REVISI

RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

(TEORI MAXWELL DAN PENGUBAHAN FREKUENSI GELOMBANG)

(Disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Fisika Lingkungan)

Oleh :

ZULFA LUSIANA

120210102003

Kelas : B

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari – hari kita sering menggunakan alat – alat

yang memancarkan radiasi. Istilah radiasi sering dianggap menyeramkan,

sesuatu yang membahayakan, mengganggu kesehatan bahkan keselamatan.

Padahal di sekitar kita baik di rumah, di kantor, maupun di tempat-tempat

umum, ternyata banyak sekali radiasi. Radiasi pada dasarnya adalah sesuatu

cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa

membutuhkan panas. Beberapa contoh dalai perambatan panas, cahaya, dan

gelombang radio.

Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat terutama pada

penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu

contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium

perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio. Tetapi

spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis

gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan frekuensi atau panjang

gelombangnya. Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang rentang

spektrum gelombang elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing

gelombang elektromagnetik di dalam spectrum dan contoh dan penerapan

masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

Tubuh manusia akan tersinari oleh berbagai frekuensi gelombang

magnetic yang kompleks. Tingkat paparan gelombang electromagnetik dari

berbagai frekuensi berubah secara signifikan sejalan dengan perkembangan

teknologi yang menimbulkan kekhawatiran bahwa paparan dari gelombang

elektromagnetik ini dapat berpengaruh buruk terhadap kesehatan fisik manusia.

Ada kemungkinan gangguan tersebut dalai electrical sensitivity. Electrical

sensitivity adalah gangguan fisiologi dengan tanda dan gejala neurologist

maupun kepekaan, berupa berbagai gejala dan keluhan. Gangguan ini

umumnya disebabkan oleh radiasi elektromagnetik yang berasal dari jaringan

listrik tegangan tinggi atau ekstra tinggi, peralatan elektronik di rumah, di

kantor maupun industri. Termasuk telepon seluler (ponsel) maupun microwave

oven, ternyata sangat potensial menimbulkan berbagai keluhan tersebut.

Radiasi di sekitar tubuh manusia ini mengganggu kerja sel yang berada

pada tubuh manusia. Pada makalah ini akan dibahas tentang radiasi gelombang

elektromagnetik, spektrum gelombang elektromagnetik oleh matahari, dan

karakteristik spektrum gelombang elektromagnetik.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Apa sumber radiasi gelombang elektromagnetik ?

1.2.2 Bagaimana spektrum gelombang elektromagnetik oleh matahari ?

1.2.3 Bagaimana karakteristik spektrum gelombang elektromagnetik ?

1.2.4 Bagaimana karakteristik medan listrik dan medan magnet ?

1.2.5 Bagaimana medan listrik dan medan magnet di sekitar arus listrik ?

1.2.6 Bagaimana teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik di

sekitar arus listrik ?

1.2.7 Bagaimana medan elektromagnetik extremely low frekuensi ?

1.2.8 Bagaimana pengubahan frekuensi sinar x menjadi inframerah

(mikrowave)?

1.3 Tujuan

1.3.1 Dapat mengetahui sumber radiasi gelombang elektromagnetik

1.3.2 Dapat mengetahui spektrum gelombang elektromagnetik oleh matahari

1.3.3 Dapat mengetahui karakteristik spektrum gelombang elektromagnetik

1.3.4 Mengetahui karakteristik medan listrik dan medan magnet

1.3.5 Mengetahui medan listrik dan medan magnet di sekitar arus listrik

1.3.6 Mengetahui teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik di

sekitar arus listrik

1.3.7 Mengetahui medan elektromagnetik extremely low frekuensi

1.3.8 Mengetahui pengubahan frekuensi sinar x menjadi inframerah

(mikrowave)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sumber Radiasi Gelombang Elektromagnetik

2.1.1 Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat

merambat  walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat

dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu:

panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude,

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.

2.1.2 Sumber Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Jenis-jenis sumber radiasi dari sumber radiasi alam maupun

sumber radiasi buatan. Sejarah terbentuknya radiasi sudah ada sejak

bumi terbentuk dari sebuah kejadian alam yaitu terpecahnya big-bang.

A. Sumber - sumber Radiasi Alam

i. Radiasi Cosmik

ii. Radionuklida Cosmogenik

iii. Radionuklida Primordial

B. Sumber Radiasi Buatan

i. Radiasi Nuklir

ii. Zat Radioaktif dalam Rumah Sakit

2.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik Oleh Matahari

Spektrum adalah sebuah kata lain yang berarti “hantu” atau bayangan hitam.

Kata Spektrum  pertama kali digunakan oleh Isaac Newton pada tahun 1671.

Untuk menjelaskan bayangan sinar yang dibentuk oleh prisma menyerupai

pelangi yang berwarna warni.

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 ini di dalamnya terdapat sinar tampak

dapat dilihat pada gambar di bawah

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

                                                                                                                    

                                                         

2.3 Karakteristik Spectrum Gelombang Elektromagnteik.

Spektrum gelombang elektromagnetik tampak memiliki warna yang

berbeda-beda.Warna ini disebabkan perbedaan frekuensi gelombang.Berdasarkan

frekuensi gelombang inilah dapat diketahui sifat/karakteristik gelombang.Rentang

frekuensi tertinggi (sinar gamma) hingga frekuensi rendah (radio) serta aplikasi

setiap spektrum gelombang elektronik adalah sebagai berikut.

1. Gelombang Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang

mempunyai frekuensi tertinggi dalam spektrum gelombang

elektromagnetik, yaitu antara 1020Hz sampai 1025 Hz. Panjang

gelombangnya berkisar antara 10–5 nm sampai 0,1 nm. Sinar gamma

berasal dari radioaktivitas nuklir atau atom-atom yang tidak stabil dalam

waktu reaksi inti.Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat kuat,

sehingga mampu menembus logam yang memiliki ketebalan beberapa

sentimeter. Jika diserap pada jaringan hidup, sinar gamma akan

menyebabkan efek yang serius seperti mandul dan kanker.

2. Sinar-X (Rontgen)

Sinar-X mempunyai frekuensi antara 1016Hz sampai 1020 Hz.

Panjang gelombangnya 10–11 sampai 10–8 m. Sinar –X ditemukan oleh

Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Untuk menghormatinya sinar-

X juga disebut sinar rontgen.Sinar-X dihasilkan dari elektron-elektron

yang terletak di bagian dalam kulit elektron atom atau dapat dihasilkan

dari electron dengan kecepatan tinggi yang menumbuk logam. Sinar-X

banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran seperti untuk memotret

kedudukan tulang, dan bidang industri dimanfaatkan untuk menganalisis

struktur kristal. Sinar-X mempunyai daya tembus yang sangat kuat.Sinar

ini mampu menembus zat padat seperti kayu, kertas, dan daging

manusia.Pemeriksaan anggota tubuh dengan sinar-X tidak boleh terlalu

lama, karena membahayakan.

3. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet merupakan gelombang elektromagnetik yang

mempunyai frekuensi antara 1015 Hz sampai dengan 1016 Hz. Panjang

gelombangnya antara 10 nm sampai 100 nm. Sinar ultraviolet dihasilkan

dari atom dan molekul dalam nyala listrik.Sinar ini juga dapat dihasilkan

dari reaksi sinar matahari. Sinar ultraviolet dari matahari dalam kadar

tertentu dapat merangsang badan Anda menghasilkan vitamin D. Secara

khusus, sinar ultraviolet juga dapat diaplikasikan untuk membunuh kuman.

Lampu yang menghasilkan sinar seperti itu digunakan dalam perawatan

medis. Sinar ultraviolet juga dimanfaatkan dalam bidang perbankan, yaitu

untuk memeriksa apakah tanda tangan Anda di slip penarikan uang sama

dengan tanda tangan dalam buku tabungan.

4. Cahaya atau Sinar Tampak

Cahaya atau sinar tampak mempunyai frekuensi sekitar 1015 Hz.

Panjang gelombangnya antara 400 nm sampai 800 nm.Mata manusia

sangat peka terhadap radiasi sinar tersebut, sehingga cahaya atau sinar

tampak sangat membantu penglihatan manusia.

Panjang gelombang sinar tampak yang terpendek dalam spektrum

bersesuaian dengan cahaya violet (ungu) dan yang terpanjang bersesuaian

dengan cahaya merah.Semua warna pelangi terletak di antara kedua batas

tersebut.Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar

laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi.

5. Sinar Infra Merah

Sinar infra merah mempunyai frekuensi antara 1011 Hz sampai

1014 Hz. Panjang gelombangnya lebih panjang/besar dari pada sinar

tampak.Frekuensi gelombang ini dihasilkan oleh getaran-getaran electron

pada suatu atom atau bahan yang dapat memancarkan gelombang

elektromagnetik pada frekuensi khas.Di bidang kedokteran, radiasi

inframerah diaplikasikan sebagai terapi medis seperti penyembuhan

penyakit encok dan terapi saraf.Pada bidang militer, dibuat teleskop

inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau

berkabut.Hal ini mungkin karena sinar infra merah tidak banyak

dihamburkan oleh partikel udara.Selain itu, sinar infra merah dibidang

militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun

terhalang oleh kabut atau awan.Di bidang elektronika, infra merah

dimanfaatkan pada remote kontrol peralatan elektronik seperti TV dan

VCD. Unit kontrol berkomunikasi dengan peralatan elektronik melalui

reaksi yang dihasilkan oleh dioda pancar cahaya (LED).

6. Radar atau Gelombang Mikro

Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik dengan

frekuensi sekitar 1010 Hz. Panjang gelombangnya kira-kira 3 mm.

Gelombang mikro ini dimanfaatkan pada pesawat radar (radio detection

and ranging). Gelombang radar diaplikasikan untuk mendeteksi suatu

objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di

kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta

untuk menentukan arah dan posisi yang tepat. Misalnya, jika radar

memancarkan gelombang mikro mengenai benda, maka gelombang mikro

akan memantul kembali ke radar.

7. Gelombang Radio

Gelombang radio terdiri atas osilasi (getaran) cepat pada medan

elektrik dan magnetik. Di antara spektrum gelombang elektromagnetik,

gelombang radio termasuk ke dalam spektrum yang memiliki panjang

gelombang terbesar dan memiliki frekuensi paling kecil.Gelombang radio

dihasilkan oleh elektron pada kawat penghantar yang menimbulkan arus

bolak-balik pada kawat.Kenyataannya arus bolak-balik yang terdapat pada

kawat ini, dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik.Gelombang radio

ini dipancarkan dari antena pemancar (transmitter) dan diterima oleh

antena penerima (receiver).

2.4 Karakteristik medan listrik dan medan magnet

KARAKTERISTIK

Medan Listrik Medan Magnet

1. Medan listrik berasal dari

tegangan listrik. Medan listrik

tetap dapat dihasilkan walau

tidak ada arus listrik mengalir

sehingga medan listrik tetap ada

1. Medan magnet berasal dari arus

listrik

2. Kekuatannya diukur

berdasarkan satuan ampere per

meter. Namun umumnya, juga

walau listrik dalam keadaan mati

2. Kekuatan medan listrik diukur

berdasarkan satuan volt per

meter

3. Kekuatan medan listrik semakin

lemah bila semakin jauh dari

sumbernya

4. Kebanyakan material bangunan

dapat menahan listrik dalam

kekuatan tertentu

dipakai satuam densitas flux

yaitu mikrotesla (T) atau

militesla (mt)

3. Medan magnet terjadi segera

setelah suatu alat listrik

dinyalakan

4. Kekuatan medan magnet

semakin lemah bila semakin

jauh dari sumbernya

5. Kebanyakan material tidak

memperlemah medan magnet

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan

magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu

tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi

elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut

elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.

Benda yang bermuatan listrik dikelilingi sebuah daerah yang disebut

medan listrik. Dalam medan ini, muatan listrik dapat dideteksi. Menurut Faraday

(1791- 867), suatu medan listrik keluar dari setiap muatan dan menyebar ke

seluruh ruangan. Untuk memvisualisasikan medan listrik, dilakukan dengan

menggambarkan serangkaian garis untuk menunjukkan arah medan listrik pada

berbagai titik di ruang, yang disebut garis-garis gaya listrik.

Hal yang sama terjadi pada magnet. Jika sebatang magnet diletakkan

dalam suatu ruang, maka terjadi perubahan dalam ruang ini, yaitu pada setiap titik

dalam ruang akan terdapat medan magnetik. Medan magnet adalah ruangan di

sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain

Sama seperti medan listrik, medan magnetikpun dapat digambarkan dalam bentuk

garis-garis khayal yang disebut garis medan magnetik. Garis medan magnetik

dapat digambarkan dengan pertolongan sebuah kompas. Untuk menunjukkan

garis medan magnet yang disebabkan oleh sebuah magnet batang, dilakukan

dengan jarum kompas. Arah medan magnetik di suatu titik pada garis medan ini

ditunjukkan dengan arah garis singgung di titik tersebut.

2.5 Medan Listrik dan Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

2.5.1 Medan Listrik disekitar Arus Listrik

Medan Listrik merupakan daerah atau ruang di sekitar benda yang

bermuatan listrik di mana jika sebuah benda bermuatan lainnya diletakkan pada

daerah itu masih mengalami gaya elektrostatis.

Medan Listrik sering juga di pakai istilah kuat medan listrik atau

intensitas medan listrik. Kuat medan listrik di suatu titik adalah gaya yang

diderita oleh suatu muatan percobaan yang diletakkan dititi itu dibagi oleh

besar muatan percobaan.

Adanya medan gaya listrik digambarkan oleh Garis Medan Listrik (Lines

of Force) yang mempunyai sifat:

1) Garis Medan listrik keluar dari muatan positif menuju ke muatan negatif

2) Garis medan listrik antara dua muatan tidak pernah berpotongan

3) Jika medan listrik di daerah itu kuat, maka garis medan listriknya rapat

dan sebaliknya.

Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat

digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif

memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut.

Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah

masuk ke muatan tersebut.

2.5.2 Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

2.5.2.1. Percobaan OERSTED

Di atas jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas kawat,

sehingga kawat itu sejajar dengan jarum kompas. jika kedalam kawat dialiri

arus listrik, ternyata jarum kompas berkisar dari keseimbangannya.

Kesimpulan : Disekitar arus listrik ada medan magnet.

Cara menentukan arah perkisaran jarum yaitu :

a) Bila arus listrik yang berada anatara telapak tangan kanan dan jarum

magnet mengalir dengan arah dari pergelangan tangan menuju ujung-

ujung jari, kutub utara jarum berkisar ke arah ibu jari.

b) Bila arus listrik arahnya dari pergelangan tangan kanan menuju ibu jari,

arah melingkarnya jari tangan menyatakan perkisaran kutub Utara.

Pola garis-garis gaya di sekitar arus lurus.

Pada sebidang karton datar ditembuskan sepotong kawat tegak lurus, di

atas karbon ditaburkan serbuk besi menempatkan diri berupa lingkaran-

lingkaran yang titik pusatnya pada titik tembus kawat.

Garis-garis gaya di sekitar arus lurus berupa lingkaran-lingkaran yang

berpusatkan pada arus tersebut.

Cara menentukan arah medan magnet

Bila arah dari pergelangan tangan menuju ibu jari, arah melingkar jari

tangan menyatakan arah medan magnet. Di sekitar kawat penghantar berarus

listrik terdapat medan magnet yang diselidiki oleh Hans Christian Oersted.

Arah medan magnetik dari sebuah kawat yang dialiri arus listrik dapat

ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan Oersted, seperti yang

diperlihatkan pada gambar dibawah. Arah arus listrik ditunjukkan dengan ibu

jari dan garis gaya magnetik ditunjukkan dengan keempat jari tangan.

Medan magnetik yang dihasilkan oleh sebuah kawat penghantar

sangatlah lemah, untuk menghasilkan medan magnetik yang cukup kuat dapat

digunakan kumparan berarus listrik. Kumparan bersifat sebagai magnet yang

kuat ini disebut sebagai elektromagnet. Elektromagnet memiliki sifat

kemagnetan sementara. Jika arus listrik diputuskan, sifat kemagnetannya

segera hilang. Kumparan berarus listrik dapat menghasilkan medan magnetik

yang kuat karena setiap lilitan pada kumparan menghasilkan medan magnetik

yang akan diperkuat oleh lilitan lainnya. Semakin banyak lilitan suatu

kumparan, medan magnetik yang dihasilkannya semakin besar. Pola garis gaya

magnetik yang dihasilkan oleh kumparan yang dialiri arus listrik ditunjukkan

pada gambar berikut.

Untuk menentukan kutub magnet pada kumparan berarus listrik, digunakan

aturan genggaman tangan kanan. Kutub utara ditunjukkan oleh arah ibu jari, arah

arus pada kumparan sama dengan arah genggaman keempat jari. Konsep seperti

ini disebut kaidah tangan kanan untuk menentukan kutub magnet dari arah arus

listrik.

2.5.2.2. Hukum Biot Savart.

Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding

dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus

dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat

jaraknya.

.

2.5.2.3. Induksi Magnetik

Medan magnet yang disebabkan oleh arus listrik pada kawat

lurus yang panjang adalah sedemikian sehingga garis-garis medan

merupakan lingkaran dengan kawat tersebut sebagai pusatnya Anda

mungkin mengharapkan bahwa kuat medan pada suatu titik akan lebih

besar jika arus yang mengalir pada kawat lebih besar, dan bahwa medan

akan lebih kecil pada titik yang lebih jauh dari kawat. Hal ini memang

benar. Eksperimen yang diteliti menunjukkan bahwa medan magnet B

pada titik didekat kawat lurus yang panjang berbanding lurus dengan arus

I pada kawat dan berbanding terbalik terhadap jarak r dari kawat.

2.6 Teori Maxwell Tentang Gelombang Elektromagnetik Di Sekitar Arus

Listrik

Maxwell adalah salah seorang ilmuwan Fisika yang berjasa dalam

kemajuan ilmu pengetahuan serta teknologi yang berhubungan dengan

gelombang. Maxwell berhasil mempersatukan penemuan-penumuan dari

berbagai fisikawan  diantaranya Ampere dan Faraday. Dengan Teori Maxwel

tentang gelombang ekektromagnetik mempersatukan Kedua teori ini dimana

menurut Faraday”medan listrik dapat ditimbulkan dari perubahan medan

magnet”.

Sedangkan Maxwell membuat hipotesa bahwa medan listrik yang

berubah terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet, yang sama halnya

dengan dengan medan magnet yang berubah terhadap waktu akan

menghasilkan akan menghasilkan medan listrik. Hal ini melengkapi teori

maxwell , yaitu hubungan yang sangat penting antara medan listrik dan medan

magnet yang dikenal dengan persamaan Maxwell.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik

mempersatukan pula teori Newton serta Huygesa tentang ilmu cahaya.

Menurut teori maxwell tentang gelombang elektromagnetik bahwa cahaya

adalah suatu bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang

elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat terdiri dari medan

magnet B dan Medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus serta keduanya

tegak lurus arah perambatan gelombang. Sehingga gelombang

elektromagnetik temasuk gelombang transversal.

Dengan Teori Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik, Maxwell

menghitung cepat rambat gelomabang elektromagnetik dengan persamaan

Keterangan :

C= cepat rambat gelombang elektromagnetik

μₒ = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7Wb/Am

 Ԑₒ = permitivitas ruang hampa = 8,85418 x 10-12C2/N m2

Dengan memasukkan harga μₒ dan Ԑₒ diatas maka di peroleh cepat

rambat gelombang elektromagnetik sebesar c= 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108

m/s.

Nilai tersebut ternyata sesuai dengan cepat rambat cahaya dalam ruang

hampa. Dengan hasil ini maka Maxwell mengatakan bahwa cahaya termasuk

gelombang elektromagnetik. Seperti gelombang mekanik maka cahaya

mengalami gejala gelombang pada umumnya yaitu reflksi(pemantulan),

refraksi(pembiasan), interferensi, difraksi serta polarisasi.Dengan Teori

Maxwel tentang gelombang ekektromagnetik menyimpulkan bahwa Sifat-sifat

gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

1. Perubahan medan listrik dan medan magnet 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 magnet saling tegak lurus dan keduanya

tegak lurus terhadap arah rambat gelombang

3. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal

4. Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi juga

polarisasi

5. Besar medan listrik dan medan magnet (E=cB)

6. Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet karena

gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan

7. Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan kecepatan di udara 3 x 108

m/s.

2.7 Medan Elektromagnetik Extremely Low Frekuensi

Frekuensi sangat rendah (ELF) adalah istilah yang digunakan untuk

menjelaskan radiasi elektromagnetik (gelombang radio) dengan frekuensi 3-

300 Hz, dan panjang gelombang yang sesuai dari 100.000 sampai 1000

kilometer Dalam ilmu atmosfer., pengertian dasarnya yang biasanya diberikan

yaitu dari 3 Hz sampai 3 kHz. Dalam kaitannya dengan ilmu magnetosfer,

osilasi elektromagnetik frekuensi rendah (denyutan yang terjadi di bawah ~ 3

Hz) dianggap terletak dalam kisaran ULF, yang dengan demikian juga

didefinisikan secara berbeda dari Radio iTU band.

Gelombang radio ELF yang dihasilkan oleh petir dan gangguan alam

di medan magnet bumi, sehingga mereka menjadi subjek penelitian oleh para

ilmuwan atmosfer. Karena kesulitan membangun pemancar yang dapat

menghasilkan gelombang panjang tersebut, frekuensi ELF telah digunakan

sangat sedikit hanya dalam sistem komunikasi buatan manusia. Gelombang

ELF dapat menembus air laut hingga kedalaman beberapa ratus meter,

sehingga AS dan militer Rusia telah menggunakan fasilitas ELF transmisi

untuk berkomunikasi dengan kapal selam mereka terendam. Frekuensi arus

bolak-balik yang mengalir di jaringan listrik listrik, 50 atau 60 Hz, ini

termasuk dalam pita frekuensi, dan jaringan listrik merupakan sumber yang

tidak disengaja dari radiasi ELF.

ELF merupakan frekuensi subradio. Beberapa rekan medis review

jurnal artikel lihat ELF dalam konteks "frekuensi sangat rendah (ELF) medan

magnet (MF)" dengan frekuensi 50 Hz dan 50-80 Hz. Instansi pemerintah

Amerika, seperti NASA, menggambarkan ELF sebagai non-pengion radiasi

dengan frekuensi antara 0 dan 300 Hz. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO)

telah menggunakan ELF untuk merujuk pada konsep "frekuensi sangat rendah

(ELF) medan listrik dan magnetik (EMF) " dan juga disebut" ELF listrik dan

medan magnet dalam rentang frekuensi> 0 sampai 100.000 Hz (100 kHz) ".

WHO juga menyatakan bahwa pada frekuensi antara 0 dan 300 Hz, "adalah

panjang gelombang di udara yang sangat lama (6000 km pada 50 Hz dan 5000

km pada 60 Hz), dan, dalam situasi praktis, medan listrik dan magnetik

bertindak independen satu sama lain dan diukur secara terpisah."

ELF digunakan oelh angkatan laut Amerika Serikat

untuk berkomunikasi dengan kapal selam di bawah permukaan air.

Karena konduktivitas listrik air garam, kapal selam dilindungi dari sebagian

besar komunikasi elektromagnetik. Namun sinyal pada ELF bisa menembus

lebih dalam. Tingkat transmisi data yang rendah setingkat beberapa karakter

per menit, membatasi penggunaannya sebagai saluran komunikasi. Umumnya

sinyal ELF dipakai untuk memerintahkan kapal selam agar pergi ke

kedalaman periskop dan mengawali beberapa bentuk kontak lainnya.

Salah satu kesulitanyang ditunjukkan saat penyiaran pada jarak

frekuensi ELF ialah ukuran antena. Untuk mengirimkan pesan internasional

menggunakan frekuensi ELF, memerlukan antena yang amat besar. Amerika

serikat memelihara dua tempat yaitu di Hutan Nasional Wisconsin dan Hutan

Negeri Escanaba, Michigan. Kedua tempat itu menggunakan kawat

listrik panjang sebagai antena, dalam banyak untaian sepanjang dari 14 sampai

28 mil (22,5 sampai 45 kilometer). Karena antena yang tidak efisien,

dibutuhkan sejumlah besar tenaga listrik untuk mengoperasikan sistem ELF.

Extremely Low Frequency (ELF) adalah frekuensi subradio yang

sangat rendah. Berikut ini beberapa karakteristik medan elektromagnetik

Extremely Low Frequency (ELF).

1. Instansi Pemerintah Amerika, seperti NASA menggambarkan ELF

dengan frekuensi antara 0 dan 300 Hz. WHO menyatakan bahwa pada

frekuensi antara 0 dan 300 Hz, adalah panjang gelombang di udara yang

sangat lama (6000 km pada 50 Hz dan 5000 km pada 60 Hz).

2. Dalam situasi praktis, medan listrik dan magnetik bertindak independen

satu sama lain dan diukur secara terpisah.

3. Instansi pemerintah Amerika, seperti NASA, menggambarkan ELF

sebagai non-pengion radiasi dengan frekuensi antara 0 dan 300 Hz.

Radiasi non-pengion (Non-ionizing radiation) : Radiasi elektromagnetik

dengan energi yang tidak cukup untuk ionisasi, misal radiasi infra merah,

radiasi gelombang mikro dan gelombang radio.

4. Secara alami, gelombang ELF terciptakan di Bumi, beresonansi di daerah

antara ionosfer dan permukaan. ELF diprakarsai oleh sambaran petir

yang membuat elektron di atmosfer berosilasi.

5. Medan listrik dan medan magnet yang berasal dari jaringan listrik

digolongkan sebagai frekuensi ekstrim rendah dengan konsekuensi

kemampuan memindahkan energi sangat kecil

6. Medan listrik dan medan magnet dengan frekuensi ekstrim rendah tidak

mungkin menimbulkan efek panas seperti yang dapat terjadi pada efek

medan elektromagnet gelombang mikro, frekuensi radio, dan frekuensi

yang lebih tinggi seperti pada telepon seluler.

7. Gelombang ELF dapat menembus air laut hingga kedalaman beberapa

ratus meter, pemanfaatn frekuensi ELF masih sangat sedikit dalam sistem

komunikasi buatan manusia.

2.8 Pengubahan Frekuensi Gelombang (Sinar X Menjadi Inframerah

(Mikrowave))

Perubahan frekuensi gelombang yaitu dengan menaikkan tegangan

sumbernya. Contoh pengubahan frekuensi sinar X menjadi inframerah ini

karena ada sebuah lempeng katoda dan anoda pada sebuah konduktor yang

dialiri tegangan yang sangat tinggi akan terjadi penumbukan elektron dari sub

kulit yang terluar pindah ke sub kulit yang lebih dalam, sehingga frekuensi

yang dihasilkan akan bertambah. Biasanya PLN hanya menghasilkan frekuensi

50 Hz, dengan mengaliri tegangan yang sangat tnggi maka frekuensinya akan

bertambah dan akan menyebabkan perubahan frekuensi gelombang.

Menjajaki struktur dalam atom, molekul, dan zat padat memerlukan

peran sinar-X. Energi dan panjang gelombang cahaya sinar-X sangat sesuai

untuk mengamati sifat spin elektronik, rincian kimia, dan interaksi, di mana

tidak ada jenis cahaya lain dapat mencapainya. Untuk alasan ini, ada banyak

kepentingan dalam mengembangkan laser sinar-X (X-ray laser). Sementara kita

telah berhasil mengubah beberapa akselerator partikel menjadi laser elektron

bebas X-ray (free electron X-ray laser), perangkat laser sinar-x portabel akan

membuat pencitraan canggih jauh lebih mudah didekati.

Sekarang, para peneliti telah mengembangkan perangkat yang berawal

dari laser inframerah dan mengubahnya menjadi sinar dengan intensitas foton

lebih tinggi. Perangkat baru ini tidak sama dengan laser, dimana memancarkan

seluruh spektrum yang luas dari panjang gelombang. Namun, cahaya yang

dihasilkan adalah koheren, dan yang paling penting, ia meluas menjadi sinar-X

tanpa memerlukan akselerator partikel.

Hal ini sebagaimana dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan oleh

majalah Science edisi Mei 2012 yang ditulis oleh Tenio Popmintchev dkk.

Dalam makalah itu pulsa pendek dari laser inframerah diarahkan ke atom gas

yang berada dalam tekanan tinggi. Interaksi yang kompleks antara foton

inframerah dan elektron dalam atom-atom yang menghasilkan spektrum yang

luas dari cahaya, mulai dari ultraviolet hingga sinar-X. Cahaya yang

dipancarkan adalah koheren, yang berarti foton merambat bersama-sama secara

berkorelasi, dalam bentuk pulsa sangat singkat dari cahaya dengan intensitas

tinggi.

Para peneliti menggunakan teknik dikenal sebagai pembangkitan

harmonik tingkat tinggi (High-Harmonic Generation/HHG). Kondisi ini serupa

dengan cicitan nyaring dari dawai dalam sebuah alat musik yang terkadang

menyertai nada yang lebih rendah. Perbedaannya adalah bahwa sementara alat

musik dapat menghasilkan lusinan nada harmonik, HHG oleh tekanan gas

dapat membuat ribuan harmonik, dan “nada” adalah frekuensi cahaya. Bahkan,

frekuensi begitu banyak dibuat dalam percobaan ini bahwa mereka muncul

menjadi kontinum bukan “nada” individual yang tajam. Dalam hal ini penulis

menyebutnya sebagai sebuah supercontinuum.

HHG adalah reaksi umum dari atom saat terkena sinar laser ultracepat

(ultrafast laser). Sementara cahaya inframerah tidak cukup energik untuk

mengionisasi atom, medan listrik yang terkait dengan pulsa pendek cahaya

memicu elektron bolak-balik. Saat elektron tenang, foton baru dipancarkan.

Selain itu, elektron berinteraksi langsung dengan aspek gelombang dari cahaya,

sesuatu yang dikenal sebagai gerak bergetar (quiver motion).

Untuk membuat sinar-X cahaya dengan memanfaatkan HHG, para

peneliti menggunakan pulsa dalam satuan femtosecond (10 pangkat minus 15

detik) dari laser inframerah, diarahkan ke sebuah wadah gas (helium, neon,

argon, atau nitrogen). Wadah sendiri adalah Waveguide, ruang dengan bentuk,

dimensi, dan sifat listrik yang membentuk perilaku dari gelombang cahaya.

Geometri Waveguide dan tekanan tinggi dalam gas bersama-sama

menimbulkan HHG itu. Dalam hal ini, para peneliti menemukan tekanan yang

optimal helium sekitar 35 atm; di atas itu, interaksi atom-atom interaksi

memutus koherensi dari cahaya sinar-X yang dipancarkan.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Jenis-jenis sumber radiasi dari sumber radiasi alam maupun sumber

radiasi buatan. Sumber-sumber radiasi alam meliputir radiasi cosmic,

radionuklida cosmogenik dan radionuklida primordial. Sedangkan sumber

radiasi buatan meliputi radiasi nuklir dan zat radioaktif dalam rumah sakit.

Spektrum GEM oleh matahari berdasarkan panjang gelombang paling

besar sampai yang terkecil yaitu gelombang radio dan televise, gelombang

mikro, infra merah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar x, dan sinar gamma.

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan

magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari

satu tempat ke tempat yang lain. Benda yang bermuatan listrik dikelilingi

sebuah daerah yang disebut medan listrik. Medan magnet adalah ruangan di

sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet

lain

Di sekitar kawat yang berarus listrik terdapat medan yang dapat

mempengaruhi  posisi magnet lain. Magnet jarum kompas dapat menyimpang

dari posisi normalnya bila dipengaruhi oleh medan magnet. Percobaan ini

pertama kali dilakukan oleh Oersted pada tahun 1820. Untuk melihat model

percobaan ini lihat bagian kerja ilmiah. Berdasarkan percobaan ini dapat

disimpulkan bahwa arus listrik (muatan yang bergerak) dapat menimbulkan

medan magnetik.

Menurut teori maxwell tentang gelombang elektromagnetik bahwa

cahaya adalah suatu bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang

elektromagnetik dihasilkan oleh muatan yang dipercepat terdiri dari medan

magnet B dan Medan listrik E yang bergetar saling tegak lurus serta keduanya

tegak lurus arah perambatan gelombang. Sehingga gelombang

elektromagnetik temasuk gelombang transversal.

Frekuensi sangat rendah (ELF) adalah istilah yang digunakan untuk

menjelaskan radiasi elektromagnetik (gelombang radio) dengan frekuensi 3-

300 Hz, dan panjang gelombang yang sesuai dari 100.000 sampai 1000

kilometer. Dalam ilmu atmosfer, pengertian dasarnya yang biasanya

diberikan yaitu dari 3 Hz sampai 3 kHz. Dalam kaitannya dengan ilmu

magnetosfer, osilasi elektromagnetik frekuensi rendah (denyutan yang terjadi

di bawah ~ 3 Hz) dianggap terletak dalam kisaran ULF, yang dengan

demikian juga didefinisikan secara berbeda dari Radio iTU band.

Perubahan frekuensi gelombang yaitu dengan menaikkan tegangan

sumbernya. Contoh pengubahan frekuensi sinar X menjadi inframerah ini

karena ada sebuah lempeng katoda dan anoda pada sebuah konduktor yang

dialiri tegangan yang sangat tinggi akan terjadi penumbukan elektron dari sub

kulit yang terluar pindah ke sub kulit yang lebih dalam, sehingga frekuensi

yang dihasilkan akan bertambah. Biasanya PLN hanya menghasilkan frekuensi

50 Hz, dengan mengaliri tegangan yang sangat tnggi maka frekuensinya akan

bertambah dan akan menyebabkan perubahan frekuensi gelombang.

3.2 Saran

Untuk para pembaca sebaiknya menambah referensi yang dapat

dipertanggung jawabkan dan pemerintah harus selalu memantau atau

mengawasi dunia pendidikan, karena dari dari dunia pendidikan Negara bisa

maju dan karena dunia pendidikan juga Negara bisa hancur, bila pendidikan

sudah disalah gunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Agus. 2012. Makalah Elektromagnetik. http://aguslamatenggo.blogspot.com

/2012/05/makalah-elektromagnetik-kata-pengantar.html[diakses pada

tanggal 23 September 2014]

Andriawan. 2008. Spektrum Gelombang Elektromagnetik.

http://aktifisika.wordpress.com/2008/11/17/spektrum-gelombang-

elektromagnetik/. [diakses pada tanggal 22 September 2014]

Garda. 2012. Pengertian Gelombang Elektromagnetik. http://garda-

pengetahuan.blogspot.com/2013/10/pengertian-gelombang-

elektromagnetik.html ) [diakses pada tanggal 23 September 2014]

Hendra, Rahmatullah. 2010. Pengaruh Gelombang Elektromagnetik Frekuensi

Ekstrim Rendah.http:// eprints.uns.ac.id/10649/ . [diakses pada tanggal 29

September 2014]

Kholiedh. 2013. Pengaruh Radiasi Hp Terhadap Kesehatan.

http://kholiedh.heck.in/2013/04/pengaruh-radiasi-hp-terhadap-kesehatan-

r.xhtml . [diakses pada tanggal 23 September 2014]

Lapan. Radiasi UV. http://komposisi.sains.lapan.go.id/htm/radiasiuv.htm. [diakses

pada tanggal 23 September 2014]

Marmono. 2014. Karakteristik dan Aplikasi Gelombang Elektromagnetik.

http://www.rumus-fisika.com/2014/03/karakteristik-dan-aplikasi-

gelombang-elektromagnetik.html . [diakses pada tanggal 22 September

2014]

Mayaerna. 2013. Karakteristik Medan Listrik dan Medan Magnet.

http://mayaerna.blogspot.com/2013/05/karakteristik-medan-listrik-dan-

medan-magnet.html. [diakses pada tanggal 22 September 2014]

Rifkiya. 2013. Spektrum Gelombang Elektromagnetik

http://ihdarifkiya.blogspot.com/2013/05/spektrum-gelombang-

elektromagnetik.html. [diakses pada tanggal 23 September 2014]

Santos. 2011. Pengaruh negative radiasi.

http://santozsandora.blogspot.com/2011/01/pengaruh-negatif-radiasi-gem-

hp.html . [diakses pada tanggal 22 September 2014]