Radiasi Elektromagnetik – Pengertian, Sifat, Spektrum dan Bahayanya

Diposting pada

Radiasi Elektromagnetik – Pengertian, Sifat, Spektrum dan Bahayanya – Dengan adanya kemajuan teknologi saat ini yang semakin meningkat, berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Seperti apakah gelombang elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik itu?

Radiasi Elektromagnetik - Pengertian, Sifat, Spektrum dan Bahayanya

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.

A. Pengertian Radiasi 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.

gelombang elektromagnetik-1

Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbeda-beda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.

B. Hipotesis Maxwell Tentang Gelombang Elektromagnetik

Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell “ James Clark Maxwell ” dengan mengacu pada 3 fakta relasi antara listrik dan magnet yang sudah ditemukan:

  • Percobaan Oersted yang berhasil membuktikan : arus listrik dalam konduktor menghasilkan medan magnet disekitarnya (jarum kompas menyimpang bila di dekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik).
  • Percobaan Faraday yang berhasil membuktikan batang konduktor yang menghasilkan GGL induksi pada kedua ujungnya bila memotong medan magnet
  • Percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnetik pada kumparan menghasilkan arus induksi dalam kuparan tersebut. Didasarkan pada penemuan Faraday “Perubahan Fluks magnetik dapat menimbulkan medan listrik” dan arus pergeseran yang sudah dihipotesakan Maxwell sebelumnya, maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru : “Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan Fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet” Hipotesa ini dikenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet.

Bila Hipotesa Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik akan mengakibatkan medan magnet yang juga berubah serta sebaliknya dan keadaan ini akan terus berulang. Medan magnet atau medan listrik yang muncul akibat perubahan medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak (merambat) menjauhi tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan magnet inilah yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik.

James Clerk Maxwell berhasil menghitung kecepatan rambat gelombang elektromagnetik. Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik bergantung pada 2 besaran, yaitu permitivitas listrik (e) dan permeabilitas magnet (m) dari suatu medium yang di lalui. Dari hasil perhitungan sistematis, Maxwell menemukan kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa (c) yang memenuhi persamaan berikut :

Rumus :

James Clerk Maxwell berhasil menghitung kecepatan rambat gelombang elektromagnetik

Dengan ε0= (8,85 x 10-12) C2 N-1 m-2 adalah permitivitas listrik di ruang hampa, dan μ0 = 4 x 10-7 WbA-1 m-1 adalah permeabilitas magnet di ruang hampa. Jika kedua nilai tersebut disubstitusikan ke rumus, akan di peroleh nilai :

  • C = 299.863.380,5 ms-1
  • C = 3 x 108 ms-1

Di luar dugaan Maxwell, ternyata kecepatan rambat gelombang di ruang hampa, seperti yang telah di hitung sebelumnya sama dengan kecepatan cahaya. Atas dasar teori yang digunakannya tersebut, Maxwell berkesimpulan bahwa caya termasuk gelombang elektromagnetik.

C. Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik

Dari Teori Maxwell tentang Gelombang Elektromagnetik dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah :

  • Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.
  • Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
  • Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.
  • Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi),perpaduan (interferensi),dan lenturan atau hamburan (difraksi). Selain itu juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.
  • Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.
  • Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak membutuhkan medium dalam perambatannya).
  • Dalam ruang hampa kecepatannya 3 x 108 m/s.
  • Tidak dipengaruhi medan magnetik dan medan listrik karena gelombang elektromagnetik tidak bermuatan listrik.
  • Dapat mempengaruhi pelat film.

D. Spektrum Elektromagnetik

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 seperti lagu anak TK “pelangi-pelangi” yang dinamakan spektrum gelombang elektromagnetik.

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.

gelombang elektromagnetik-2

Urutannya adalah:  

  • radio dan televisi
  • gelombang gelombang mikr
  • infra merah
  • cahaya tampak
  • ultraviolet
  • siar x
  • sinar gamma

Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (diatas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (l ³ 0.5 mm). Hubungan antara frekuensi (f), panjang gelombang (l), dan kecepatan elektromagnetik (c) memenuhi persaamaan berikut :

C = f.l

Di dalam ruang hampa nilai c adalah tetap, sedangkan nilai f bergantung nilai l. Jika l kecil, maka f besar atau sebaliknya untuk nilai l besar. Nilai f menjadi kecil.

Gelombang Radio

Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya.

gelombang elektromagnetik-3

Proses Gelombang Radio

Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula.

Penemuan Gelombang Radio

Orang pertama yang memberi petunjuk tentang kemungkinan adanya gelombang lain yang lebih panjang dari gelombang inframerah adalah James Clerk Maxwell, ahli lisika dari Skotlandia. Pada tahun 1864 ia menerbitkan beberapa makalah yang membahas tentang sifat cahaya dan menunjukkan secara teori bahwa sifat tersebut merupakan suatu gerakan gelombang magnet dan gelombang listrik. Maxwell berpendapat bahwa gelombang-gelombang tersebut dapat meluas jauh di luar gelombang lnframerah. la juga mengemukakan bahwa muatan listrik yang bergetar dapat menimbulkan gelornbann seperti tersebut di atas dan gelombang itu berjalan melintasi angkasa dengan kecepatan cahaya lebih dari 300.000 km/dt.

Orang yang penama kali mertemukan gelombang tersebut secara percobaan adalah Elihu Thomson. Dia adalah seorang guru di Sekolah Menengah Central Philadelpia. Pada tahun 1871, Elihu mengadakan percobaan dengan percikan listrik tegangan tinggi yang dapat meloncat melintasi celah beberapa cm. Elihu rnenyambung salah satu dari ujung yang dilewaii arus listrik ke sebuah pipa air dan uiung yang lain ke bagian atas meja logam. Pada waktu percikan-percikan timbul, ia mernbuktikan bahwa ia dapat pergi ke bagian-bagian gedung yang lebih jauh, memegang mata pisau dekat benda logam, dan menarik peicikan-percikan darinya.

Pemanfaatan Gelombang Radio

NoNamaSingkatanFrekuensiPanjang GelombangManfaat
1.Extremely Low FrequencyELF(3 – 30) Hz(105 – 104) kmKomunikasi dengan bawah laut
2.Super Low FrequencySLF(30 – 300) Hz(104 – 103) kmKomunikasi dengan bawah laut
3.Ultra Low FrequencyULF(300 – 3000) Hz(103 – 102) kmKomunikasi di dalam pertambangan
4.Very Low FrequencyVLF(3 – 30) KHz(102 – 104) kmKomunikasi di bawah laut
5.Low FrequencyLF(30 – 300) KHz(10 – 1) kmNavigasi
6.Medium FrequencyMF(300 – 3000) KHz(1 – 10–1) kmSiaran radio AM
7.High FrequencyHF(3 – 30) MHz(10–1 – 10–2) kmRadio amatir
8.Very High FrequencyVHF(30 – 300) MHz(10–2 – 10–3) kmSiaran radio FM dan televise
9.Ultra High FrequencyUHF(300 – 3000) MHz(10–3 – 10–4) kmTelevisi danhandphone
10.Super High FrequencySHF(3 – 30) GHz(10–4 – 10–5) kmWireless LAN
11.Extremely High FrequencyEHF(30 – 300) GHz(10–5 – 10–6) kmRadio astronomi

Kerugian Gelombang Radio

  1. Induksi gelombang elektromagnetik yang ditimbulkan dari radiasi gelombang radio
  2. Induksi gelombang elektromagnetik dapat memengaruhi ion positif dan ion negatif di sekeliling pancaran radiasinya.
  3. Dalam tubuh manusia, terkandung ion-ion yang bermuatan positif dan negatif. Muatan atau ion positif dan negatif di dalam tubuh mengalami keseimbangan apabila tidak mendapat pengaruh terutama dari radiasi gelombang elektromagnetik. Jika pengaruh radiasi tersebut telah melebihi batas ambang yang dapat diterima oleh tubuh manusia, akan terjadi ketidakseimbangan muatan (ion) di dalam tubuh manusia yang kemudian akan berakibat pada terganggunya fungsi-fungsi organ tubuh ataupun metabolisme yang ada di dalam tubuh manusia.
  4. Jika hal ini terjadi terus menerus dalam jangka waktu yang lama, kesehatan orang tersebut akan terganggu atau sakit

Gelombang Televisi

Gelombang televisi lebih tinggi frekuensinya dari gelombang radio FM. Sebagaimana gelombang radio FM, gelombang televisi membawa informasi gambar dan suara. Gelombang Televisi merambat pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran Televisi, gelombang audio dan video tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang Televisi yang akan merambat melalui ruang angkasa.

Gelombang Televisi

Proses Gelombang Televisi

Gelombang ini tidak dipantulkan oleh ionosfer bumi, sehingga diperlukan penghubung dengan satelit atau di permukaan bumi untuk tempat yang sangat jauh. Misalnya di wilayah Bukittinggi dibangun sebuah stasiun penghubung (relay) yang letaknya dipuncak Gunung Marapi.

Penemu Gelombang Televisi

Penemu asal Skotlandia, John Logie Baird berhasil menunjukan cara pemancaran gambar-bayangan bergerak di London pada tahun 1925, diikuti gambar bergerak monokrom pada tahun 1926. Cakram pemindai Baird dapat menghasilkan gambar beresolusi 30 baris (cukup untuk memperlihatkan wajah manusia) dari lensa dengan spiral ganda.

Manfaat Gelombang Televisi

  • memancarkan jenis suara stereo
  • memancarkan bunyi keliling di banyak negara

Kerugian Gelombang Televisi

  • perlu adanya antenna antenna atau pemancar penghubung karena jangkauannya sempit
  • semakin tingginya risiko kanker kolorektal, endometrial, ovarium, dan prostat
  • semakin tinggi resiko terkena kardiovaskular

Gelombang Mikro

Panjang gelombangnya kira-kira 3 mm. Gelombang mikro disebut juga sebagai gelombang radio super high frequency, gelombang radio super high frequency. merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sekitar Hz. Panjang gelombangnya kira-kira 3 mm.

gelombang elektromagnetik-4

Proses Gelombang Mikro

Gelombang elektromagnetik dilepaskan oleh pemancar. Apabila mengenai suatu benda yang terbuat dari logam, maka gelombang tersebut akan dipantulkan yang kemudian gelombang tersebut akan diterima oleh radar.

Penemuan Gelombang Mikro

Tahun 1888, Heinrich Hertz adalah orang pertama yang mendemonstrasikan kewujudan gelombang elektromagnet dengan membina sebuah alat yang menghasilkan dan mengesan gelombang mikro di kawasan UHF.

Manfaat Gelombang Mikro

  • 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.
  • Gelombang ini dimanfaatkan dalam alat microwave,
  • Analisis struktur molekul dan atomik.

Kerugian Gelombang Mikro

  • Kesehatan

mengkonsumsi makanan yang diproses dengan microwave  oven secara terus menerus menyebabkan :

  • Kerusakan otak yang menetap karena impuls listrik di otak mengalami ‘hubungan pendek’ ( kortsluiting ) melalui  de – polarisasi dan de – magnetisasi jaringan otak.
  • Tubuh manusia tidak mampu memetabolisir  ( memecah dan mengeluarkan ) produk sampingan yang tidak dikenal dalam makanan yang diproses dengan microwave.
  • Produksi hormon laki – laki dan perempuan diubah menjadi terhalang.
  • Semua mineral, vitamin dan zat gizi menjadi menurun atau berubah sifatnya sehingga tubuh tidak dapat menyerap maupun memecahnya.
  • Mineral yang terkandung dalam sayuran diubah menjadi radikal bebas yang menimbulkan kanker.

Sinar Inframerah

Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah.

Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah. Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.

Radiasi Elektromagnetik - Pengertian, Sifat, Spektrum dan Bahayanya

Proses Sinar Inframerah

Frekuensi gelombang ini dihasilkan oleh getaran-getaran elektron pada suatu atom atau bahan yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi khas.

Penemu Inframerah

Sir William Herschell, seorang astronom kerajaan Inggris secara tidak sengaja ketika william sedang melakukan penelitian untuk mencari bahan penyaring optik.

Manfaat Sinar Inframerah

Kesehatan

  • Mengaktifkan molekul air dalam tubuh. Hal ini disebabkan karena inframerah mempunyai getaran yang sama dengan molekul air. Sehingga, ketika molekul tersebut pecah maka akan terbentuk molekul tunggal yang dapat meningkatkan cairan tubuh.
  • Meningkatkan sirkulasi mikro. Bergetarnya molekul air dan pengaruh inframerah akan menghasilkan panas yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar, dan meningkatkan temperaturkulit, memperbaiki sirkulasi darah dan mengurani tekanan jantung.
  • Mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah dapat membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena asam urat yang tinggi.

Bidang komunikasi

  • Penerapan sistem sensor infra ini sangat bermanfaat sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, dan otomatisasi pada sistem. Adapun pemancar pada sistem ini terdiri atas sebuah LED (Lightemitting Diode)infra merah yang telah dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapatfoto transistor, fotodioda, atau modulasi infra merah yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
  • Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop
  • Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat, seperti pada remote TV. Gelombang inframerah itu mudah untuk dibuat, harganya relatif murah, tidak dapat menembus tembok atau benda gelap, serta memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinterfensi oleh cahaya matahari.
  • Sebagai alat komunikasi pengontrol jarak jauh. Inframerah dapat bekerja dengan jarak yang tidak terlalu jauh (kurang lebih 10 meter dan tidak ada penghalang)

Bidang keruangan

Inframerah yang dipancarakan dalam bentuk sinar infra merah terhadap suatu objek, dapat menghasilkan foto infra merah. Foto inframerah yang bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat digunakan untuk membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas dapat menggambarkan daerah mana yang panas dan tidak. Suatu lukisan panas dari suatu gedung dapat digunakan untuk mengetahui dari zona bagian mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihann sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.

Bidang Industri

Lampu inframerah. Merupakan lampu pijar yang kawat pijarnya bersuhu di atas ±2500°K. hal ini menyebabkan sinar infra merah yang dipancarkannya menjadi lebih banyak daripada lampu pijar biasa. Lampu infra merah ini biasanya digunakan untuk melakukan proses pemanasan di bidang industri.

Kerugian Inframerah

  • Efek pada kulit
  • Efek pada mata

Sinar Tampak atau Cahaya Tampak

Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.

Sinar Tampak atau Cahaya Tampak

Proses Cahaya Tampak

Dalam rentang spektrum gelombang elektromagnetik, cahaya atau sinar tampak hanya menempati pita sempit di atas sinar inframerah. Spektrum frekuensi sinar tampak berisi frekuensi dimana mata manusia peka terhadapnya. Frekuensi sinar tampak membentang antara 40.000 dan 80.000 GHz (1013) atau bersesuaian dengan panjang gelombang antara 380 dan 780 nm (10-9). Cahaya yang kita rasakan sehari-hari berada dalam rentang frekuensi ini. cahaya juga dihasilkan melalui proses dalam skala atom dan molekul berupa pengaturan internal dalam konfigurasi elektron. Radiasi elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini disebut sebagai cahaya tampak atau cahaya saja.

Penemu Cahaya Tampak

Roger Bacon yang pertama kali diakui spektrum terlihat dalam segelas air. Empat abad kemudian, Isaac Newton menemukan bahwa prisma dapat membongkar dan memasang kembali cahaya putih. Newtonspektrum dibagi menjadi tujuh warna bernama: merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Manfaat Cahaya Tampak

Pemanfaatan Bahwa cahaya tampak pemenafaatannya sangat luas. Tak perlu jauh-jauh, perhatikan disekitar tempat tinggal, akan ditemukan dedaunan mereka memerlukan pencahayaan. Dedaunan yang tak dapat cahaya akan pucat. Di dedanuan hijau terjadi photosintesis. Bila dedaunan kurang atau tidak ada disekitar tempat tinggal, suasana gersang dan cepat mengantuk.

Kerugian Cahaya Tampak

  • Dampak negatif penggunaan laser adalah pointer laser yang di gunakan seseorang apabila sampai mengenai mata , maka akan mengakibatkan kerusakan retina . terutama pada bagian mocula (titik sentral retina) . gejalanya yakni penglihatan akan menurun tajam. bila terkena, mocula akan mengalami efek pandangan. bisa dicontohkan dengan kasus seseorang yang melihat hidung orang lain. bila bagian mocula rusak, yang terlihat hanya sisi samping hidung. batang hidung justru tak terlihat sama sekali.
  • Kulit kasar. Sinar matahari dapat menembus jauh ke dalam kulit dan merusak sel kolagen. hal ini membuat kulit tampak kering dan kasar. sinar matahari juga menyerap kelembaban dari sel-sel kulit. setelah kolagen rusak, tidak mudah untuk memperbaiki. sel-sel dapat memperbaiki diri mereka sendiri dalam beberapa bulan atau tahun.

Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.

Ultraviolet rays

Proses Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet atau ultra ungu berarti di atas ungu. Sinar ini berada pada selang frekuensi 10(15)Hz sampai 10(16) Hz atau dalam daerah panjang gelombang 10(-8) sampai 10  (-7) m. Sinar ultraviolet diradiasikan oleh atom den molekul dalam nyala listrik. Sinar ultraviolet berasal dari transisi elektron terluar suatu atom. Selain itu, matahari juga merupakan sumber sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet dari matahari diserap oleh molekul ozon (O3). atmosfer Sehingga tidak berbahaya bagi kehidupan di bumi.

Penemu Sinar Ultraviolet

Awalnya, sinar ultra violet ditemukan tidak sengaja ketika suatu kristal garam perak menjadi gelap ketika terpapar sinar matahari. Beberapa tahun kemudian,  Johann Wilhelm Ritter mengadakan penelitian yang mengungkap sinar tersebut. Sinar ini awalnya disebut sebagai “sinar de-oksidator”.

Manfaat Sinar Ultraviolet

  • Sumber utama vitamin D.

Sinar ultraviolet ternyata membantu mengubah kolesterol yang tersimpan di kulit menjadi vitamin D. Hanya dengan berjemur selama 5 menit di pagi hari, tubuh kita mendapatkan 400 unit vitamin D.

  • Mengurangi kolesterol darah.

Proses pembentukan vitamin D dimana mengubah kolesterol di dalam darah maka akan mengurangi kadar kolesterol dalam tubuh kita.

  • Mengurangi gula darah.

Sinar matahari membantu penyerapan glukosa ke dalam sel-sel tubuh yang merangsang glukosa menjadi glikogen sehingga secara langsung berperan menurunkan kadar gula darah dalam tubuh kita.

  • Membantu membentuk dan memperbaiki tulang.

Vitamin D yang dibentuk melalui sinar matahari berfungsi meningkatkan penyerapan kalsium oleh tubuh sehingga memperbaiki komponen tulang dan mencegah penyakit rakhitis, osteoporosis, dan osteomalacia

Kerugian Sinar Ultraviolet

Sinar UV dibagi menjadi tiga tingkatan yaitu sinar UV-C, merupakan radiasi UV yang paling berbahaya sehingga tubuh harus benar-benar terlindungi, sinar UV-B atau yang biasa kita kenal sebagai sinar radiasi perusak kulit dan mata, serta terakhir adalah sinar UV-A. UV-A dan UV-B harus dihindari karena mampu merusak jaringan mata. UV-A dapat merusak saraf pusat penglihatan dan makula, yaitu bagian dari retina yang terletak di bagian belakang mata. Sedangkan UV-B dapat merusak bagian kornea dan lensa. Walau tingkat radiasinya paling rendah, paparan UV-A dalam jangka panjang dapat mengakibatkan katarak. Penyakit lain yang ditimbulkan akibat sinar UV antara lain degenerasi makular, pterygium atau pertumbuhan pada lapisan luar (bagian putih mata) yang pada akhirnya menutupi bagian tengah kornea, dan corneal sunburn (photokeratitis) yang terjadi akibat paparan sinar UV-B berlebih.

Sinar-X

Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm.

Sinar-X

Proses Sinar X 

Sinar-X merambat menurut garis lurus Sinar-X tidak menyimpang dalam medan magnetik / medan listrik Sinar-X dipancarkan ketika sinar katode menumbuk zat padat Karena Sinar-X tidak menyimpang dalam medan magnetik maupun medan listrik, maka Sinar-X jelas tidak mengandung partikel yang bermuatan / Sinar-X lebih mirip dengan cahaya yang tampak. Ternyata Sinar-X termasuk gelombang elektromagnetik punya gelombang (10-12 m – 10-8 m) frekwensi sangat tinggi

Penemu Sinar X 

Ditemukan oleh Wilhelm K. Rontgen (1845 – 1923) bulan November tahun 1895 dengan menggunakan elektron-elektron dikeluarkan dari katode dengan cara memanaskan katode (emisi termionik). Sinar ini oleh Rontgen disebut Sinar-X karena pada saat itu Rontgen belum mengetahui sifat sinar tersebut. Tabung Sinar-X Digunakan Rontgen untuk menemukan Sinar-X yang digunakan untuk memproduksi Sinar-X diciptakan oleh W.D. Coolige dari Lab General Electric tahun 1913.

Manfaat Sinar X 

  • Dalam ilmu kedokteran, sinar X dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang, gigi serta organ tubuh yang lain tanpa melakukun pembedahan langsung pada tubuh pasien. Biasanya, masyarakat awam menyebutnya dengan sebutan ‘foto rontgen’.
  • Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi.
  • Sinar-X digunakan untuk menyelidik struktur hablur dan jarak pemisahan antara atom-atom dalam suatu bahan hablur.
  • Dalam bidang industri, sinar X digunakan untuk mengesan kecacatan dalam struktur binaan atau bahagian-bahagian dalam mesin dan enjin.
  • Menyiasat rekahan dalam pipa logam, dinding konkrit dan dandang tekanan tinggi.
  • Memeriksa retakan dalam struktur plastik dan getah.
  • Sinar-X digunakan untuk mengesahkan sama ada suatu lukisan atau objek seni purba itu benar atau tiruan.

Kerugian Sinar-X

  • Sinar-X memiliki energi yang tinggi, punya efek yang besar pada jaringan hidup. Dapat mengionisasi molekul-molekul, dapat mengganggu fungsi sel yang normal. Sinar-X dengan dosis tinggi dapat mengakibatkan kanker dan lahir cacat (karena terlalu lama).
  • Pemusnahan sel-sel dalam badan.
  • Perubahan struktur genetik suatu sel.
  • Penyakit kanser barah.
  • Kesan-kesan buruk seperti rambut rontok, kulit menjadi merah dan berbisul.
  • Dapat merusak rantai DNA.
  • Dapat menyebabkan kanker dan mutasi genetik.

Sinar Gamma (g)

Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh.

gelombang elektromagnetik-6.jpg

Proses Sinar Gamma

Sinar gamma muncul dari inti atom yang tidak stabil dikarenakan atom tersebut memiliki energi yang tidak sesuai dengan kondisi dasarnya (groundstate). Energi gamma yang muncul antara satu radioisotop dengan radioisotop yang lain adalah berbeda – beda dikarenakan setiap radionuklida memiliki emisi yang spesifik.

Penemu Sinar Gamma

Thomson (Joseph John Thomson) melakukan penelitian sinar katoda di pusat penelitian  Cavendish di Universitas Cambridge dan menemukan elektron yang merupakan salah satu  pembentuk struktur dasar materi.

Pada tahun 1895 datanglah Ernest Rutherford, seorang  kelahiran Selandia Baru yang bermigrasi ke Inggris, untuk bekerja di bawah bimbingan J.J.  Thomson. Pada mulanya Rutherford tertarik kepada efek radioaktivitas dan sinar-X terhadap  konduktivitas listrik udara. Partikel (radiasi) berenergi tinggi yang dipancarkan oleh bahan  radioaktif menumbuk dan melepaskan elektron dari atom yang ada di udara, dan inilah yang  menghantarkan arus listrik.

Setelah mengadakan penelitian bersama dengan J.J. Thomson,  pada tahun 1898 Rutherford menunjukkan bahwa sinar-X dan radiasi yang dipancarkan oleh  materi radioaktif pada dasarnya bertingkah laku sama. Selain itu berdasarkan pengukuran  serapan materi terhadap radiasi yang dipancarkan oleh materi radioaktif seperti uranium atau  thorium, ia menyatakan paling sedikit ada 2 jenis radiasi yang dipancarkan oleh bahan  radioaktif alam uranium dan thorium. Satu memiliki daya ionisasi yang sangat besar, karena  itu mudah diserap oleh materi, dapat dihentikan dengan kertas tipis, yang satu lagi memiliki  daya ionisasi yang lebih kecil dan daya tembus yang besar. Menggunakan dua huruf pertama  abjad Yunani, yang pertama disebut radiasi alpha, yang kedua radiasi Beta. Selain itu juga  diketahui adanya radiasi yang memiliki daya tembus lebih besar dari pada Beta, dan radiasi ini  disebut radiasi Gamma.

Manfaat Sinar Gamma

  • Ilmuwan menggunakan sinar gamma untuk membunuh bakteri jahat dan serangga yang merusak makanan. Makanan yang disinari sinar gamma disebut makanan iradiasi.
  • Industri, untuk mengetahui struktur logam
  • Pertanian, untuk membuat bibit unggul
  • Teknik nuklir, untuk membuat radio isotop
  • Kedokteran, untuk terapi dan diagnosis
  • Farmasi, untuk sterilisasi

Kerugian Sinar Gamma

  • Dapat merusak DNA
  • Dapat menyebabkan luka bakar
  • Dampak negatif dari radiasi gamma adalah bisa merusak jaringan sel sehat dan mengakibatkan kerusakan organ dalaman manusia serta bisa menyebabkan kematian.

Simak Juga : Proteksi Radiasi – Pengertian, Teknik dan Aturan Dasar

E. Bahaya Radiasi Elektromagnetik

Paparan radiasi ultraviolet-B yang berlebih terhadap manusia, hewan, tanaman dan bahan-bahan bangunan dapat menimbulkan dampak negatif. Pada manusia, radiasi UV-B berlebih dapat menimbulkan penyakit kanker kulit, katarak mata serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi.

  • Pada tumbuhan, radiasi UV-B dapat menyebabkan pertumbuhan berbagai jenis tanaman menjadi lambat dan beberapa bahkan menjadi kerdil. Sebagai akibatnya, hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun serta tanaman hutan menjadi rusak.
  • Pulsa microwaves dapat menimbulkan efek stres pada kimia syaraf otak.
  • Apabila terjadi lubang ozon, maka sinar UV, khususnya yang jenis UV tipe B yang memiliki panjang gelombang 290 nm, yang menembus ke permukaan bumi dan kemudian mengenai orang, dapat menyebabkan kulit manusia tersengat, merubah molekul DNA, dan bahkan bila berlangsung menerus dalam jangka lama dapat memicu kanker kulit, termasuk terhadap mahluk hidup lainnya.
  • Radiasi HP dapat mengacaukan gelombang otak, menyebabkan sakit kepala, kelelahan, dan hilang memori, pemakaian HP bisa menyebabkan kanker otak.
  • Beberapa efek negatif yang bisa muncul sebagai akibat radiasi HP antara lain kerusakan sel saraf, menurunnya atau bahkan hilangnya konsentrasi, merusak sistem kekebalan tubuh, meningkatkan tekanan darah, hingga gangguan tidur dan perubahan aktivitas otak.
  • Sebagian besar garis-garis wajah dan kerut/keriput disebabkan oleh pemaparan berlebihan terhadap sinar UV, baik UVA yang bertanggung jawab atas noda gelap, kerut/keriput, dan melanoma maupun UVB yang bertanggung jawab atas kulit terbakar dan karsinoma.
  • Dampak negatif wi-fi sehubungan dengan radiasi elektromagnetik: keluhan nyeri di bagian kepala, telinga, tenggorokan dan beberapa bagian tubuh lain bila berada dekat dengan peralatan elektronik atau menara pemancar.
  • Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet).
  • Dapat menyebabkan katarak mata(Sinar ultraviolet).
  • Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet).
  • Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet).
  • Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma).
  • Dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia (Sinar X dan terutama sinar gamma).

Sudah selesai membaca materi ini ? Ayo lihat dulu Daftar Materi Fisika

Gambar Gravatar
Assalamualaikum wr.wb. Selamat belajar dan mengerjakan tugas.^^Lakukan Terbaik yang kamu bisa, Berbagai Usaha, Pengalaman dan Latihan yang kamu lakukan saat ini, Pasti bukanlah hal yang sia-sia di waktu yang akan datang..

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *