adalah sinar gamma. Sinar gamma merupakan gelombang terpendek dengan frekuensi yang terbesar dibandingkan dengan gelombang elektromagnetik lainnya. Panjangnya antara 0,6×10-14 meter hingga 10-10 meter. Sementara itu, frekuensinya berada pada 3×108 Hertz hingga 5×1022 Hertz. Sumber sinar gamma diperoleh dari reaksi nuklir dan radioaktivitas inti.
Sinar gamma banyak dimanfaatkan untuk proses radioterapi dalam pengobatan kanker dan tumor. Selain itu, sinar gamma juga dapat digunakan untuk membuat radioisotop serta untuk memahami struktur logam.