Pelangi biasanya memiliki tujuah macam warna, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Warna-warna tersebut merupakan bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik bernama cahaya tampak.
Selain cahaya tampak ternyata masih ada cahaya lain yang tak bisa dilihat manusia. Cahaya tersebut juga termasuk dalam gelombang elektromagnetik, namun berada pada spektrum berbeda dengan cahaya tampak.
Berbicara tentang gelombang elektromagnetik, sebenarnya apa itu? Dikutip dari laman Zenius, berikut penjelasan mengenai serba-serbi gelombang elektromagnetik:
Pengertian gelombang elektromagnetik
Gelombang eletromagnetik adalah gabungan antara medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus, berosilasi, dan merambat melewati ruang. Gelombang ini membawa energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa medium perambatan.Gelombang elektromagnetik tercipta berkat adanya perubahan medan listrik yang menyebabkan medan magnet juga berubah. Dengan kata lain, gelombang ini terbentuk jika ada perubahan muatan yang dinamis.
Proses terbentuknya gelombang elektromagnetik ini pertama kali dikemukakan oleh James Clerk Maxwell. Pada 1862-1864, dia mengembangkan teori yang menghubungkan erat medan listrik dengan medan magnet.
Sebelum Maxwell mengemukakan hasil temuannya itu, rupanya sudah ada sederet eksperimen terdahulu yang juga meneliti tentang gelombang elektromagnetik. Lantas, seperti apa perkembangan teori gelombang ini dari masa ke masa?
Sejarah gelombang elektromagnetik
Sebelum abad ke-19, orang-orang hanya mengetahui cahaya tampak. Barulah pada 1800, seorang astronom Inggris yang lahir di Jerman bernama William Herschel menyatakan ada sinar lain di luar cahaya tampak.
Fakta ini ia sampaikan usai bereksperimen dengan memfraksikan berkas sinar matahari menggunakan prisma. Dari percobaan tersebut, terlihat cahaya tak kasat mata di luar warna merah yang menyebabkan suhu termometer menjadi tinggi. Cahaya ini kemudian dinamakan sinar infrared atau inframerah.
Setahun setelahnya, seorang fisikawan Jerman bernama Johann Wilhelm Ritter melakukan eksperimen serupa. Hasilnya, ditemukan berkas sinar tak kasat mata dekat warna ungu yang menyebabkan pelat perak klorida menghitam. Cahaya ini lantas disebut sebagai infraungu atau ultraviolet.
Usai penemuan Ritter, terbitlah teori Maxwell sebagaimana yang telah disinggung sebelumnya. Temuan Maxwell ini lantas dibuktikan oleh Heinrich Hertz pada 1887. Hasilnya, terbukti terdapat gelombang di luar rentang sinar inframerah yang selanjutnya disebut sebagai gelombang mikro dan radio.
Penelitian demi penelitian terus berlanjut, hingga akhirnya fisikawan Jerman bernama Wilhelm Rontgen menemukan sinar X-ray pada 1895. Berkas sinar ini dapat menembus benda padat.
Lima tahun setelahnya, atau lebih tepatnya pada 1890, Rutherford menemukan sinar alfa dan beta. Beranjak dari temuan itu, seorang fisikawan dan kimiawan asal Prancis bernama Paul Ulrich Villard menemukan sinar gamma. Cahaya ini berisfat netral, memiliki energi yang lebih tinggi daripada sinar X-ray, serta memiliki frekuensi tertinggi.
Teori gelombang elektromagnetik ini akhirnya disempurnakan oleh Albert Einstein. Pada 1905, ia menemukan konsep relativitas khusus.
Sifat gelombang elektromagnetik
- Perubahan medan magnet (E) dan medan listrik (B) terjadi secara bersamaan, di mana keduanya bernilai maksimum dan minimum pada saat yang bersamaan juga
- Medan magnet (E), medan listrik (B), dan kecepatannya (V) saling tegak lurus
- Merupakan gelombang transversal
- Mengalami sifat-sifat cahaya, yaitu pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi
- Besar medan listrik berbanding lurus dengan besar medan magnetnya
- Nilai dari kecepatan GEM hanya dipengaruhi oleh sifat listrik dan magnet medium yang ditempuhnya
- Tidak bisa dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet karena tak bermuatan. Jadi, hukum Coulomb dan Lorentz tidak berlaku pada gelombang elektromagnetik
- Kecepatan konstan pada ruang hampa (3×10^8 m/s).
Jenis-jenis Gelombang Elektromagnetik
1. Gelombang radio
Gelombang radio terbentuk dari osilasi elektron rangkaian listrik dengan panjang gelombang lebih dari 1 meter. Ini merupakan gelombang elektromagnetik terpanjang, namun memiliki frekuensi paling kecil dibandingkan jenis lainnya.Gelombang radio memiliki lima spektrum, antara lain low frequency (LF) 30-300 kHz, medium frequency (MF) 300 kHz – 3 mHz, high frequency (HF) 3-30 mHz, very high frequency (VHF) 30-300 mHz, dan ultra high frequency (UHF) 300 mHz – 36 Hz.
Gelombang ini dimanfaatkan untuk radio, televisi, dan telepon. Cara kerjanya mula-mula dipancarkan melalui antena pemancar (transmitter), kemudian sinyalnya diterima oleh antena penerima (receiver).
2. Gelombang mikro
Gelombang ini sejatinya merupakan bagian dari gelombang radio, namun frekuensinya jauh lebih tinggi. Spektrumnya meliputi super high frequency (SHF) dengan rentang nilai 3-30 GHz.Gelombang mikro dihasilkan dari sebuah alat elektronik khusus, seperti tabung klystron. Gelombang ini umumnya dimanfaatkan untuk microwave atau alat pemanas makanan.
3. Gelombang inframerah
Gelombang ini memiliki frekuensi antara 10^11-10^14 Hz dengan panjang gelombangnya mencapai 700-1000 nanometer.Gelombang inframerah bisa digunakan untuk mendeteksi orang yang terkena virus atau sedang sakit. Cara kerjanya ialah dengan memanfaatkan suhu tubuh.
Jadi, orang sakit dan orang normal memiliki suhu yang berbeda, sehingga gelombang inframerah yang dipancarkan berlainan. Alat pendeteksi suhu badan kemudian akan mengidentifikasi gelombang infrared yang berbeda itu.
4. Cahaya tampak
Gelombang ini memiliki panjang dengan rentang berkisar antara 400-700 nanometer. Rentang panjang tersebut bersifat sensitif di mata manusia sehingga bisa terlihat.Cahaya ini merupakan gelombang elektromagnetik yang paling sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Selain nampak dari fenomena pelangi, warna cahaya tampak ini juga biasa digunakan untuk lampu lalu lintas.
5. Gelombang ultraviolet (UV)
Gelombang UV memiliki panjang sekitar 1-400 nanometer dengan frekuensi sekitar 10^15 - 10^16 Hz. Sinar ini dihasilkan dari transisi elektron terluar suatu atom dan radiasi termal yang dipancarkan oleh matahari.Sinar UV identik sebagai ‘musuh’ manusia lantaran dianggap bisa menyebabkan kanker kulit, katarak, dan berbagai penyakit lainnya. Padahal, sinar yang masuk ke bumi ini sejatinya tak terlalu berbahaya karena terhalang atmosfer.
Sayangnya, saat ini lapisan ozon di atmosfer kian menipis akibat penggunaan freon yang berlebihan. Lambat laun, kondisi ini bisa membuat lapisan ozon bocor sehingga sinar UV yang masuk ke bumi. Jika hal itu terjadi, maka kesehatan manusia benar-benar terancam bahaya.
6. Sinar X
Sinar X atau X-ray memiliki panjang gelombang yang cukup pendek dengan rentang antara 0,01-10 nanometer. Namun, frekuensinya cukup besar, yaitu antara 10^16 - 10^20 Hz.Sinar ini dihasilkan oleh transisi elektron yang lebih dalam atau terikat pada inti atom, atau bisa juga terbentuk dari partikel yang diperlambat.
Radiasi sinar X mampu menembus jaringan tubuh, sehingga biasanya dimanfaatkan untuk bidang kesehatan, seperti CT Scan atau rontgen.
7. Sinar gamma
Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang panjangnya paling pendek, namun frekuensinya paling besar dibandingkan jenis gelombang lainnya. Panjang gelombang ini kurang dari 10 nanometer dengan frekuensi sebesar 10^20 - 10^25 Hz. Sinar ini dihasilkan dari inti radioaktif ketika terjadi reaksi nuklir.Sama halnya dengan sinar X, sinar gamma juga dimanfaatkan pada bidang kesehatan. Biasanya, sinar ini digunakan untuk membunuh sel-sel kanker.
Itulah serangkaian penjelasan mengenai gelombang elektromagnetik. Bagi Sobat Medcom yang sedang mempelajari materi ini di sekolah, semoga penjelasan di atas bermanfaat, ya! (Nurisma Rahmatika)
Baca: 5 Eksperimen Sains untuk Anak Bisa Dilakukan di Rumah
Cek Berita dan Artikel yang lain di
Google News
Viral! 18 Kampus ternama memberikan beasiswa full sampai lulus untuk S1 dan S2 di Beasiswa OSC. Info lebih lengkap klik : osc.medcom.id
