Radiasi elektromagnetik adalah energi yang dipancarkan atau diserap oleh partikel bermuatan, seperti elektron atau inti atom, dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik mencakup spektrum yang luas, mulai dari gelombang radio dengan frekuensi rendah hingga sinar gamma dengan frekuensi tinggi.
Spektrum radiasi elektromagnetik terdiri dari gelombang-gelombang dengan karakteristik yang berbeda, termasuk gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Setiap jenis radiasi elektromagnetik memiliki rentang frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda.
Radiasi elektromagnetik dapat dilihat sebagai sekelompok partikel bermuatan, yang disebut foton, yang bergerak melalui ruang pada kecepatan cahaya. Foton memiliki energi yang berhubungan dengan frekuensi radiasi: semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi energi foton.
Radiasi elektromagnetik memiliki berbagai aplikasi dan penggunaan dalam berbagai bidang. Beberapa contoh penggunaan radiasi elektromagnetik termasuk:
1. Komunikasi: Gelombang radio digunakan dalam komunikasi nirkabel, seperti siaran radio dan televisi, telepon seluler, dan Wi-Fi.
2. Penglihatan: Radiasi cahaya tampak memungkinkan kita melihat dunia di sekitar kita. Cahaya tampak terdiri dari berbagai panjang gelombang yang memberikan warna yang berbeda.
3. Pemanasan: Radiasi inframerah digunakan dalam pemanas inframerah, oven, dan pengering untuk menghasilkan panas melalui penyerapan radiasi oleh benda-benda.
4. Teknologi Medis: Sinar-X digunakan dalam pemindaian radiologi dan tomografi komputer (CT scan) untuk mendapatkan gambar internal tubuh manusia.
5. Sterilisasi: Radiasi ultraviolet digunakan dalam sterilisasi air dan peralatan medis untuk membunuh mikroorganisme patogen.
6. Ilmu Pengetahuan dan Penelitian: Radiasi elektromagnetik digunakan dalam berbagai metode ilmiah, seperti spektroskopi, pengamatan astronomi, dan eksperimen fisika.
Namun, penting juga untuk diingat bahwa radiasi elektromagnetik dapat memiliki efek negatif pada kesehatan manusia jika terpapar dalam dosis yang berlebihan atau jika terpapar radiasi ionisasi seperti sinar-X dan sinar gamma. Oleh karena itu, penggunaan radiasi elektromagnetik harus diatur dan dikendalikan secara cermat untuk melindungi kesehatan manusia dan lingkungan.
Klasifikasi spektrum radiasi elektromagnetik
Semua radiasi elektromagnetik membentuk spektrum elektromagnetik, yang diklasifikasikan tergantung pada karakteristik gelombang yang menyusunnya:
Gelombang radio.
Gelombang radio adalah salah satu jenis radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam spektrum elektromagnetik lebih panjang daripada cahaya inframerah. Ia memiliki frekuensi antara 300 gigahertz (GHz) dan 3 kilohertz (kHz), panjang gelombang antara 1 mm dan 100 km dan bergerak dengan kecepatan cahaya.
Gelombang radio buatan digunakan untuk komunikasi, radar dan sistem navigasi lainnya, komunikasi satelit, dan jaringan komputer.
Microwave.
Gelombang mikro yang digunakan dalam oven untuk memanaskan makanan adalah gelombang 2,45 GHz yang dihasilkan oleh percepatan elektron. Gelombang mikro ini memicu medan listrik dalam oven, di mana molekul air dan komponen makanan lainnya, mencoba menyesuaikan diri dalam medan listrik tersebut, menyerap energi dan meningkatkan suhunya.
Matahari memancarkan radiasi gelombang mikro, yang diblokir oleh atmosfer bumi. Radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik (CMBR, singkatannya dalam bahasa Inggris Cosmic Microwave Background Radiaton) adalah radiasi gelombang mikro yang menyebar ke seluruh alam semesta dan merupakan salah satu basis yang mendukung teori asal mula alam semesta melalui ledakan besar atau teori Big Bang.
Cahaya inframerah
Cahaya inframerah adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih besar dari cahaya tampak: antara 0,74 µm dan 1 mm. Frekuensi radiasi ini antara 300 GHz dan 400 terahertz (THz). Radiasi ini mencakup sebagian besar radiasi termal yang dipancarkan benda. Cahaya inframerah yang dipancarkan Matahari setara dengan 49% pemanasan Bumi.
Cahaya tampak.
Cahaya adalah radiasi elektromagnetik yang dirasakan manusia dengan indera penglihatan. Panjang gelombang cahaya tampak antara 390 dan 750 nm, dan setiap warna spektral terletak di pita panjang yang sempit.
| Warna | Panjang gelombang |
| Ungu | 380-450 nm |
| biru | 450-495 nm |
| hijau | 495-570 nm |
| Kuning | 570-590 nm |
| jeruk | 590-620 nm |
| Merah | 620-750 nm |
Sinar ultraviolet.
Sinar ultraviolet (UV) adalah radiasi elektromagnetik yang menerima nama ini karena memiliki frekuensi gelombang yang lebih besar daripada warna yang diidentifikasi manusia sebagai ungu. Itu ditemukan dalam rentang panjang gelombang antara 10 dan 400 nm dan dengan energi foton antara 3 elektron-Volt (eV) dan 124 eV. Sinar UV tidak terlihat oleh manusia, tetapi banyak hewan, seperti serangga dan burung, dapat melihatnya.
Radiasi UV matahari umumnya dibagi menjadi tiga kategori, dari energi terendah hingga tertinggi:
- UV-A: panjang gelombang antara 320-400 nm
- UV-B: panjang gelombang antara 290-320 nm
- UV-C: panjang gelombang antara 220-290 nm.
Sebagian besar radiasi UV matahari yang mencapai Bumi adalah UV-A, sedangkan radiasi lainnya diserap oleh ozon di atmosfer.
Sinar X.
Sinar-X adalah radiasi elektromagnetik dengan energi yang lebih tinggi daripada radiasi UV dan panjang gelombang yang lebih pendek, antara 0,01 dan 10 nm. Mereka ditemukan oleh Wilhelm Röntgen pada akhir abad ke-19.
Sinar gamma
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik dengan energi tertinggi, di atas 100 keV, dengan panjang gelombang kurang dari 10 pikometer (1 x 10-13 m). Mereka dipancarkan oleh nukleus dan terjadi secara alami di radioisotop.
Efek radiasi elektromagnetik.
Manusia dikelilingi oleh radiasi yang datang dari luar, di mana kita hanya menyadari radiasi yang kita rasakan melalui indera: seperti cahaya dan panas.
Radiasi dapat diklasifikasikan menjadi pengion dan non-pengion, tergantung pada kemampuannya untuk mengionisasi zat yang dilewatinya. Dengan cara ini, sinar gamma terionisasi karena tingkat energinya yang tinggi, sedangkan gelombang radio tidak terionisasi.
Kebanyakan radiasi ultraviolet tidak mengionisasi, tetapi semua radiasi UV memiliki efek berbahaya pada bahan organik. Ini karena kekuatan foton UV untuk mengubah ikatan kimia dalam molekul.
Sinar-X dosis tinggi dalam waktu singkat menyebabkan penyakit radiasi, sedangkan dosis rendah meningkatkan risiko kanker radiasi.
Penerapan radiasi elektromagnetik
Tindakan radiasi elektromagnetik sangat penting untuk kehidupan di planet Bumi. Masyarakat seperti yang kita kenal sekarang didasarkan pada penggunaan teknologi yang kita berikan pada radiasi elektromagnetik.
Radio.
Gelombang radio AM digunakan dalam transmisi sinyal radio komersial pada frekuensi 540 hingga 1600 kHz. Metode untuk menempatkan informasi dalam gelombang ini adalah amplitudo termodulasi, itulah mengapa disebut AM. Gelombang pembawa yang memiliki frekuensi dasar stasiun radio (misalnya 1450 kHz) bervariasi atau amplitudo dimodulasi oleh sinyal audio. Gelombang yang dihasilkan memiliki frekuensi yang konstan sedangkan amplitudonya bervariasi.
Gelombang radio FM berkisar dari 88 hingga 108 MHz dan, tidak seperti stasiun AM, metode transmisi pada stasiun FM adalah dengan modulasi frekuensi. Dalam hal ini, gelombang pembawa informasi menjaga amplitudo tetap konstan, tetapi frekuensinya bervariasi. Oleh karena itu, jarak dua stasiun radio FM tidak boleh kurang dari 0,020 MHz.
Diagnosis dan terapi.
Kedokteran adalah salah satu bidang yang menerima manfaat paling banyak dari penggunaan teknologi berdasarkan radiasi elektromagnetik. Dalam dosis rendah, sinar-X efektif untuk membuat radiografi, di mana jaringan lunak dapat dibedakan dari jaringan keras. Di sisi lain, kapasitas pengion sinar-X digunakan dalam pengobatan kanker untuk membunuh sel-sel ganas dalam radioterapi.
Komunikasi nirkabel.
Teknologi nirkabel yang paling umum menggunakan sinyal radio atau inframerah; dengan gelombang infra merah jaraknya pendek (remote control televisi) sedangkan gelombang radio menjangkau jarak jauh.
Termografi.
Termografi Inframerah Melalui infra merah, suhu benda dapat ditentukan Termografi adalah teknologi yang memungkinkan penentuan suhu benda secara jarak jauh dengan menggunakan radiasi infra merah. Teknologi ini banyak digunakan di bidang militer dan industri.
Radar.
Radar, yang dikembangkan dalam Perang Dunia II, adalah aplikasi umum gelombang mikro. Dengan mendeteksi gema gelombang mikro, sistem radar dapat menentukan jarak benda.
Post terkait
Apa saja metode yang digunakan untuk mengukur radiasi elektromagnetik?
Apa perbedaan antara detektor ionisasi dan detektor fotolistrik?
# Gelombang Elektromagnetik: Pengertian dan Karakteristik dalam Fisika